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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung aus einem Gleichrichter und einer einzigen elektrischen Maschine mit mindestens einer Wicklungsanordnung, die einen Wicklungssatz mit mehreren Drehstromwicklungen aufweist, mit denen gegeneinander um im Wesentlichen gleiche Winkel phasenverschobene Drehstrom-Spannungssysteme erzeugbar sind, wobei jede dieser Drehstromwicklungen mit zumindest einer B6-Brückenschaltung aus Halbleiterschaltern verbunden ist.
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Anordnungen aus einem Gleichrichter und einer elektrischen Maschine mit Drehstromwicklungen, die mit B6-Brückenschaltungen des Gleichrichters verbunden sind, dienen zur Umwandlung einer mit einer elektrischen Maschine verbundenen Drehstromspannung in eine Gleichspannung
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Eine solche Anordnung kann beispielsweise in einer Schaltanlage für Hochspannungs-Gleichstromübertragung realisiert sein, bei der eine Drehstromspannung in der Spannungshöhe transformiert wird und anschließend in eine Gleichspannung umgewandelt wird.
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In einer solchen beispielhaften Anordnung ist die elektrische Maschine des Oberbegriffs ein Drehstrom-Transformator, in dem die Transformation der Spannungshöhe erfolgt. Der Drehstrom-Transformator ist mit den drehstromseitigen Anschlüssen einer B6-Brückenschaltung verbunden. Die Umformung der an den drehstromseitigen Anschlüssen der B6-Brückenschaltung anliegenden Drehstrom-Spannung in eine Gleichspannung erfolgt in der B6-Brücke durch Dioden.
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Sind in einer solchen Anordnungen sehr hohe Spannungen von mehreren Kilovolt bis hin zu mehreren hundert Kilovolt zu beherrschen, dann werden die Halbleiterschalter dem Stand der Technik entsprechend als Reihenschaltung einer Vielzahl von Einzelbausteinen aufgebaut. Dies ist notwendig, damit sie die auftretenden Sperrspannungen von mehreren Kilovolt bis hin zu mehreren hundert Kilovolt aufnehmen können. Eine gleichmäßige Aufteilung der Gesamtspannung auf die Einzelelemente ist zu deren Schutz vor Überbeanspruchung notwendig und ggf. aufwendig durch zusätzliche Bauelemente (Widerstände, Kondensatoren, Überspannungsableiter, usw.) sicherzustellen.
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Bekanntermaßen entstehen in einem Gleichrichter mit einer B6-Brückenschaltung auf der Drehstromseite Stromblöcke, die das Drehstromnetz mit erheblichen Oberwellen belasten und die entsprechende aufwendige Filtermaßnahmen und ggf. weitere Schutzmaßnahmen erfordern. Bei einem schwachen Drehstromnetz wird auch die Drehstromspannung durch Oberwellen belastet; zu deren Reduzierung sind zusätzliche Maßnahmen erforderlich.
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Es wird deshalb dem Stand der Technik entsprechend durch Einführung gegeneinander um im Wesentlichen gleiche Winkel phasenverschobene Drehstrom-Spannungssysteme versucht, diese Oberwellen in Ihrer Intensität zu reduzieren. Phasenverschobene Drehstrom-Spannungssysteme erreicht man beispielsweise dadurch, daß zwei Transformatoren eingangsseitig parallel geschaltet werden, wobei der eine Transformator ausgangsseitig eine Dreieckschaltung der Wicklungen aufweist und der andere Transformator ausgangsseitig eine Sternschaltung der Wicklungen aufweist. Eingangsseitig haben beide Transformatoren eine Sternschaltung der Drehstromwicklungen. Es werden die ausgangsseitigen Wicklungen der beiden Transformatoren nun mit zwei B6-Brückenschaltungen verbunden, deren gleichspannungsseitigen Anschlüsse in Reihe geschaltet sind. Es fließen dann in den den beiden B6-Brücken zugeordneten Wicklungen der Transformatoren jeweils 6-pulsige Gleichstromblöcke, in den eingangsseitigen Wicklungen ebenfalls. Die Ströme der eingangsseitig parallel geschalteten Transformatoren überlagern sich, so daß dem Drehstromnetz ein 12-pulsiger Strom entnommen wird. Dies bedeutet gegenüber einem 6-pulsigen Strom bereits eine Reduzierung des Oberwellengehaltes.
