DE1271817B - Self-guided series inverter - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

H02mH02m

H02pH02p

Deutsche Kl.: 21 d2 -12/03German class: 21 d2 -12/03

Nummer: 1271 817Number: 1271 817

Aktenzeichen: P 12 71 817.1-32 (A 45461)File number: P 12 71 817.1-32 (A 45461)

Anmeldetag: 12. März 1964 Filing date: March 12, 1964

Auslegetag: 4. Juli 1968Open date: 4th July 1968

Die Erfindung bezieht sich auf einen selbstgeführten Reihenwechselrichter mit zwei steuerbaren Halbleiterelementen, die in Reihe geschaltet sind, oder mit zwei oder mehreren Gruppen von solchen Elementen, die eine Rechteckspannung erzeugen. Der Wechselrichter ist mit einer Kommutierungsdrossel mit einem Mittelpunkt pro Gruppe, mit Kommutierungskondensatoren und mit Rückspeiseventilen für die Rückspeisung von Energie von einer am Wechselrichter angeschlossenen Belastung versehen sowie mit einem Rückspeisekreis für die Rückspeisung von Energie von der Kommutierungsdrossel des Wechselrichters. Wie bekannt ist, wird in den Kommutierungskondensatoren Energie zwischen jeder Kommutierung gespeichert, die bei der Kornmutierung in magnetisch gespeicherte Energie in der Kommutierungsdrossel umgewandelt wird. Vor der nächsten Kommutierung muß diese Energie von der Drossel abgenommen werden; es ist dabei üblich, die Energie zu der Spannungsquelle zurückzuspeisen, an ao der der Wechselrichter angeschlossen ist.The invention relates to a self-commutated series inverter with two controllable semiconductor elements, which are connected in series, or with two or more groups of such elements, which generate a square wave voltage. The inverter is equipped with a commutation reactor with one center point per group Commutation capacitors and with feedback valves for the recovery of energy from one load connected to the inverter as well as a feedback circuit for the feedback of energy from the commutation reactor of the inverter. As is known, in the Commutation capacitors Energy is stored between each commutation that occurs when the grain is mutated is converted into magnetically stored energy in the commutation reactor. Before the the next commutation, this energy must be taken from the choke; it is common to do the To feed back energy to the voltage source to which the inverter is connected.

Bei bisher bekannten selbstgeführten Wechselrichtern mit Rückspeisung der in der Kommutierungsdrossel gespeicherten Energie zu der speisenden Spannungsquelle wird entweder der Haupttransformator für Rückspeisung der Kommutierungsenergie oder ein wirklicher oder künstlicher Batteriemittelpunkt verwendet. Den Haupttransformator für diesen Zweck zu verwenden, hat den Nachteil, daß ihm eine Rechteckspannung aufgedrückt wird, was zu großen Transformatorverlusten und Geräuschen führt. Einen Batteriemittelpunkt zu verwenden, ist meistens ungünstig. Es ist oft schwer, einen wirklichen Batteriemittelpunkt zu erhalten, und man hat daher zu künstlichen Mittelpunkten gegriffen, die entweder mit Hilfe von Spannungsteilenden Widerständen gebildet werden, was eine viel Leistung verbrauchende und dadurch ungünstige Lösung ist, oder durch Aufteilung des Wechselrichters in zwei verschiedene und im Verhältnis zueinander umgekehrte Einheiten, die so zusammengeschaltet werden, daß die eine den Batteriemittelpunkt der anderen bildet. Dies ist natürlich eine kostspielige Lösung, die eine relativ große Anzahl von Komponenten erfordert.In previously known self-commutated inverters with feedback in the commutation reactor stored energy to the feeding voltage source is either the main transformer for feedback of the commutation energy or a real or artificial battery center used. Using the main transformer for this purpose has the disadvantage that a square wave voltage is impressed on it, which leads to large transformer losses and noise leads. Using a battery center is usually inconvenient. It's often hard to find a real one To get the battery center point, and one has therefore resorted to artificial centers that either be formed with the help of voltage dividing resistors, which is a lot of power consuming and is therefore an unfavorable solution, or by dividing the inverter into two different ones and mutually inverted units which are interconnected so that one forms the battery center of the other. This is of course an expensive solution, the one requires a relatively large number of components.

