DE69014530T2

DE69014530T2 - AC-DC-AC-Leistungsumwandlungseinrichtung mit wenig aktiven Schaltern und Steuerung des Eingangs und des Ausgangs.

Info

Publication number: DE69014530T2
Application number: DE69014530T
Authority: DE
Inventors: Keepakraj N Divan
Original assignee: Wisconsin Alumni Research Foundation
Current assignee: Wisconsin Alumni Research Foundation
Priority date: 1989-09-29
Filing date: 1990-09-27
Publication date: 1995-04-06
Anticipated expiration: 2010-09-28
Also published as: DE69014530D1; ATE114892T1; EP0420628B1; EP0420628A2; KR910007224A; ES2064658T3; CA2025847A1; JPH03195375A; EP0420628A3; US5017800A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung bezieht sich allgemein das Gebiet der elektrischen Energiewandlersysteme und genauer auf Energiewandler, die in unterbrechungsfreien Stromversorgungssystemen und in Einphasen/Dreiphasen-Wandlern verwendet werden.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Unterbrechungsfreie Energieversorgungen (UEV) finden breite Anwendung für verschiedene kritische Lasten einschließlich Rechner, Finanztransaktions-Abwickler und Lebenserhaltungssysteme. Die Vermehrung der leistungselektronischen Lasten am Energieversorgungsnetz verursacht ein deutliches Anwachsen der Oberwellenpegel auf den Wechselstromleitungen. Ferner macht die Verwendung von Rechnern in großem Maßstab die Abgabereinheit der im Energieversorgungssystem verfügbaren Energie kritischer. Obwohl in der Vergangenheit UEV-Systeme für große Rechneranlagen verwendet wurden, brachte die zunehmende Rechnerabhängigkeit von Gewerbe und Industrie eine enorme Zunahme der Verwendung von UEV-Systemen selbst für kleine Rechner, die an Einphasen-Versorgungsleitungen betrieben werden, mit sich.
Durch die sinkenden Kosten für Rechnerleistung sind Einphasen-UEV-Systeme sehr kostenempfindlich. Demzufolge können sich wenige UEV-Hersteller den Luxus leisten, eine Schnittstelle mit verbessertem Leistungsfaktor am Stromversorgungsnetz anzubieten. Jedenfalls ist sehr wahrscheinlich, daß die Oberwellen-Normen verschärft werden, wobei noch wichtiger ist, daß die Beschränkung der Effektivstrom-Versorgungsleistung von Industrie- oder Haushaltsleitungen die Nennleistung der größten Einheit begrenzt, die von der verfügbaren Stromversorgung gespeist werden kann. Demzufolge können Einheiten mit schlechterem Leistungsfaktor der Versorgungseinrichtung weniger Leistung entnehmen als eine vergleichbare Einheit mit sinusförmigen Eingangsströmen. Eine weitere Folge von Stromoberschwingungen auf Wechselstromleitungen ist eine dritte Oberwelle, die neutralen Leitern aufgeprägt wird und die häufig bei der Verwendung von typischen UEV- Systemen und Schaltnetzteilen auftritt.
Für kommerzielle UEV-Systeme wurden hauptsächlich zwei Lösungswege verwendet. Ein Lösungsweg verwendet einen Ferroresonanzwandler als Spannungsregler. Die Leitungsanpassung ist vollständig passiv und die Technik ist sehr robust, was eine gute Unempfindlichkeit gegenüber Störungen ergibt. Deshalb findet im normalen Betrieb keine Energieübertragung über die Übertragungseinrichtungen statt. Bei Feststellung eines Stromausfalls auf der Wechselstromleitung wird der Invertierer auf die Leitung geschaltet, die Verbindung zur Leitungsenergie wird unterbrochen und der Invertierer übernimmt die Versorgung der Last. Während des normalen Betriebs kann der Invertierer auch zum Aufladen der Batterie verwendet werden. Diese Technik zeichnet sich durch hohe Effektivität und Zuverlässigkeit sowie geringe Kosten aus. Der Ferroresonanzwandler ist jedoch ziemlich schwer und die Übergänge vom Betrieb an der Wechselstromleitung zum Invertiererbetrieb können unter gewissen niedrig- oder hochbelasteten Leitungszuständen Probleme mit sich bringen. Auch kann die Qualität der Ausgangswellenform bei nichtlinearen Lasten sehr schlecht sein.
Der andere übliche Lösungsweg ist das sogenannte On-Line- UEV-System, bei dem ein getrennter Wechselstrom-Gleichstrom-Umsetzer verwendet wird, um die Batterielade- und Regelfunktion zu bewerkstelligen. Der Gleichstrombus wird von der Batterie unterstützt und speist einen Gleichstrom-Wechselstrom-Wandler mit geeigneter Filterung. Um im Falle des Ausfalls des Invertierers die Ausgangsleistung zur Wechselstromleitung umzuleiten, werden statische Überbrückungsschalter verwendet. Eine solche Methode stellt im normalen Betrieb Energie von den Hauptenergieleitungen zur Verfügung, jedoch erst nach zwei Energieumwandlungsschritten. Demzufolge ist das System teuerer und weniger effektiv, obwohl es gut funktioniert.
Ein weiterer, vor kurzem veröffentlichter Lösungsweg kann als interaktives Netzbereitschafts-UEV-System bezeichnet werden. Siehe T. Kawabata u.a., "Chargerless UPS Using Multi-Functional MI-MOS Inverter", IEEE-IAS-Konferenzbericht 1986, Seiten 513 - 520. Durch die Verwendung eines solchen Systems sind nicht mehr zwei Energieumwandlungsstufen notwendig und der Invertierer lädt eine Hochspannungs-Gleichstrombatterie auf, während sich das System im Bereitschaftszustand befindet. Dieser Lösungsweg erlaubt jedoch keine Leitungsbeeinflussung im Sinne einer Spannungskorrektur, einer Störungsunterdrückung oder einer Blindstrom-Oberwellen-Kompensation. Dieser Lösungsweg kann so verändert werden, daß der Invertierer gleichzeitig sowohl als aktives Filter zur Verbesserung der Stromwelle auf der Leitung als auch zur Erhaltung des Batterieladezustands dient. Dieser Lösungsweg erfordert höhere Invertiererleistungen und unhandliche Reihenfilterelemente.
Es sind Hochfrequenzsysteme entwickelt werden, die eine wesentliche Verringerung der Wandlergröße und der Kosten mit sich bringen. Siehe z.B. S. Manias u.a., "Bilateral DC to AC Converter Employing a High Frequency Link", IEEE-IAS-Konferenzbericht 1985, Seiten 1156 - 1162. Obwohl das Konzept der Hochfrequenz sehr vernünftig ist, kann seine Nützlichkeit in UEV-Anwendungen fraglich sein. Für einen Invertiererausfall muß die Überbrückungsanordnung ohne Isolierung ausgeführt werden. Wenn das System für irgendeine Zeitspanne unter diesen Bedingungen betrieben werden muß, kann es vorkommen, daß dies nicht akzeptabel ist. Ferner ergibt das Vorhandensein einer festen Überbrückungsanordnung einen unisolierten Kontakt zwischen der Versorgungs- und der Lastseite, der die Funktion des Hochfrequenzwandlers vollständig verhindert. Jedoch kann das Ziel der UEV-Verfügbarkeit auch durch mehrere parallel betriebene Einheiten erreicht werden.