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Durch räumliche Integration der den beiden B6-Brücken zugeordneten Wicklungen in einen einzigen Transformator erreicht man, daß in der nun zusammengefaßten ausgangsseitigen Wicklung bereits der etwas weniger oberwellenbehaftete 12-pulsige Strom fließt. Dennoch sind auch in einer solchen Anordnung noch erhebliche Aufwendungen erforderlich, um die Auswirkungen der Oberwellen zu beherrschen.
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Zum einen sind durch aufwendige Filter sowohl auf der Wechselspannungsseite des Transformators (Primärwicklung) als auch auf der Gleichspannungsseite (Sekundärwicklung/Sekundärwicklungen) durch diese Stromblöcke erzeugte Oberwellen in Filtern zu eliminieren, so daß Rückwirkungen auf das angeschlossene Wechselstromnetz und das angeschlossene Gleichstromnetz weitgehend vermieden werden.
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Zum zweiten sind innerhalb des Transformators zusätzliche Maßnahmen zu treffen, um die durch die an den Flanken der Stromblöcke auftretenden schnellen Stromänderungen erzeugten Spannungsimpulse in der elektrischen Isolation zu beherrschen.
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Bei bekannten Gleichrichterstationen mit B6-Brückenschaltungen in Anlagen zur Hochspannungs-Gleichstromübertragung werden solche 12-pulsigen Systeme verwendet. Die gesamte Station besteht in der Regel unter anderem aus
- – Leistungstransformatoren, deren Isolation für eine Beanspruchung mit hoher Gleichspannung und hoher Wechselspannung ausgelegt sein müssen (Konverter-Transformatoren) und die gegen die Spannungsbeanspruchung durch steile Stromflanken geschützt sind.
- – Ventilanlagen, gegebenenfalls in einer gesonderten Halle (Ventilhalle) vor den klimatischen Umgebungsbedingungen aufwendig geschützt, in denen die vielen in Reihe geschalteten Leistungshalbleiter (Dioden) aufgebaut und gegen die hohen Spannungen isoliert werden müssen.
- – Filteranlagen, in denen mit Hochspannungsinduktivitäten und Hochspannungskondensatoren die Oberwellen aus Strömen und Spannungen auf der Wechselspannungsseite und auf der Gleichspannungsseite herausgefiltert werden, und in denen Verluste entstehen.
- – Schaltanlagen auf der Drehstromseite und auf der Gleichstromseite mit verschiedenen Hochspannungsgeräten (z. Bsp. Trennschalter, Leistungsschalter, Stromwandler, Spannungswandler, Überspannungsableiter, usw.)
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In all den oben aufgeführten Elementen einer Gleichrichterstation mit B6-Brückenschaltungen in Anlagen zur Hochspannungs-Gleichstromübertragung sind hochspannungstechnische Aufwendungen zu machen für die elektrische Isolierung der einzelnen Elemente gegen die auftretenden hohen Spannungen. Ebenfalls sind hochspannungstechnische Aufwendungen zu machen für die elektrische Verbindung zwischen den einzelnen Elementen. Solche Aufwendungen können insbesondere dann erheblich sein, wenn die einzelnen Elemente in abgeschlossenen, auf Erdpotential befindlichen Einheiten eingebaut sind (z. Bsp. Transformatorkessel, Ventilhalle, usw.) und damit die elektrische Verbindung nur mit Hilfe sogenannter Hochspannungs-Durchführungen erfolgen kann. Dies führt insgesamt zu sehr großen Bauvolumina.