Eine dritte denkbare Lösung ist, die in der Kornmutierungsdrossel gespeicherte Energie nicht an die Spannungsquelle rückzuspeisen, sondern statt dessen diese Energie, z. B. in einem Widerstand, zu verbrauchen. Diese Lösung bedeutet jedoch eine wesentliche Herabsetzung des Wirkungsgrades des Wechselrichters und kann deshalb nicht bei Leistungswechselrichtern zur Anwendung kommen.A third conceivable solution is not to transfer the energy stored in the grain mutation throttle to the To feed back the voltage source, but instead this energy, z. B. in a resistance to consume. However, this solution means a significant reduction in the efficiency of the Inverter and can therefore not be used in power inverters.

Selbstgeführter ReihenwechselrichterSelf-commutated series inverter

Anmelder:Applicant:

Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget,Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget,

Västeräs (Schweden)Västeräs (Sweden)

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. H. Missling, Patentanwalt,Dipl.-Ing. H. Missling, patent attorney,

6300 Gießen, Bismarckstr. 436300 Giessen, Bismarckstrasse. 43

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Kjeld Thorberg, Ludvika (Schweden)Kjeld Thorberg, Ludvika (Sweden)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Schweden vom 18. März 1963 (2894)Sweden March 18, 1963 (2894)

Bei einem netzgeführten Wechselrichter ist es bereits bekannt, einen Zwischentransformator zur Erzeugung von Kommutierungsspannungen zu verwenden, dessen Primärwicklungen in Reihe mit den gesteuerten Ventilen des Stromrichters und dessen Sekundärwicklungen in Reihe mit den Dioden eines Hilfsstromrichters an einem Belastungswiderstand angeschlossen sind. Um die Verluste in diesem Widerstand zu vermeiden, sollen die Gleichstromklemmen des HilfsStromrichters anstatt an den Widerstand an das am Hauptstromrichter angeschlossene Gleichstromnetz angeschlossen werden. Hierbei handelt es sich aber nicht um die Rückführung der von den Kommutierungskondensatoren herrührenden und in den Kommutierungsdrosseln gespeicherten Energie zum speisenden Gleichstromnetz. In the case of a line-commutated inverter, it is already known to use an intermediate transformer for generation of commutation voltages whose primary windings are in series with the controlled valves of the converter and its secondary windings in series with the diodes of a Auxiliary converter are connected to a load resistor. To the losses in this To avoid resistance, the DC terminals of the auxiliary converter should be used instead of the Resistor to be connected to the direct current network connected to the main converter. However, this is not a matter of returning the energy from the commutation capacitors originating and stored in the commutation reactors energy to the feeding direct current network.

Eine Anordnung ist deshalb erwünscht, die eine Rückspeisung von Energie von der Kommutierungsdrossel ohne Verwendung des Haupttransformators und ohne einen zugänglichen Batteriemittelpunkt und ohne Verwendung der oben beschriebenen künsth'chen Mittelpunkte ermöglicht. Die Erfindung bringt eine Lösung dieses Problems. Die Erfindung geht von einem selbstgeführten Reihenwechselrichter aus, der mindestens zwei steuerbare Halbleiterelemente hat, weiter eine Kommutierungsdrossel, Kommutierungskondensatoren sowie Rückspeiseventile, die die Rückspeisung von Energie in dieIt is therefore desirable to have an arrangement that allows energy to be fed back from the commutating reactor without using the main transformer and without an accessible battery center and without using those described above allows artificial centers. The invention provides a solution to this problem. The invention is based on a self-commutated series inverter with at least two controllable semiconductor elements has, furthermore a commutation choke, commutation capacitors and feedback valves, which feed energy back into the

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Gleichspannungsquelle von einer am Wechselrichter angeschlossenen Belastung ermöglichen. Erfindungsgemäß ist dieser Wechselrichter so ausgebildet, daß ein besonderer Rückspeisetransformator für die Rückspeisung von Energie von der Kommutierungsdrossel angeordnet und mit seiner Primärseite in einem Stromweg eingeschaltet ist, der gemeinsam für den Rückspeiseweg der Energie von der Kommutierungsdrossel und den Rückspeiseweg der Energie von der Belastung ist, aber gleichzeitig vom Hauptstromweg des Reihenwechselrichters getrennt ist, und daß der Rückspeisetransformator auf der Sekundärseite über Gleichrichterelemente an die Gleichspannungsquelle angeschlossen ist.Enable direct voltage source from a load connected to the inverter. According to the invention this inverter is designed so that a special regenerative transformer for the Energy recovery from the commutation reactor arranged and switched on with its primary side in a current path that is common for the return path of the energy from the commutation reactor and the return path of the energy from the load, but at the same time disconnected from the main current path of the series inverter, and that the regenerative transformer on the secondary side via rectifier elements to the DC voltage source connected.