Keiner der obenerwähnten Lösungswege genügt gleichzeitig den Forderungen nach Lastregelung bei nichtlinearen Lasten, Einstufen-Energieumwandlung, kleinen Filterelementen und sinusförmigen Strömen mit Leistungsfaktor Eins auf den Wechselstromleitungen.
Die DE-A-3 702 834 beschreibt einen Wechselspannungs- Stabilisator für eine Netzstromversorgung zur Erzeugung einer konstanten Versorgungswechselspannung aus einer Wechselstromquelle, bei der die Schalter in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der sinusförmigen Referenzstromquelle und dem gemessenen Netzstrom gesteuert wird. Die Schalter sind paarweise zwischen zwei Busleitungen in Reihe geschaltet, während an die Knoten zwischen verschiedenen Schalterpaaren Eingangs- und Ausgangsanschlüsse angeschlossen sind. Das System ist für eine Spannungsstabilisierungsfunktion ausgelegt und benötigt wenigstens drei Schalterpaare und zugehörige komplizierte Regeleinrichtungen.
Die vorliegende Erfindung, wie sie in Anspruch 1 definiert ist, kann die Zahl der Schalter verringern, indem in der Spannungsversorgung für zwei Gleichstrombusleitungen als Eingänge eine Gleichrichterbrücke vorgesehen ist, wobei der Ausgang von den Knoten zwischen nur zwei Paaren von Schaltern erhalten werden kann.
Die vorliegende Energiewandlervorrichtung mit einer minimalen Anzahl von aktiven Schaltern ist insbesondere für ihre bevorzugte Verwendung in Einphasen-UEV-Systemen ausgelegt. Sie nutzt die Tatsache, daß der Energiefluß in den meisten UEV-Anwendungen vollständig unidirektional ist, d.h. von der Wechselstromleitung zur Last. Die Wandlervorrichtung erfordert die Verwendung von nur vier aktiven Schaltern, um seine Aufgaben zu erfüllen. Diese umfassen die unabhängige Regelung der Eingangs- und Ausgangsströme, einen gemeinsamen neutralen Leiteranschluß, Leitungsbeeinflussung, von Lastströmen unabhängige, sinusförmige Eingangsströme sowie die Regelung der Batterieladung und -entladung. Wenn eine Niederspannungsbatterie und ein Resonanzverbindungsbetrieb gewünscht sind, können fünf Schalter verwendet werden.
Die Energiewandlervorrichtung der Erfindung erlaubt eine vollständige Regelung der Ströme auf der Lastseite und der Wechselstromleitungsseite, selbst wenn der Eingang und der Ausgang vollkommen asynchron sind. Die Vorrichtung kann mit Eingangsleistungsfaktor Eins betrieben werden und an die Last eine Welle mit hoher Qualität liefern.
Die Wandlervorrichtung der Erfindung umfaßt, wenn sie in einem UEV-System verwendet wird, eine Vollbrücke von aktiven Schaltvorrichtungen, die zwischen Gleichstrombusleitungen angeschlossen sind, an welche auch eine Batterie angeschlossen ist. Die Einphasen-Eingangsleitung versorgt den Gleichstrombus über eine Gleichrichterbrücke mit gleichgerichteter Energie. Die Lastleitung und die Wechselstromversorgungsleitung teilen sich eine gemeinsame neutrale Leitung. Das Schalten der Schaltvorrichtungen in der Brücke wird so geregelt, daß der Last über einen Wandler Wechselstromausgangsenergie zur Verfügung gestellt wird. In die Leitung vom Brückeninvertierer zum Wandler können statische Schalter eingeschaltet werden, während in eine Leitung direkt von der Versorgungsleitung zum Wandler ein weiterer statischer Schalter vorgesehen werden kann, um zu ermöglichen, daß der Invertierer ausgeschaltet und somit die Last direkt an den Wechselstromleitungen betrieben werden kann, bis ein Leitungsausfall festgestellt wird. Der Invertierer kann auch betrieben werden, um eine Leitungsbeeinflussung und Störungsunterdrückung zu erhalten, während die Energie aus den Wechselstromnetzleitungen entnommen wird, wobei es möglich wird, während des Bereitschaftsbetriebs die Reservebatterie zu laden.
Das UEV-System kann auch so ausgelegt sein, daß es eine Gleichstrom-Resonanzverbindung verwendet, und es kann ein fünfter aktiver Schalter verwendet werden, um die Schaltung zu einem weich schaltenden Gleichstrom-Resonanzverbindungswandler umzuwandeln, was die Verwendung einer Niederspannungsbatterie ermöglicht. Dies erlaubt Schaltfrequenzen, die eine Größenordnung höher sind bei herkömmlichen, hart schaltenden Invertierern.
Die Vorrichtung der Erfindung kann alternativ zur Umsetzung eines Einphasen-Wechselstromeingangs in einen Dreiphasen-Wechselstromausgang verwendet werden. Eine solche, in dieser Erfindung ausgeführte Vorrichtung ist in Anspruch 13 definiert.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen in der folgenden genauen Beschreibung deutlich.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein schematisches Schaltbild einer Energiewandlervorrichtung gemäß der Erfindung mit Eingangs- und Ausgangsregelung.
Fig. 2 sind veranschaulichende Spannungswellen zur Gleichstrommodulation der Wandlervorrichtung der Fig. 1.
Fig. 3 ist eine Zeichnung, die für die Wandlervorrichtung der Fig. 1 die Ortskurve der möglichen Batteriespannungswerte zeigt.
Fig. 4 ist ein schematisches Schaltbild für ein UEV- System, das die vorliegende Erfindung anwendet.
Fig. 5 ist ein schematisches Schaltbild eines Einphasen- Dreiphasen-Wandlers, der die Wandlervorrichtung der vorliegenden Erfindung umfaßt.
Fig. 6 ist ein schematisches Schaltbild einer UEV-Energiewandlervorrichtung, die eine an die Batterie angeschlossene Gleichstrom-Resonanzverbindung verwendet.
Fig. 7 ist ein Blockschaltbild eines lastseitigen Reglers für ein UEV-System gemäß der Erfindung.
Fig. 8 ist ein Blockschaltbild für die Erzeugung der Wechselstromeingangsleitungs-Referenz I .
Fig. 9 ist ein Blockschaltbild eines Reglers für das UEV- System der Fig. 4, der eine gleichzeitige Regelung des Eingangs und des Ausgangs-bewerkstelligt.
Fig. 10 sind Wellen für die Gleichstrom-Resonanzverbindung-Invertierervorrichtung der Fig. 6, die die Ausgangsspannung, den Induktivitätsstrom, die Spannung zwischen Invertiererleitung und Leitung sowie den Induktivitätsstrom, Versorgungsspannung und den Versorgungsstrom umfassen.

GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

In Fig. 1 ist mit 20 allgemein ein schematisches Schaltbild der zugrundeliegenden Energiewandlervorrichtung gezeigt. Die Vorrichtung entnimmt über eine Eingangsinduktivität 22, die eine Eingangswandlerinduktivität darstellen kann, Wechselstromenergie aus einer Einphasenquelle 21, welche ein Wechselstromenergienetz sein kann. Die Induktivität 22 ist mit einem Knoten 23 zwischen einem Diodenpaar 24 und 25 verbunden, die den durch die Induktivität 22 geleiteten Wechselstrom zu einem Gleichstrom und einer Gleichspannung zwischen den Gleichstrombusleitungen 27 und 28 gleichrichten. Ebenfalls zwischen den Gleichstrombusleitungen 27 und 28 ist eine Invertiererbrücke angeschlossen, die von torsteuerbaren aktiven Schalteinrichtungen 30, 31, 34 und 35 gebildet wird. Jeder dieser Schalter, die bipolare Flächentransistoren sein können, umfaßt typischerweise antiparallele Dioden, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Die elektrische Verbindung zwischen den Schaltern 30 und 31 ist an einem Knoten 32 zu einer gemeinsamen neutralen Leitung 33 zusammengefaßt, die von der Eingangsenergiequelle zur Ausgangslast 36 verläuft, die in Fig. 1 als Spannungsquelle dargestellt ist. Der Ausgang der aus den Schaltern 30, 31, 34 und 35 bestehenden Brücke wird über eine Verbindung am Knoten 37 mit einer Ausgangsinduktivität 38 (die eine Wandlerausgangsinduktivität darstellen kann) verbunden, welche den durch sie geleiteten Strom an die Last 36 liefert. Die Reserve-Speicherbatterie 39 oder das eventuell benötigte Ausgangsfilter sind ebenso wie ein Siebkondensator an die Gleichstrobusleitung 27 angeschlossen.
Die Invertiererbrücke wird mit einer Pulsweitenmodulationsstrategie betrieben, die eine von drei Schaltzuständen (+1, 0, -1) auswählt. Die Auswahl des Nullzustands kann durchgeführt werden, indem die Schalter 30 und 34 (null-positiv, 0+) oder die Schalter 31 und 35 (nullnegativ, 0-) eingeschaltet werden, wobei im Hinblick auf die Last kein erkennbarer Unterschied besteht. Diese Tatsache stellt einen weiteren Freiheitsgrad dar, der für die Regelung des Wechselstromleitung-Nebenstroms genutzt werden kann.
Wenn z.B. der durch die Induktivität 22 fließende Strom Is wie in Fig. 1 gezeigt positiv ist, ist die Diode 24 als leitend zu betrachten. Durch Auswählen der Schalter 30 und 34 zur Erzeugung des Nullzustands (0+) wird den Eingangsleitungen (der Spannung Vx) null Volt aufgeprägt, während die Auswahl der Schalter 32 und 35 (0-) die Gleichstrombusspannung (die Batteriespannung) als Spannung Vx zwischen dem Knoten 23 und der Leitung 33 ergibt. Für eine positive Spannung an der Spannungsquelle VS ergibt dies einen anwachsenden bzw. absinkenden Strom Is. Ähnlich leitet bei negativen Werten von VS und IS die Diode 25 und wählt den (0+)-Zustand aus, der VX = -VB ergibt, während der (0-) -Zustand VX = 0 ergibt. Die Dioden 24 und 25 erzwingen einen unidirektionalen Energiefluß von den Wechselstromleitungen zur Gleichstrombuskapazität 40. Folglich wirkt die Schaltung wie ein halbgesteuerter Umsetzer mit aktiven Schaltern.
Der auf der Eingangsseite verfügbare Regelungsgrad hängt stark von der erlaubten Anzahl der vom Regler ausgewählten Nullzustände ab. Dies setzt voraus, daß ein größeres Verhältnis VB zu VO erforderlich ist, um auf beiden Seiten eine gute Regelung zu erreichen. Andererseits verringert jede Auswahl eines Nicht-Nullzustands das für die Eingangsseiten verfügbare Regelungsmaß. Demzufolge ist vollständige Regelung sowohl der Eingangs- wie der Ausgangsseiten nur über einen begrenzten Eingangs- und Ausgangsspannungsbereich erreichbar.
Diese Beziehung kann durch Betrachtung der Eingangsgleichspannungen, die die Pulsweitenmodulationsregelung voraussetzen, untersucht werden. Für solche Eingangsgleichspannungen (eher als für normalen Wechselstrom vom Energieversorgungsnetz) zeigt die Fig. 2 die daraus folgenden Spannungen VX und VY. Der Invertierer arbeitet zwischen dem Zustand 1 (Schalter 30 und 31 leitend) und Nullzustand mit einer Einschaltdauer Di, um eine positive Ausgangsspannung VO zu erzeugen. Für positive Werte von VS und IS leitet die Diode 24 ständig. Wenn die Schalter 31 und 34 für Di leiten, wird die Spannung VX wenigstens für die Zeitspanne auf den Gleichstrombuspegel VB gezwungen. Während der Zeit, während der sich der Invertierer im Nullzustand befindet, kann der (0+)- oder der (0-)- Zustand ausgewählt werden, um die gewünschte Regelung zu erreichen. Für die Eingangsgleichspannungen ergibt dies die folgenden Beziehungen.
VO =Di VB
VS ≥ Di VB = V&sub0;
Wenn demzufolge auf der Eingangs- und der Ausgangsseite eine vollständige Regelung erreicht werden soll, muß VS größer als VO sein. Annlich sind für negative Werte von VO und positive Werte von VS die Beziehungen wie folgt:
VO =-(1-Di) VB
VS≤Di VB=1+VO/VB
Für negative Werte von VS kann ein ähnlicher Gleichungssatz bestimmt werden. Diese gegensätzlichen Gleichungen sind im Graph der Fig. 3 dargestellt und zeigen, daß im eingeschwungenen Zustand, wenn sowohl VS als auch VO die gleiche Polarität haben, der Invertierer als Wandler in entgegengesetzter Richtung wirkt und hinsichtlich der maximal erreichbaren Ausgangsspannung begrenzt ist. Wenn VO und VS entgegengesetzte Polarität aufweisen, kann jedes Verhältnis von VO zu VS erreicht werden. Es gibt jedoch für VO und VS eine maximale gemeinsame Spannungsbegrenzung von der halben Gleichstrombusspannung. Diese Einschränkungen sind wichtig, wenn die Eingangs- und Ausgangsregelung unter Gleichstrombedingungen vollständig erreicht werden soll. Im Wechselstrombetrieb kann die Energiespeicherung in der Gleichstromverbindung das Verhalten des Wandlers wesentlich verändern.