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Bei Mehrebenen-Wechselrichtern (multi-level converter) im Mittelspannungsbereich versucht man den Aufwand zur synchronen Ansteuerung einer Vielzahl von in Reihe geschalteten schaltbaren Leistungshalbleitern und den Aufwand zum Filtern von Oberwellen zu reduzieren. Bei solchen Wechselrichtern finden sich im Vergleich zu der Anordnung des Oberbegriffs scheinbar ähnliche Anordnungen zum Gleichrichten einer Drehstromspannung, die jedoch in entscheidenden Merkmalen unterschiedlich sind. Eine Vielzahl von Topologien ist vorgestellt worden [Seyed Saeed Fazel, Investigation and Comparison of Multi-Level Converters for Medium Voltage Application, Dissertation D83 Technische Universität Berlin, 2007].
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Hier sei eine bekannte Lösung [
United States Patent 5,625,545 ;
United States Patent 5,986,909 ] angesprochen, die mit mehreren Drehstromwicklungen arbeitet, deren Spannungssysteme untereinander phasenverschoben sind. Jedes dieser Spannungssysteme speist über eine Brückenschaltung, üblicherweise eine B6-Brückenschaltung, eine Gleichstromquelle, üblicherweise einen Kondensator. Diese Gleichstromquellen sind aber gerade nicht mit ihren gleichstromseitigen Anschlüssen in Reihe geschaltet, wie es das kennzeichnende Merkmal der vorliegenden Erfindung ist. Die Verwendung von Drehstromwicklungen, deren Spannungssysteme untereinander phasenverschoben sind, dient bei dieser dem Stand der Technik entsprechenden Lösung ausschließlich dem Vermeiden von Oberwellen im Drehstromnetz bei der Ladung der vielen erforderlichen Gleichstromquellen, nicht jedoch der Erzeugung einer aus vielen Teilspannungen zusammengesetzten Gleichspannung mit niedrigem Oberwellengehalt.
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Ausgehend von den dem Stand der Technik entsprechenden Nachteilen und besonderen Aufwendungen, die bei den im Oberbegriff bezeichneten Anordnungen aus einem Gleichrichter und einer einzigen elektrischen Maschine erforderlich sind, beispielhaft an einer Gleichrichterstationen mit B6-Brückenschaltungen in Anlagen zur Hochspannungs-Gleichstromübertragung erläutert, hat die vorliegende Erfindung die Aufgabe, eine Anordnung aufzuzeigen, bei der
- – die insgesamt entstehenden Verluste geringer sind als bei vergleichbaren Anordnungen bzw. bei vergleichbaren Anlagen.
- – der Aufwand zur Reduzierung von Oberwellen in dem angeschlossenen Gleichstromsystem und/oder Drehstromsystem mittels Filtern vollständig oder zumindest weitgehend entfällt und Maßnahmen zum Beherrschen von Überspannungen durch schnelle Stromänderungen und Spannungsänderungen reduziert werden oder entfallen können.
- – die Aufwendungen für die Isolation bei den einzelnen Bauelementen einer Anordnungen aus einem Gleichrichter und einer einzigen elektrischen Maschine weitgehend reduziert werden können oder entfallen und damit sowie mit den weiter oben angesprochenen Verringerungen des Aufwandes an zusätzlichen Bauelementen wie Kondensatoren und Induktivitäten zur Erzeugung von Gleichspannungen sowie zur Reduzierung von Oberwellen eine erhebliche Reduzierung des gesamten Bauvolumens und des Platzbedarfes möglich ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1 sowie die Merkmale der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß weist ein Wicklungssatz einer einzigen elektrischen Maschine, zum Beispiel eines Drehstrom-Transformators mit einem dreischenkligen Kern, wenigstens fünf Drehstromwicklungen auf, deren Spannungssysteme um im Wesentlichen gleiche Winkel phasenverschoben sind. Ein solcher Drehstrom-Transformator habe zusätzlich einen zweiten Wicklungssatz, der mit einem Drehstromsystem verbunden ist. Sind die mit den einzelnen Drehstromwicklungen des ersten Wicklungssatzes verbundenen B6-Brücken aus Halbleiterschaltern erfindungsgemäß mit ihren gleichspannungsseitigen Anschlüssen elektrisch in Reihe geschaltet, so erhält man an den Enden dieser Reihenschaltung eine angenähert oberwellenfreie konstante Gleichspannung und an den Klemmen des zweiten Wicklungssatzes einen angenähert sinusförmigen Strom. Vorteilhaft sind in der erfindungsgemäßen Anordnung dazu keine oder nahezu keine Filterelemente notwendig und ein entsprechender sonst notwendiger Aufwand entfällt und das notwendige Bauvolumen verringert sich dadurch.