Eine solche Ausbildung eines selbstgeführten Reihenwechselrichters hat einmal den Vorteil, daß ein Mittelpunkt der speisenden Spannungsquelle nicht erforderlich ist. Einen solchen Mittelpunkt braucht auch, wie erwähnt, ein bekannter Reihenwechselrichter nicht, bei dem der Haupttransformator zur Rückspeisung der Kommutierungsenergie verwendet wird. Aber bei diesem Reihenwechselrichter muß der Haupttransformator, obwohl er nur der Rückspeisung der Kommutierungsenergie dient, für die gesamte Wechselrichterleistung ausgelegt werden, weil er im Hauptstromkreis des Wechselrichters liegt. Hinzu kommt weiter, daß ihm eine Rechteckspannung zugeführt wird, was zusätzliche Verluste bedingt und auch zur Geräuschbildung Anlaß gibt. Der Rückspeisetransformator gemäß der Erfindung braucht nur für die Rückspeiseleistung bemessen zu werden, was eine wesentliche Ersparnis bedeutet. Auch wird ihm nur eine sinusförmige Spannung zugeführt, so daß kein Anlaß zu zusätzlichen Verlusten oder zur Geräuschbildung besteht.Such a design of a self-commutated series inverter has the advantage that a center point of the feeding voltage source is not required. Such a center Also, as mentioned, does not need a known series inverter in which the main transformer is used to feed back the commutation energy. But with this series inverter the main transformer, although it only serves to feed back the commutation energy, be designed for the entire inverter output because it is in the main circuit of the inverter lies. In addition, a square wave voltage is fed to it, which is additional Caused losses and also gives rise to noise. The regenerative transformer according to the Invention only needs to be measured for the regenerative power, which is a substantial saving means. Also only a sinusoidal voltage is fed to it, so that there is no need for additional Losses or noise.

Es ist weiter bei Reihenwechselrichtern bekannt, eine Rückspeisung von Energie über einen Transformator vorzunehmen, dessen Wicklung über Gleichrichterelemente an einer Gleichspannungsquelle angeschlossen ist. Es handelt sich hierbei um einen Wechselrichter^ bei dem die Belastung im Kommutierungskreis eingeschaltet ist, d. h. um einen lastgeführten 'Wechselrichter. Die Primärwicklung des Rückspeisetransformators liegt im Hauptstromweg des Wechselrichters, d.h. der Transformator muß ebenfalls für die Nennleistung des Wechselrichters bemessen werden. Auch wird der Primärwicklung eine Rechteckspannung zugeführt.It is also known for series inverters to feed back energy via a transformer undertake whose winding is connected to a DC voltage source via rectifier elements. This is an inverter ^ in which the load in the commutation circuit is switched on, d. H. around a load-commutated 'inverter. The primary winding of the regenerative transformer is in Main current path of the inverter, i.e. the transformer must also be able to handle the nominal power of the Inverter. A square-wave voltage is also fed to the primary winding.

Die Erfindung ist* im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to the drawing; in this shows

Fig. 1 einen bekannten Wechselrichter, der einen Batteriemittelpunkt voraussetzt,1 shows a known inverter which assumes a battery center point,

Fig. 2 einen Wechselrichter in dreiphasiger Ausführung gemäß der Erfindung und2 shows an inverter in three-phase design according to the invention and

F i g. 3 eine Weiterentwicklung der Erfindung in Verbindung mit einem Einphasenwechselrichter.F i g. 3 shows a further development of the invention in connection with a single-phase inverter.