Die vorausgegangene Wechselstrom-Gleichstrom-Wechselstrom-Wandlervorrichtung kann wie in Fig. 4 gezeigt für einen UEV-Betrieb ausgelegt sein. Die wichtigen Anforderungen umfassen nun zusätzlich zur Regelung der Eingangs- und Ausgangsströme die Erhaltung des geladenen Zustands und die Entladung der Speicherbatterie in der Verbindung. Der lastseitige Ausgang kann gemäß der Ausgangsspannungs regelung und Verzerrungsanforderungen durch die Verwendung eines Stromreglers geregelt werden. Die Eingangsseite kann auch stromgeregelt sein, wobei die Referenzanweisung auf der Grundlage der Batterielade- und -entladeanforderungen sowie der Lastforderungen berechnet wird.
Das UEV-System gemäß der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 4 allgemein mit 50 gezeigt und entnimmt an den Wechselstromanschlüssen 51 und 52 Wechselstromenergie aus dem Versorgungsnetz. Einer der Anschlüsse 52 ist mit der gemeinsamen oder neutralen Leitung 52 der Vorrichtung verbunden, während der andere Anschluß 51 an eine Eingangsinduktivität 54 angeschlossen ist, die Strom an einen Knoten 55 liefert. Der Knoten 55 ist an ein Diodenpaar 56 und 57 angeschlossen, die zwischen der Gleichstrombusleitung 58 und Masse angeschlossen sind. Ein Brückeninvertierer, der von vier aktiven Schaltvorrichtungen 59 - 62 gebildet wird, ist auf ähnliche Weise, wie oben bezüglich Fig. 1 beschrieben ist, ebenfalls zwischen dem Gleichstrombus 58 und Masse angeschlossen. Der Knoten 63 zwischen den Schaltvorrichtungen 59 und 60 ist mit der gemeinsamen Leitung 53 verbunden, während der Knoten 64 zwischen den Schaltvorrichtungen 61 und 62 die Ausgangsspannungsverbindung von der Brücke ist. An den Gleichspannungsbus sind auch ein Siebfilterkondensator 65 nach Masse und über eine Filterinduktivität 67 eine Batterie 66 angeschlossen.
Die Ausgangsspannung der Brücke am Knoten 64 wird über eine Ausgangsinduktivität 70, einen steuerbaren statischen Schalter 71 und eine Leitung 72 zu einer Abgriffstelle an der Primärwicklung eines Transformators 74 geleitet. Die Sekundärwicklung des Transformators 74 ist mit einer zur Last führenden Ausgangsleitung 75 verbunden, wobei zwischen der Leitung 75 die Kapazität 76 angeschlossen ist, um die Ausgangsübergänge zu filtern. Zur Vervollständigung der Schaltung ist in eine Leitung von einem der Wechselstrom-Eingangsanschlüsse 51 zur Primärwicklung des Transformators 74 ein steuerbarer statischer Schalter eingesetzt. Wenn folglich der statische Schalter 78 geschlossen wird, wird die Spannung über den Wechselstromeingangsleitungen 51 und 52 an der Primärwicklung des Transformators 74 anliegen.
Das System der Fig. 4 kann als On-Line-UEV betrieben werden und Leitungsbeeinflussung und Störungsunterdrückung übernehmen. Der Transformatorabgriff ist so gewählt, daß die aus den Vorrichtungen 59 - 62 gebildete Brücke die Last unter niedriger Leitungsbelastung richtig versorgen kann. Während der Überbrückungsbetriebsart sind die statischen Schalter 70 und 78 aktiviert, um die Last direkt mit der Primärwicklung des Transformators zu verbinden. Ein besonders vorteilhaftes Merkmal dieser Schaltung ist die Verwendung einer gemeinsamen neutralen Verbindung zwischen der Eingangsleitung am Anschluß 52 und dem Ausgang der Primärwicklung des Transformators 74.
Die Wechselstrom-Gleichstrom-Wechselstrom-Wandlervorrichtung der Erfindung kann auch für die Verwendung als Einphasen-Dreiphasen-Wandler ausgelegt sein, wie in Fig. 5 allgemein mit 80 gezeigt ist. Das System 80 entnimmt an den Anschlüssen 81 und 82 Einphasen-Wechselstromleistung, besitzt jedoch einen dritten Anschluß 83, an dem eine Spannung erzeugt wird, die die Energie auf den drei Anschlüssen 81, 82 und 83 zu einer Dreiphasenspannung macht, die an eine Dreiphasenlast wie z.B. den in der Fig. 5 gezeigten Motor 84 angelegt werden kann. Die Eingangsspannung an einem der Anschlüsse 81 ist über eine Eingangsinduktivität 86 mit einem Knoten 88 verbunden, an den Gleichrichterdioden 89 und 90 angeschlossen sind. Der Ausgang der Dioden 89 und 90 ist mit den Gleichstrombusleitungen 91 und 92 verbunden, an welchen ein aus den aktiven Schaltvorrichtungen 93 - 96 bestehender Brückeninvertierer angeschlossen ist. Am Knoten 98 ist zwischen den Schaltvorrichtungen 93 und 94 und dem zweiten Wechselstromeingangsanschluß 82 eine Verbindung hergestellt. Der am Knoten 99 ist zwischen den Schaltvorrichtungen 95 und 96 angeschlossene Ausgang des Invertierers ist mit dem dritten Anschluß 83 verbunden. Am Gleichstrombus ist zur Glättung der Spannung auf dem Bus eine Kapazität 100 angeschlossen und erzeugt auf den Busleitungen eine gespeicherte Gleichstromspannung.
Da der aus den Schaltvorrichtungen 93 - 96 bestehende Ausgangsinvertierer Spannung und Strom mit einer willkürlichen Phasen/Frequenz-Beziehung zum Eingang erzeugen kann und da die neutrale Verbindung, mit der der Eingangsanschluß 82 mit dem Knoten 98 verbunden ist, gemeinsam genutzt wird, kann der Invertierer veranlaßt werden, eine Welle mit der gleichen Spannung wie der Eingang, jedoch phasenverschoben zu erzeugen, um eine ausgeglichene Dreiphasenspannung zu erzeugen. Dieser Invertierer kann dann zum Treiben einer durch den Motor 84 angedeuteten Dreiphasenlast verwendet werden, z.B. einer Konstantgeschwindigkeit-Induktionsmaschine.
Die Verwendung von Hochspannungsbatterien in UEV-Systemen bringt oft Verfügbarkeits- und Kostenprobleme mit sich. Die Verwendung einer Niederspannungsbatterie erfordert normalerweise extra Vorrichtungen zur Erzeugung der bidirektionalen Gleichstromstellerschnittstellen zwischen der Batterie und der Gleichstromverbindung. Die Wandlervorrichtung der vorliegenden Erfindung kann jedoch leicht angepaßt werden, um als weich schaltender Gleichstrom- Resonanzverbindungswandler verwendet zu werden, mit Frequenzen, die eine Größenordnung höher als diejenigen herkömmlicher, hart schaltender Invertierer sind. Die Resonanzverbindungsschaltung ist in Fig. 6 allgemein mit 110 dargestellt. Ein Betrieb mit bipolaren Darlington- Flächentransistoren (BJT) bei 30 kHz ist für 15 kVA Invertierer leicht durchführbar. Mit IGNT's und modernen Elementen wie z.B. dem MCT sind Verbindungsfrequenzen bis zu 60 kHz möglich. Die Schaltung ist für interessierende Leistungsklassen von mehreren Kilowatt einfach zu verwirklichen. Die Verwendung einer weich schaltenden Schaltung bringt hinsichtlich der Größe der Filterelemente, des akustischen Rauschens, elektromagnetischer Störungen und der Systemeffektivität wesentliche Vorteile mit sich.