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Erfindungsgemäß kann die Anzahl der Drehstromwicklungen eines Wicklungssatzes, deren Spannungssysteme um im Wesentlichen gleiche Winkel phasenverschoben sind, über die im Anspruch 1 genannte Mindestzahl von fünf hinaus auf eine Vielzahl erhöht werden. Damit kann vorteilhaft auch bei einer sehr hohen äußeren Gleichspannung die in den einzelnen B6-Brückenschaltungen zu isolierende Teilspannung gering gehalten werden, und die Restwelligkeit der Ströme und Spannungen auf der Gleichspannungsseite und auf der Drehstromseite kann noch weiter verringert werden, und damit entfällt vollständig die Notwendigkeit von Filtern.
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Die Aufgabe der elektrischen Isolation vereinfacht sich vorteilhaft, wenn erfindungsgemäß jede Drehstromwicklungen eines Wicklungssatzes in einer bestimmten Schenkelebene liegt. Da die einzelnen Spulen einer Drehstromwicklung dann innerhalb einer Schenkelebene in etwa das identische Gleichspannungspotential haben und nur eine vergleichsweise geringe Wechselspannungsbeanspruchung aufweisen, entfallt dadurch eine aufwendige Isolation zwischen den einzelnen Spulen einer Drehstromwicklung. Somit kann es zweckmäßig sein, die in einer Schenkelebene liegenden Spulen einer Drehstromwicklung axial nebeneinander als Scheibenspulen auszubilden.
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Zur Vereinfachung der Isolationsaufgabe trägt vorteilhaft auch bei, wenn die mit einer Drehstromwicklung verbundene B6-Brückenschaltung erfindungsgemäß ebenfalls in derselben Schenkelebene wie die Drehstromwicklung angeordnet wird. Es können dann beispielsweise Aufwendungen zur Isolation der B6-Brückenschaltungen, zur Vergleichmäßigung der Spannungsaufteilung sowie Hochspannungs-Durchführungen entfallen und so Kosten und Baugrößen erheblich verringert werden.
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Die Gleichspannung baut sich in der erfindungsgemäßen Anordnung in Schritten von Schenkelebene zu Schenkelebene auf. Um die Isolationsaufgabe insbesondere auch gegenüber den Kernjochen des dreischenkligen Drehstromkerns zu vereinfachen kann es hilfreich sein, erfindungsgemäß einen Wicklungssatz zweifach auszuführen und diese beiden Wicklungssätze entlang der Schenkelachsen symmetrisch anzuordnen. Werden beide Wicklungssätze mit Ihren gleichen Polen verbunden und der an den Kernjochen befindliche Pol auf Erdpotential gelegt, dann baut sich die Gleichspannung von den an den Kernjochen befindlichen Schenkelebenen zur Schenkelmitte hin über eine vergleichsweise große Distanz auf, was die Isolationsaufgabe vorteilhaft erleichtert.