Der bekannte selbstgeführte Wechselrichter nach F i g. 1 besteht aus einem Haupttransformator 1 mit einer Primärwicklung 2 und Sekundärwicklung 3, aus steuerbaren Halbleiteryentilen 4 und 5, Kommutierungsdrossel 6, Kommutierungskondensatoren 7 und 8 und Rückspeiseventilen 9 und 10. Die Primärwicklung 2 des Haupttransformators 1 hat eine Anzapfung 11 für den Anschluß der Rückspeiseventile, womit eine Rückspeisewicklung 12 erhalten wird. An die Sekundärwicklung 3 sind ein Reihenresonanzfilter, bestehend aus einem Kondensator 13 und einer Drossel 14, und ein Parallelresonanzfilter, bestehend aus einem Kondensator 15 und einer Drossel 16, angeschlossen. Eine Belastung kann an die Klemmen 20 und 21 angeschlossen werden. Der Wechselrichter wird über die Klemmen 17,18 und 19 von einer Spannungsquelle gespeist; die Klemme 17 ist am Potential D angeschlossen, die Klemme 18 am Potential D 2 und die Klemme 19 am Potential Null.The known self-commutated inverter according to FIG. 1 consists of a main transformer 1 with a primary winding 2 and secondary winding 3, controllable semiconductor valves 4 and 5, commutation choke 6, commutation capacitors 7 and 8 and feedback valves 9 and 10. The primary winding 2 of the main transformer 1 has a tap 11 for connecting the feedback valves, with which a feedback winding 12 is obtained. A series resonance filter, consisting of a capacitor 13 and a choke 14, and a parallel resonance filter, consisting of a capacitor 15 and a choke 16, are connected to the secondary winding 3. A load can be connected to terminals 20 and 21. The inverter is fed by a voltage source via terminals 17, 18 and 19; Terminal 17 is connected to potential D , terminal 18 to potential D 2 and terminal 19 to potential zero.

Wenn man den steuerbaren Halbleiterventilen 4 und 5 Steuersignale von einem nicht gezeigten Steuerimpulsgerät zuführt, kann man diese abwechselnd leitend machen, so daß während einer Zeitperiode Strom von der Klemme 17 durch das Ventil 4, die obere Hälfte der Kommutierungsdrossel 6 und weiter durch die Rückspeisewicklung 12 und Primärwicklung 2 zu der Klemme 18 fließt. Während der nächsten Halbperiode geht der Strom von der Klemme 18 durch die Primärwicklung 2, die Rückspeisewicklung 12, die untere Hälfte der Kommutierungsdrossel 6 und das Ventil 5 zu der Klemme 19. Hierdurch wird in der Sekundärwicklung 3 eine Wechselspannung mit Rechteckform erzeugt, die in bekannter Weise mittels des Reihenresonanzfilters und Parallelresonanzfilters in eine Sinusspannung umgewandelt wird, die an den Klemmen 20 und 21 abgenommen werden kann. Zwischen jeder Kommutierung wird Energie in dem Kommutierungskondensator gespeichert, der mit dem zur Zeit nicht leitenden steuerbaren Ventil 4 oder 5 parallel geschaltet ist. Wenn die steuerbaren Ventile kommutieren, geht diese Energie zur Kommutierungsdrossel über. Energie, die z. B. in der unteren Hälfte der Kommutierungsdrossel gespeichert ist, wird bei vollendeter Kommutierung zur Eingangsseite gespeist, indem ein Stromkreis durch das Ventil 5, das Rückspeiseventil 10, die Rückspeisewicklung 12 und die untere Hälfte der Drossel geschlossen wird. Dabei wird in der Primärwicklung 2 ein Strom induziert, der Energie zu der Eingangsseite zurückleitet. Bei Rückspeisung von Energie von der Drossel ist eine viereckförmige Gegenspannung erforderlich, gegen welche die Energie zurückgespeist wird; diese erhält man dadurch, daß die Rückspeisewicklung 12 auf denselben Kern gewickelt wird wie die Primärwicklung 2 und Sekundärwicklung 3.If the controllable semiconductor valves 4 and 5 control signals from a not shown Control pulse device supplies, you can make them conductive alternately, so that during a Time period current from terminal 17 through valve 4, the upper half of commutation reactor 6 and further through the regenerative winding 12 and primary winding 2 to terminal 18 flows. The current goes off during the next half-cycle from terminal 18 through primary winding 2, regenerative winding 12, the lower half of the commutation reactor 6 and the valve 5 to the terminal 19. This creates a AC voltage generated with a rectangular shape, which in a known manner by means of the series resonance filter and parallel resonance filter is converted into a sinusoidal voltage that is applied to terminals 20 and 21 can be removed. Between each commutation, energy is stored in the commutation capacitor, which is currently not conductive controllable valve 4 or 5 is connected in parallel. When the controllable valves commutate, this energy passes over to the commutation reactor. Energy z. B. in the lower half of the Commutation reactor is stored, is fed to the input side when commutation is complete, by creating a circuit through valve 5, the regenerative valve 10, the feedback winding 12 and the lower half of the throttle is closed. Included a current is induced in the primary winding 2, which returns energy to the input side. at To feed back energy from the choke, a square-shaped counter voltage is required to counteract which the energy is fed back; this is obtained in that the feedback winding 12 opens the same core is wound as the primary winding 2 and secondary winding 3.