Die Hochfrequenz-Gleichstromverbindungs-Wandlervorrichtung 110 der Fig. 6 entnimmt an den Eingangsanschlüssen 111 und 112 Einphasenenergie, wobei einer der Anschlüsse mit einer Eingangsinduktivität 114 und der andere mit einer gemeinsamen Ausgangsleitung 115 verbunden ist. Die Induktivität 114 ist mit einem Knoten 116 verbunden, der die zwei Dioden 118 und 119 verbindet. Die Dioden 118 und 119 sind ebenso wie ein aus torsteuerbaren, aktiven Schaltvorrichtungen bestehender Invertierer zwischen den Gleichstrombusleitungen 120 und 121 angeschlossen. Die Verbindung zwischen den Schaltvorrichtungen 123 und 124 im Knoten 127 ist mit der gemeinsamen Leitung 115 verbunden, während die Verbindung zwischen den Schaltvorrichtungen 125 und 126 im Knoten 128 mit einer Ausgangsleitung 129 verbunden ist, welche zu einer Ausgangsinduktivität 130 führt, die zu einem der Ausgangsanschlüsse 131 führt, an dem die UEV-Last angeschlossen werden kann. Der andere Ausgangsanschluß 132 ist mit der gemeinsamen Leitung 115 verbunden, wobei zwischen die Ausgangsanschlüsse 131 und 132 eine Ausgangsfilterkapazität angeschlossen ist.
Zwischen den Gleichstrombusleitungen 120 und 121 ist eine Kapazität 135 angeschlossen und aufgeladen, um zwischen diesen Leitungen eine Gleichspannung zu erzeugen. Die Batterie 137 ist mittels einer aus einer Reiheninduktivität 138 und einer aktiven Schaltvorrichtung 140 bestehenden Resonanzverbindungsschaltung an der Gleichstrombusleitung 120 angeschlossen. Eine Kapazität 141 und eine Induktivität 142 sind ebenfalls an die Gleichstrombusleitung 120 angeschlossen und mit dem Knoten 145 verbunden, an den auch die Batterie angeschlossen ist. Vom Knoten 145 führt eine Kapazität 144 bis zur anderen Gleichstrombuslinie 121. Das Schalten der Vorrichtung 140 kann so gesteuert werden, daß auf dem Gleichspannungsbus 120 auf herkömmliche Weise eine Gleichstrom-Resonanzverbindungsspannung erzeugt wird. Siehe z.B. D. H. Divan u.a., "Zero Voltage Switching Inverters for High Power Applications", IEEE-IAS-Konferenzbericht 1987, Seiten 625 - 639, und G. Venkataramanan u.a., "Discrete Pulse Modulation Strategies for High Frequency Inverter Systems", IEEE-PESC- Konferenzbericht 1989, die in die vorliegende Anmeldung durch Literaturhinweis eingefügt ist.
Es stehen verschiedene Regelungsoptionen zur Verfügung, um eine gleichzeitige Regelung von Eingangs- und Ausgangsströmen sowie der Batterieladefunktionen zu bewerkstelligen. Zum Beispiel ist in den Fig. 7 und 8 ein Blockschaltbild eines Reglers gezeigt, der zur Erzeugung der beiden Referenzströme I und I benötigt wird. Siehe auch den obigen Artikel von Venkataramanan u.a. Um insbesondere bei nichtlinearen Lasten eine gute Ausgangsregelung zu erhalten, wird ein Stromregler mit Referenz und Lastmitkopplung verwendet. Die Referenzausgangsspannung V wird einem Block 150 in Fig. 7 zugeführt, der der Filterkapazität entspricht. Dies stellt die grundlegende Komponente I dar, die in der Kapazität fließen muß, wenn die gewünschte Ausgangsspannung erreicht werden soll. Der Strom I wird an der Verbindung 151 zum grundlegenden Laststrom von I&sub1; auf der Leitung 152 addiert, um einen Referenzstrom I für den Wandlerabschnitt zu erzeugen. Der Laststrom wird als Störung des Systems betrachtet und wird ebenso unter Verwendung der Mitkopplung auf einer Leitung 154 zu einer Summierverbindung 155, die ebenfalls den Wert IO über einen Stromregler 156 entnimmt, kompensiert. Dieser Lösungsweg ergibt extrem gute dynamische Eigenschaften und eine ebenso gute Spannungsregelung, selbst bei Anwesenheit wesentlicher nichtlinearer Lasten. Der Ausgang der Verbindung 155 ist integriert (156), um die Ausgangsspannung VO zu erzeugen, die in der Summierverbindung 160 mit der Referenzspannung V verglichen wird, wobei die Differenz an einen Proportional-Integral-Kompensierer 162 übergeben wird, dessen Ausgang mit dem Summierknoten 151 verbunden ist.
Der Referenzeingangsstrom V wird von den zweifachen Anforderungen der Gleichspannungsbusregelung und den Anforderungen der Batterieladung und -entladung abgeleitet. Die Batteriespannung VB wird in der Summierverbindung 170 mit einer im Knoten 171 vom Batteriereferenzstrom I att ab geleiteten Referenzspannung V att verglichen, wobei die Differenz einem Proportional-Intagralregler 172 zugeführt wird, dessen Ausgang an eine Multiplikationsverbindung 174 angeschlossen ist, welche ebenfalls die Versorgungsspannung Ve empfängt. Der Proportional-Intagralregler wird verwendet, um unter Beachtung des Energieflusses in die Batterie ein Energiegleichgewicht herzustellen. Der Ausgang des Proportional-Intagralreglers wird mit der Eingangsversorgungsspannung VS multipliziert, um eine Form für die Eingangsstromwelle I zu erzeugen.
Für das hartschaltende pulsbreitenmodulierte System (PWM) der Fig. 4 ist eine aperiodische Regelungsvariante mit zwei Ausgängen möglich, die in K. P. Gokhale u.a., "Dead- Beat Microprocessor Control of PWM Inverter for Sinusoidal Output Waveform Synthesis", PESC-Konferenzbericht 85, Seiten 28 - 36, offenbart ist. Der Resonanzverbindungswandler der Fig. 6 ist jedoch zu höherer Leistung fähig. Die Regelung unter Verwendung von Einzelpulsmodulationsstrategien, wie sie in Resonanzverbindungssystemen benötigt wird, erfordert einen anderen Lösungsweg. In PWM-Systemen bringt das Vorhandensein einer endlichen Schaltperiode den Begriff eines Zyklus- Mittelwerts mit sich, der durch die Einschaltzeit festgelegt wird. Bei der Einzelpulsmodulation, wo lediglich die möglichen Schaltzeitpunkte bekannt sind, gibt es keine vergleichbare Wiederholungsperiode. Demzufolge ist es scheinbar unmöglich, ungeregelte Systeme herzustellen, so daß ein Regler erforderlich ist. Dies ist bei den meisten Ausführungen kein Nachteil.