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Die Realisierung der im Oberbegriff angesprochenen Phasenverschiebung um im Wesentlichen gleiche Winkel erfolgt dem Stand der Technik entsprechend durch sogenannte „Zick-Zack-Verschaltung”. Dabei werden die Spulen von Drehstromwicklungen in definiertem Verhältnis geteilt und die dabei sich ergebenden auf den drei Kernschenkeln angeordneten Teilspulen werden untereinander verschaltet. Das Verhältnis, in dem die Spulen einer Drehstromwicklung geteilt werden, entscheidet über das Maß der Phasenverschiebung gegenüber der Phasenlage der Drehstromwicklung ohne eine solche Teilung.
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In diese räumliche Struktur des Aufbaus der Gleichspannung von den Kernjochen startend hin zur Schenkelebene in der Schenkelmitte lassen sich vorteilhaft zusätzlich zu den B-6 Brückenschaltungen weitere Geräte anordnen, die ebenfalls an die betriebliche Gleichspannung als Betriebsspannung angeschlossen sind. Ein solches weiteres Gerät kann beispielsweise ein ohmscher Spannungsteiler sein. Vorteilhaft bei einer erfindungsgemäßen räumlichen Integration von solchen weiteren Geräten in die Struktur der in Schenkelebenen angeordneten Drehstromwicklungen ist der dadurch verminderte Aufwand bei der elektrischen Isolation solcher weiteren Geräte im Vergleich zu dem notwendigen Aufwand, wenn diese weiteren Geräte dem Stand der Technik entsprechend in Einzelaufstellung realisiert würden.
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Werden erfindungsgemäß die gleichspannungsseitigen Anschlüsse von zwei B6-Brückenschaltungen über einen ersten Schalter miteinander elektrisch in Reihe geschaltet und parallel zu der Reihenschaltung des gleichspannungsseitigen Anschlusses einer der B6-Brückenschaltungen und dem ersten Schalter ein zweiter Schalter angeordnet, dann läßt sich durch Öffnen des ersten Schalters diese eine B6-Brückenschaltung überbrücken. Der zweite Schalter ist dabei eine Diode und der erste Schalter ist ein über eine Ansteuerelektronik schaltbarer Leistungshalbleiter, wobei die Diode und der schaltbare Leistungshalbleiter so gepolt sind, daß kein Kreisstrom über die Diode und den geschlossenen zweiten Schalter fließen kann. Sind bei einer Vielzahl von Drehstromwicklungen und damit verbundenen B6-Brückenschaltungen solche erste und zweite Schalter angeordnet, dann läßt sich durch Öffnen einer Anzahl von ersten Schaltern die gesamte Gleichspannung reduzieren, denn nur die Reihenschaltung der nicht überbrückten B6-Brückenschaltungen ist für den Aufbau der gesamten Gleichspannung wirksam.
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Es kann durch diese erfindungsgemäße Anordnung also bei Vorhandensein einer konstanten Drehstromspannung in Stufen die erzeugte Gleichspannung erhöht und erniedrigt werden. Dies kann beispielsweise vorteilhaft zur Kurzschlußstrom-Begrenzung und zur Lastflußsteuerung in Gleichspannungs-Energienetzen genutzt werden, ohne daß ein Stufenschalter dafür erforderlich ist.
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Oder es kann eine Gleichspannung konstant gehalten werden bei Vorhandensein von einer schwankenden Drehstromspannung. Dies kann vorteilhaft sein bei Anlagen, die gegenüber Spannungsschwankungen sehr empfindliche Gleichstromverbraucher speisen.
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Eine andere beispielhafte Anwendung, bei der die im Oberbegriff bezeichnete Anordnung aus einem Gleichrichter und einer einzigen elektrischen Maschine vorteilhaft realisiert werden kann, ist eine Drehfeldmaschine, die an ein Gleichstromnetz über einen Gleichrichter angeschlossen ist. Die im Oberbegriff der Erfindung genannte einzige elektrische Maschine ist dann eine Drehfeldmaschine, beispielsweise ein Drehstrom-Generator. Erfindungsgemäß ist der Wicklungssatz mit mindestens fünf Drehstromwicklungen, die gegeneinander phasenverschobene Drehstrom-Spannungssysteme bilden und jeweils mit B6-Brückenschaltungen aus Halbleiterschaltern verbunden sind, in die Wicklungsnuten des Ständers der Drehfeldmaschine räumlich integriert.