F i g. 2 zeigt die Erfindung in Anwendung auf einen selbstgeführten Wechselrichter in Dreiphasen-Ausführung. Der Wechselrichter besteht im Prinzip aus drei Emphasenwechselrichtern I, II, III, die aus steuerbaren Halbleiterventilen 4 a, 5 a, 4 b, 5 b und 4 c, 5 c, Kommutierungsdrosseln 6 a, 6 b und 6 c, Kommutierungskondensatoren 7 a, 8 a, Tb, 8 b und 7 c, 8c, Rückspeiseventilen 9 a, 10 a, 9 b, 10 & und 9c, Wc, sowie besonderen Rückspeisetransformatoren 22 a, 22 b und 22 c bestehen. Die Primärwicklungen 23 a, 23 b und 23 c der Rückspeisetransformatoren sind zwischen dem Schaltpunkt von zwei Rückspeiseventilen, z. B. 9 a und 10 a, die in Reihe zwischen zwei gleichspannungsführenden Leitern 17 und 19 angeschlossen sind, und einer Mittelanzapfung auf der Kommutierungsdrossel 6 α eingeschaltet, die in Reihe mit den steuerbaren Ventilen 4 α und 5 α zwischen den eben genannten spannungsführenden Leitern geschaltet ist. Die Sekundärseite 25 a, 25 b, 25 c des Rückspeisetransformators ist in bekannter Weise mit einer Mittelanzapfung versehen, die an den einen gleichspannungsführenden Leiter 19 geschaltet ist, während die Endpunkte der Sekundärwicklungen des Transformators über die Gleich-F i g. 2 shows the invention applied to a self-commutated inverter in three-phase design. The inverter basically consists of three phase inverters I, II, III, which are made up of controllable semiconductor valves 4 a, 5 a, 4 b, 5 b and 4 c, 5 c, commutation reactors 6 a, 6 b and 6 c, commutation capacitors 7 a, 8 a, Tb, 8 b and 7 c, 8c, feedback valves 9 a, 10 a, 9 b, 10 & and 9c, Wc, as well as special feedback transformers 22 a, 22 b and 22 c exist. The primary windings 23 a, 23 b and 23 c of the regenerative transformers are between the switching point of two regenerative valves, for. B. 9 a and 10 a, which are connected in series between two direct voltage conductors 17 and 19, and a center tap on the commutation throttle 6 α switched on, which is connected in series with the controllable valves 4 α and 5 α between the aforementioned live conductors is. The secondary side 25 a, 25 b, 25 c of the regenerative transformer is provided in a known manner with a center tap, which is connected to the one DC voltage conductor 19, while the end points of the secondary windings of the transformer via the DC