Der Einzelpulsmodulationsstromregler kann auf verschiedene Weise hergestellt werden. Am ansprechendsten erscheint ein Regler mit Optimalkostenfunktion. Siehe den obigen Artikel von Venkataramanan u.a. Einzelpulsmodulatorsysteme (EPM), die die Auswahl von optimalen Invertiererzuständen erlauben, um festgelegte Kostenfunktionen zu erfüllen, sind relativ einfach herzustellen. Eine typische Kostenfunktion kann die folgende sein:
J=k AbS(I -IS)+AbS(I -IO)
Wobei k ein Skalierungsfaktor ist, der die relative Wichtigkeit für die Regelung von IO oder IB anzeigt. Die Kostenfunktion J wird für alle vier Zustände (1, 0+, 0-, -1) berechnet, wobei der Zustand ausgewählt wird, der den niedrigsten Wert ergibt. Dieser Lösungsweg wurde in der Vergangenheit entwickelt, ist aber ziemlich kompliziert.
Eine einfachere Ausführung, die sehr gute Leistung liefert, verwendet die Ausgangsspannungsinformation. Immer wenn VO genügend groß ist, kann sie den Ausgangsinduktivitätsstrom I mit ausreichender Steigung treiben, um die Stromregelung zu ermöglichen. Unter diesen Bedingungen wird der Invertiererausgang zwischen einem aktiven Vektor (d.h. +1) und Null umgeschaltet. Dies erlaubt die Regelung des eingangsseitigen Stroms. Immer wenn die Spannung VO nahezu Null ist, wird der Invertierer von einem aktiven Zustand in einen weiteren geschaltet, um den Invertiererstrom zu regeln, wobei jedoch beim Nullzustand ein Resonanzverbindungszyklus hinzugefügt wird. Diese Ausführung erfordert Komparatoren, die auf augenblickliche Fehler in den lastseitigen und leitungsseitigen Induktivitätsströmen prüfen, und ein Signal, das die Anwesenheit einer angemessenen Rückwärts-EMK anzeigt. Eine einfache Zustandsfolgesteuerung reicht dann aus, um die benötigten Regelfunktionen zu erzeugen.
In Fig. 9 ist ein Blockschaltbild des gemäß den vorausgegangenen Verfahren ausgeführten Reglers dargestellt. Die I -Referenz wird auf die gleiche Weise erzeugt, wie in Fig. 8 gezeigt ist, wobei sich ein Wert I ergibt, der in einem Differenzverstärker 180, dessen Ausgang mit einem Eingang einer Logikschaltung 181 verbunden ist, welche die Torsteuerausgänge für die vier aktiven Schalter im Invertierer bereitstellt, mit dem gemessenen Stromwert IS verglichen wird. Ein weiterer Eingang der Logikschaltung 181 ist mit einem Differential-Operationsversärker 183 verbunden, der an seinen beiden Eingängen den Laststrom I&sub1; bzw. das Signal empfängt, das vom Ausgang einer Summierverbindung 184 erhalten wird, die Eingänge von einer weiteren Summierverbindung 185 und von einer Verstärkungsregelschaltung 186 erhält, welche eine Konstante K auf das daran angelegten Signal anwendet. Die Eingänge in die Verbindung 185 sind die Ausgangsströme IO und die über die Kapazität 187 geführte Referenzspannung V . Der Eingang in die Verstärkerfunktion 186 wird von einer Summierverbindung 190 bereitgestellt, die die Referenzspannung V mit VO vergleicht. VO wird auch über eine Absolutwertfunktion 191 an einen der Eingänge eines Differenzverstärkers 192 geleitet, der an seinem anderen Eingang eine skalierte Versorgungsspannung kVS empfängt. Der Ausgang des Verstärkers 192 ist auch mit der Logikschaltung 181 verbunden. Die Schaltung 181 kann auch auf einer Leitung 194 ein Verbindungs-Synchronisationssignal empfangen, das Zeitablaufinformation bereitstellt, um die Torsignale für die aktiven Schaltvorrichtungen in der Invertiererbrücke zeitlich passend zu steuern.
Als Beispiel für eine Ausführung der Erfindung wurde eine Wandlervorrichtung hergestellt, die den Gleichstrom- Resonanzverbindungswandler der Fig. 6 und BJT-Darlingtontransistormodule verwendet, die mit einer Verbindungsfrequenz von 27 kHz geschaltet werden. Es wurde ein Regler verwendet, der oben mit Bezug auf Fig. 9 beschrieben worden ist und der sowohl das Mitkopplungskonzept als auch die Einzelpulsmodulation beinhaltet. Die Wellen der Fig. 10 zeigen die gute Regelung der Eingangs- und Ausgangsströme sowie einen Regelverstärkungsbetrieb von der Wechselstromleitung zur Gleichstromverbindung. Die Kennlinien in Fig. 10 zeigen die Filterausgangsspannung (200), den Ausgangsinduktivitätsstrom IO (201), die Leitungs-Leitungs-Spannung des Invertierers (202), den Eingangsinduktivitätsstrom (203), die Versorgungsspannung (204) sowie den Versorgungsstrom (205). Die Wellenform der Leitungs-Leitungs-Invertiererausgangsspannung bestätigt die Modulationsstrategie, bei der Plus- und Minus-1- Übertragungen nur unter niedrigen Rückwärts-EMK-Bedingungen und selbst dann nur nach einem Wartezyklus im Null zustand erlaubt sind. Die Resonanzverbindungswandler-Ausführung verwirklicht auch die Vorzüge eines geringen akustischen Rauschpegels, kleiner elektromagnetischer Streufelder, hervorragender Oberwellenleistung und Dynamikleistung sowie hoher Effektivität.
Somit wird festgestellt, daß die Wandlervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung das Erreichen verschiedener vorteilhafter Merkmale ermöglicht. Diese umfassen die Notwendigkeit von nur vier Schaltern, bzw. fünf bei einer Niederspannungsbatterie und bei Resonanzverbindungsbetrieb, Anhebungsregelung von der Wechselstromleitung zur Gleichstromverbindung, unabhängige Regelung sowohl der Eingangs- als auch der Ausgangsseite, Leitungsbeeinflussung zusätzlich zur UEV-Funktion, sinusförmige Eingangsleitungswechselströme unabhängig vom Laststrom sowie Durchführung der Batterielade- und -entladeregelung ohne zusätzliche Vorrichtungen.