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Vorteilhaft ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung die erzeugte Gleichspannung ohne oder nur mit geringen Oberwellen auch bei veränderlicher Drehzahl der Drehfeldmaschine und damit veränderlicher Frequenz.
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Vorteilhaft kann bei der erfindungsgemäßen Anordnung die Gleichspannungs-Spannungshöhe bei Drehzahländerung und damit Änderung der Drehstrom-Spannungshöhe trotzdem angenähert konstant gehalten werden. Die Details dieser erfindungsgemäß möglichen Anpassung der Gleichspannungs-Spannungshöhe bei variabler Drehstrom-Spannungshöhe wurden weiter oben beschrieben.
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Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen sowie weitere Vorteile werden nachstehend anhand der Zeichnungen 1 bis 3 erläutert.
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1 skizziert den schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Anordnung, bei der ein Wicklungssatz in einer Wicklungsanordnung zweifach vorhanden ist. Der von der Stirnseite skizziert dargestellte Drehstromkern (1) trägt in einer ersten Wicklungsanordnung eine Drehstromwicklung (2) und in einer konzentrisch darüber geschobenen zweiten Wicklungsanordnung zwei Wicklungssätze (3, 4). Die Drehstromwicklungen (10–14; 15–19) dieser beiden Wicklungssätze sind entlang der Schenkelachsen symmetrisch also einer oberen (3) und einer unteren (4) Gruppe zugeordnet. Die Leiterenden (5) der den Drehstromwicklungen zugehörigen Spulen sind alle nach einer Seite herausgeführt und auf einer gedruckten Schaltung (6) verschaltet. Je Wicklungssatz sind die über die Verschaltung mit der Drehstromwicklung verbundenen B6-Brückenschaltungen (7) (Dioden) untereinander über eine Induktivität (8) in Reihe geschaltet.
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Die beiden Reihenschaltungen sind jeweils mit ihrem positiven Pol (20, 21) miteinander verbunden und mit ihrem negativen Pol (22, 23) mit dem Massepotential verbunden.
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2 zeigt in schematischer Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Auf einem Drehstromkern (30) mit drei Schenkeln sind eine Drehstromwicklung als erste Wicklungsanordnung (31) sowie eine zweite Wicklungsanordnung (32) mit einem Wicklungssatz aus einer Vielzahl von Drehstromwicklungen (33) (von denen in 2 nur drei schematisch dargestellt sind), mit denen gegeneinander um im Wesentlichen gleiche Winkel phasenverschobene Drehstromspannungen erzeugt werden können, angeordnet. Jede der Drehstromwicklungen der zweiten Wicklungsanordnung ist mit jeweils einer B6-Brücke (34) aus Dioden verbunden.
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Die B6-Brücken sind über schaltbare Leistungshalbleiter (37 bis 39) mit ihren gleichspannungsseitigen Anschlüssen elektrisch in Reihe geschaltet; parallel zu der Reihenschaltung der gleichspannungsseitigen Anschlüsse einer jeden B6-Brücke und dem zugehörigen schaltbarer Leistungshalbleiter ist eine Diode (40a, 40b, 40c) angeordnet. Die schaltbaren Leistungshalbleiter (37, 38, 39) sind über eine Spannungsregelungselektronik (41) schaltbar.
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Sind alle diese schaltbaren Leistungshalbleiter geschlossen, so baut sich die an den Anschlußklemmen (39, 40) anliegende Gleichspannung aus der Summe aller an den Gleichspannungsanschlüssen der B6-Brücken (34a, 34b, 34c) anliegenden Teil-Gleichspannungen auf. Wird nun der Stromfluß durch einen der schaltbaren Leistungshalbleiter unterbrochen, wie in der 2 für den untersten schaltbaren Leistungshalbleiter (39) dargestellt, so trägt die an den Gleichspannungsklemmen der zugehörigen B6-Brücke (34c) anliegende Teil-Gleichspannung nicht mehr zu der an den Anschlußklemmen (39, 40) anliegenden Gesamt-Gleichspannung bei; dementsprechend sinkt diese an den Klemmen (39, 40) anliegende Gesamt-Gleichspannung um genau diese Teil-Gleichspannung. Der Gleichstrom kann, statt über die B6-Brücke (34c) zu fließen, nun durch die Diode (40c) fließen.