richterventile 27 α und 28 α usw. an den anderen gleichspannungsführenden Leiter 17 geschaltet sind. Zwischen den gleichspannungsführenden Leitern ist außerdem ein Kondensator 29 angeschlossen, z. B. ein Elekrolytkondensator. An den Mittelpunkten der Kommutierungsdrosseln 6 a, 6 b und 6 c sind die Haupttransformatoren la bzw. Ib und Ic des Wechselrichters angeschlossen. Die Primärwicklungen 2 α, 2 b und 2 c des Haupttransformators sind in Dreieck geschaltet, während die Sekundärwicklungen 3 a, 3 b und 3 c in Sternschaltung mit ausgeführtem Nullpunkt geschaltet sind, wobei eine Dreiphasenbelastung über die Ausgangsklemmen 33 bis 36 am Wechselrichter angeschlossen werden kann.Richter valves 27 α and 28 α etc. are connected to the other conductor 17 carrying DC voltage. A capacitor 29 is also connected between the conductors carrying DC voltage, e.g. B. an electrolyte capacitor. The main transformers la or Ib and Ic of the inverter are connected to the centers of the commutation chokes 6 a, 6 b and 6 c. The primary windings 2 α, 2 b and 2 c of the main transformer are connected in delta, while the secondary windings 3 a, 3 b and 3 c are connected in a star connection with a zero point, whereby a three-phase load can be connected to the inverter via the output terminals 33 to 36 .

Die Energiemengen, die bei jeder Kommutierung, z.B. von den Kommutierungskondensatoren7α und 8 a, zu der Kommutierungsdrossel 6 a übergeführt werden, werden zu der speisenden Spannungsquelle durch Ströme rückgespeist, die über die Ventile 5 a und 10 a und durch die Primärwicklung 23 α des Rückspeisetransformators oder durch dieselbe Wicklung und die Ventile 4 α und 9 α fließen. Dabei wird in der Sekundärseite 25 a des Rückspeisetransformators 22 α ein Strom induziert, der gegen die von der Spannungsquelle bestimmte und fixierte Gegenspannung zu dieser rückgespeist wird. Die Energie, die bei induktiver Belastung des Spannungsrichters zur Spannungsquelle rückgespeist werden muß, wird durch die Rückspeiseventile 9 α und 10 α bzw. 9 b, 10 b und 9 c, 10 c rückgespeist. Wie aus F i g. 2 hervorgeht, sind die Rückspeisetransformatoren in einem Stromweg angeordnet, der gemeinsam für die Energie ist, die von der Kommutierungsdrossel rückgespeist wird, und die Energie, die von der Belastung rückgespeist wird. Man könnte sich denken, den Rückspeisetransformator direkt zwischen die Mittelanzapfungen der Kommutierungsdrosseln in den verschiedenen Phasen zu schalten, aber eine solche Schaltung würde nicht funktionieren, weil die Spannung zwischen diesen Schaltpunkten keine Rechteckform hat.The amounts of energy, the α with each commutation, for example, by the Kommutierungskondensatoren7 and 8 a to be transferred to the commutating reactor 6 a, be fed back to the supplying voltage source by currents through the valves 5 a and 10 a and α through the primary winding 23 of the Regenerative transformer or through the same winding and the valves 4 α and 9 α flow. In this case, a current is induced in the secondary side 25 a of the regenerative transformer 22 α , which is fed back against the counter voltage determined and fixed by the voltage source. The energy that must be fed back to the voltage source in the event of an inductive load on the voltage converter is fed back through the feedback valves 9 α and 10 α or 9 b, 10 b and 9 c, 10 c . As shown in FIG. 2, the regenerative transformers are arranged in a current path that is common to the energy that is fed back from the commutation reactor and the energy that is fed back from the load. One could imagine connecting the regenerative transformer directly between the center taps of the commutation reactors in the various phases, but such a circuit would not work because the voltage between these switching points does not have a rectangular shape.