Claims

1. Energiewandlervorrichtung, mit:

(a) Wechselspannungs-Eingangsanschlüssen, die so beschaffen sind, daß sie an eine Einphasen-Wechselspannungs-Energiequelle (21) angeschlossen werden können, und Wechselspannungs-Ausgangsanschlüssen, die so beschaffen sind, daß sie an eine Last (36) angeschlossen werden können;

(b) einem Paar von Gleichspannungs-Busleitungen (27, 28);

(c) einer Gleichrichterbrücke (24, 25), die ein Paar von Gleichrichtungsdioden enthält, an einen der Wechselspannungs-Eingangsanschlüsse angeschlossen ist, um den an ihn gelieferten Strom gleichzurichten, und zwischen die Gleichspannungs-Busleitungen (27, 28) geschaltet ist;

(d) einer Gleichspannungs-Energiespeichereinrichtung (39, 40), die funktional in der Weise angeschlossen ist, daß sie für die Gleichspannungs-Busleitungen Gleichspannungsenergie bereitstellt;

(e) einem Invertierer, der torsteuerbare aktive Schalteinrichtungen (30, 31, 34, 35) enthält, die in einer Vollbrückenkonfiguration über die Gleichspannungs- Busleitungen (27, 28) geschaltet sind und zwei Ausgangsknoten (32, 37) besitzen, wobei die Ausgangsknoten der Brücke an Ausgangsanschlüsse der Energiewandlervorrichtung angeschlossen sind;

(f) einer gemeinsamen Leitung (33), die einem der Eingangsanschlüsse der Vorrichtung, einem der Ausgangsanschlüsse der Vorrichtung und einem der Ausgangsknoten (32) der Brücke gemeinsam ist; und