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Das Ausführungsbeispiel gemäß 2 zeigt die Integration eines weiteren Gerätes, eines ohmschen Spannungsteilers, in die räumliche Struktur der Anordnung. Der ohmsche Spannungsteiler besteht aus einem oberen Widerstand, gebildet aus einer Vielzahl von in Reihe geschalteten Einzelwiderständen (42) sowie einem unteren Widerstand (43). Die Vielzahl von Einzelwiderständen (42) entspricht der Vielzahl von Schenkelebenen entsprechend der Vielzahl von Drehstromwicklungen (33). Jeweils ein Einzelwiderstand (42) ist einer Schenkelebene und damit einer Drehstromwicklung (33) räumlich zugeordnet. Damit sind die Gleichspannungs-Potentiale, auf denen sich Drehstromwicklungen (33) und zugeordnete Einzelwiderstände (42) befinden, annähernd identisch. Es kann damit auf eine aufwendige Isolation zwischen den Drehstromwicklungen (33) und den zugeordneten Einzelwiderständen verzichtet werden.
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In analoger Weise können wie hier am Beispiel eines ohmschen Spannungsteilers in 2 dargestellt andere Geräte, die ebenfalls an die betriebliche Gleichspannung als Betriebsspannung angeschlossen sind, so aufgebaut werden, daß sie in die räumliche Struktur des Aufbaus der Gleichspannung über eine Vielzahl von Schenkelebenen eingefügt werden können. Somit kann dann für diese anderen Geräte auf eine aufwendige Isolierung sowie auf Maßnahmen zur Spannungssteuerung innerhalb dieser anderen Geräte verzichtet werden.
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Das in der 3 schematisch dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt den Schnitt durch eine Drehfeldmaschine mit einem Läufer (101) und einem Ständer (100). Der Ständer trägt eine Wicklungsanordnung mit einem Wicklungssatz von fünf Drehstromwicklungen, die in drei Nutenpaare (102a, 102b; 103a, 103b; 104a, 104b) gelegt sind. Von den fünf Drehstromwicklungen (105, 106, 107, 108, 109) sind vier in Zick-Zack-Schaltung ausgeführt, so daß mit Ihnen gegeneinander um im Wesentlichen gleiche Winkel phasenverschobene Drehstrom-Spannungssysteme erzeugbar sind. Die Leiterenden der Drehstromwicklungen bzw. der zugehörigen Teilspulen sind über Kabelstränge (110, 111; 112, 113; 114, 115) einem „Leiterring” (116) zugeführt, in dem die Verschaltung der Spulen der Drehstromwicklungen erfolgt. Dieser ”Leiterring” kann entweder ebenfalls als Kabelbaum oder auch als ringförmige Leiterplatine ausgeführt sein. Die fünf verschalteten Drehstromwicklungen sind elektrisch über eine Verbindung (117) einem Elektronikmodul (118) zugeführt, in dem die entsprechenden B6-Brückenschaltungen (Dioden) zusammengefaßt sind. Innerhalb des Elektronikmoduls sind die gleichspannungsseitigen Enden der B6-Brücken in Reihe geschaltet, so daß vom Elektronikmodul ein Gleichstromanschluß (119) nach außen geführt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 5625545 [0014]
- US 5986909 [0014]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Seyed Saeed Fazel, Investigation and Comparison of Multi-Level Converters for Medium Voltage Application, Dissertation D83 Technische Universität Berlin, 2007 [0013]