(g) einer Steuereinrichtung (Fig. 9) zum Steuern der Schaltvorgänge der steuerbaren Schalteinrichtungen (39, 31, 34, 35), um an den Ausgangsanschlüssen der Energiewandlervorrichtung Wechselspannungs-Ausgangsenergie mit einer ausgewählten Frequenz bereitzustellen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, die eine Drosselspule (22), die zwischen den einen Eingangsanschluß der Vorrichtung, der an die Gleichrichterbrücke (24, 25) angeschlossen ist, und die Gleichrichterbrücke geschaltet ist, sowie eine weitere Drosselspule (38) enthält, die an denjenigen Ausgangsanschluß angeschlossen ist, der nicht an die gemeinsame Leitung (33) angeschlossen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Steuereinrichtung (Fig. 9) so beschaffen ist, daß sie eine die Impulsbreitenmodulation verwendende Steuerung der Schaltvorgänge der Schalteinrichtungen (30, 31, 34, 35) ausführt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der die Gleichspannungs-Energiespeichereinrichtung eine Batterie (39) umfaßt und die Vorrichtung so beschaffen ist, daß sie als eine nicht unterbrechbare Energieversorgung arbeitet, um an den Ausgangsanschlüssen der Batterie (39) Wechselspannungsenergie bereit zustellen, wenn an die Eingangsanschlüsse der Vorrichtung keine Energie geliefert wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Steuereinrichtung (Fig. 9) ferner einen gleichgerichteten Energiefluß von den Wechselspannungs-Eingangsanschlüssen bereitstellt, um die Batterie (39) während der Betriebsperioden der Vorrichtung, in denen keine Batterieenergie erforderlich ist, zu laden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, die eine Nebenschlußleitung, die von einem (51) der Eingangsanschlüsse (51, 52) der Vorrichtung zu einem der Ausgangsanschlüsse der Vorrichtung verläuft, und eine gesteuerte Schalteinrichtung (78) enthält, die in die Nebenschlußleitung eingefügt ist, um zu ermöglichen, daß Wechselspannungsenergie von den Eingangsanschlüssen (51, 52) unter normalen Betriebsbedingungen, unter denen von dem Wechselspannungs-Energiesystem an die Eingangsanschlüsse (51, 52) zu liefernde Energie verfügbar ist, direkt an die Ausgangsanschlüsse geliefert wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, die ferner eine steuerbare Schalteinrichtung (71) enthält, die in eine zu einem Ausgangsanschluß der Vorrichtung führende Leitung eingefügt ist, die auf steuerbare Weise geschaltet werden kann, um die Vorrichtung von den Ausgangsanschlüssen zu trennen, wenn von den Wechselspannungs-Energieleitungen Energie direkt an die Ausgangsanschlüsse geliefert wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, die ferner einen Transformator (74) enthält, der an die Ausgangsanschlüsse der Vorrichtung an einer Abgriffstelle (72) der Primärwicklung angeschlossen ist, und bei der die Nebenschlußleitung an die Endanschlüsse der Primärwicklung des Transformators angeschlossen ist, wobei die Sekundärwicklung des Transformators Anschlüsse (75) besitzt, die an eine Last angeschlossen werden können.

9. Vorrichtung nach irgendeinem vorangehenden Anspruch, die eine Gleichspannungs-Resonanzverbindungseinrichtung (138, 140) enthält, die zwischen die Gleichspannungs-Energiespeichereinrichtung (137) und die Gleichspannungs-Busleitung (120) geschaltet ist, um eine Resonanzübertragung von Gleichspannungsenergie von der Gleichspannungs-Energiespeichereinrichtung (137) zum Gleichspannungs-Bus (120) mit einer ausgewählten hohen Frequenz zu schaffen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Resonanzverbindungseinrichtung eine torsteuerbare Schalteinrichtung (140) enthält, die zwischen die Gleichspannungs- Energiespeichereinrichtung (137) und die Gleichspannungs- Busleitung (120) geschaltet ist.

11. Vorrichtung nach irgendeinem vorangehenden Anspruch, bei der die Steuereinrichtung (Fig. 9) für die Steuerung der torsteuerbaren Schalteinrichtungen (118, 119, 123, 124) eine diskrete Impulsmodulation verwendet.

12. Vorrichtung nach einem vorangehenden Anspruch, bei der die Steuereinrichtung (Fig. 9) den Eingangsanschluß-Quellenstrom (Vbus), die Eingangsanschluß-Quellenspannung (Es), den Ausgangsanschluß-Strom (Io) und die Ausgangsanschluß-Spannung (Vo) überwacht und diese Signale verwendet, um die Schalteinrichtung in einer geschlossenen Schleife in der Weise zu steuern, daß das System so gesteuert wird, daß es einer gewünschten Ausgangsspannung, einem gewünschten Eingangsquellenstrom und einem gewünschten Ausgangslaststrom zu folgen versucht.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, die so beschaffen ist, daß sie einen Einphasen-Wechselspannungseingang in einen Dreiphasen-Wechselspannungsausgang umwandelt, wobei die Eingangsanschlüsse (81, 82) an ein Paar von Eingangsleitungen angeschlossen sind, wobei eine der Eingangsleitungen eine eingefügte Eingangsdrosselspule (86) besitzt; die Gleichspannungs-Energiespeichereinrichtung (100) über die Busleitungen (91, 92) angeschlossen ist; die Gleichrichterbrücke ein Paar von Gleichrichtungsdioden (89, 90) umfaßt, die über die Gleichspannungs-Busleitungen angeschlossen sind, wobei der die Dioden (89, 90) verbindende Knoten (88) an die eine Eingangsleitung angeschlossen ist, um den durch die Eingangsdrosselspule (86) geschickten Strom zu empfangen; der Invertiererknoten (98) zwischen zwei der Schalteinrichtungen (93, 94) an die andere Wechselspannungs-Eingangsleitung angeschlossen ist, in die nicht die Eingangsdrosselspule eingefügt ist und die die gemeinsame Leitung bildet; eine dritte Leitung (83) an den Knoten (99) zwischen den anderen (95, 96) der steuerbaren Schalteinrichtungen in der Brücke angeschlossen ist, um die Ausgangsspannung zwischen diesen beiden Schalteinrichtungen (95, 96) bereitzustellen, wobei die beiden Wechselspannungs-Eingangsanschlüsse (81, 82) und die dritte Leitung (83) die Dreiphasen-Ausgangsanschlüsse der Einrichtung bilden; und die Steuereinrichtung die Schaltvorgänge der Schalteinrichtungen der Invertiererbrücke steuert, um an den drei Ausgangsanschlüssen der Vorrichtung eine Wechselspannung bereit zustellen, die die Dreiphasenspannung bildet.

14. Vorrichtung nach irgendeinem vorangehenden Anspruch, bei der der Invertierer vier der Schalteinrichtungen (93, 94, 95, 96) umfaßt.