F i g. 3 zeigt eine Weiterentwicklung der Erfindung für Einphasenwechselrichter. In diesem Fall besteht der Wechselrichter aus zwei steuerbaren Ventilen 4 und 5, zwei Kommutierungskondensatoren 7 und 8, zwei Rückspeiseventilen 9 und 10 und einem Rückspeisetransformator 22 mit einer Primärwicklung 23, die mit einer Mittelanzapfung 24 versehen ist, und einer Sekundärwicklung 25, die auch eine Mittelanzapfung 26 hat. Die steuerbaren Ventile, die Kommutierungsdrossel 6, die Kommutierungskondensatoren und die Rückspeiseventile sind in derselben Reihenwechselrichterschaltung angeordnet, wie der für jede Phase in Fig. 2 gezeigten. Wie aus F i g. 3 hervorgeht, ist indessen der Rückspeisetransformator in etwas anderer Weise eingeschaltet, doch unter Beibehaltung derselben Funktion. Der Rückspeisetransformator hat zwei Primärwicklungshälften, deren Schaltpunkt (24) an den Schaltpunkt zwischen den zwei Kommutierungskondensatoren 7 und 8 und dem Mittelpunkt der Kommutierungsdrossel 6 geschaltet ist. Die zwei Primärwicklungshälften des Rückspeisetransformators liegen im Stromweg für je ein Rückspeiseventil 9 und 10. Die Sekundärwicklung des Rückspeisetransformators ist in derselben Weise wie in F i g. 2 über Gleichrichterventile 27 und 28 an die speisende Spannung geschaltet. F i g. 3 shows a further development of the invention for single-phase inverters. In this case, the inverter consists of two controllable valves 4 and 5, two commutation capacitors 7 and 8, two regenerative valves 9 and 10 and a regenerative transformer 22 with a primary winding 23, which is provided with a center tap 24, and a secondary winding 25, which also has a Center tap has 26. The controllable valves, the commutation choke 6, the commutation capacitors and the regenerative valves are arranged in the same series inverter circuit as that shown for each phase in FIG. 2. As shown in FIG. 3 shows, the regenerative transformer is switched on in a slightly different way, but maintaining the same function. The regenerative transformer has two primary winding halves, the switching point (24) of which is connected to the switching point between the two commutation capacitors 7 and 8 and the midpoint of the commutation reactor 6. The two primary winding halves of the regenerative transformer are in the current path for one regenerative valve 9 and 10. The secondary winding of the regenerative transformer is in the same way as in FIG. 2 connected to the supply voltage via rectifier valves 27 and 28.

Durch Verwenden eines Rückspeisetransformators 22, der vom Haupttransformator 1 getrennt ist und gemäß der in F i g. 2 und 3 gezeigten Weise geschaltet ist, kann man also eine Rückspeisung von Leistung von der Kommutierungsdrossel erhalten, ohne einen Batteriemittelpunkt oder künstlichen Mittelpunkt zu haben. Werden Reihenresonanzfilter und Parallelresonanzfilter auf der Primärseite des Haupttransformators 1 angebracht, so kann, wie angegeben, das Prinzip mit dem Rückspeisetransformator 22 auch für Wechselrichter in Einphasenschaltung verwendet werden. Wie ersichtlich, ist der Haupttransformator 1 im Prinzip nicht mehr notwendig, wenn die über dem Parallelresonanzfilter auftretende Spannung in ihrer Größe der entspricht, die für eine gewisse Belastung erwünscht ist, wobei sie direkt an die Klemmen 30 und 31 angeschlossen werden kann. Wenn dies nicht der Fall ist, verwendet man den Haupttransformator 1, um die Ausgangsspannung in einen gewünschten Wert umzuwandeln. Ein weiterer Vorteil des Trennens des Haupttransformators und Rückspeisetransformators ist, daß der Haupttransformator nur mit einer sinusförmigen Spannung belastet und nur der Rückspeisetransformator, dessen Leistung ein kleiner Teil des Haupttransformators ist, mit einer Rechteckspannung gespeist wird. Hierdurch erreicht man Vorteile hinsichtlich der Transformatorverluste und -geräusche. Es ist klar, daß die Sekundärseite des Rückspeisetransformators keinen Mittelpunkt zu haben braucht, sie kann statt dessen—wie an sich bekannt ist—an eine Gleichrichterbrücke in Graetz-Schaltung angeschlossen werden, die ihrerseits zwischen den beiden gleichspannungsführenden Leitern 17 und 19 angeschlossen wird. Ebenso sind andere alternative Ausführungsformen im Rahmen der Erfindung denkbar.By using a regenerative transformer 22, which is separate from the main transformer 1 and according to the method shown in FIG. 2 and 3 is switched in the manner shown, one can thus obtain a feedback of power from the commutation reactor without having a battery center point or an artificial center point. If series resonance filters and parallel resonance filters are attached to the primary side of the main transformer 1, then, as indicated, the principle with the regenerative transformer 22 can also be used for inverters in a single-phase circuit. As can be seen, the main transformer 1 is in principle no longer necessary if the voltage occurring across the parallel resonance filter corresponds in magnitude to that which is desired for a certain load, and it can be connected directly to terminals 30 and 31. If this is not the case, the main transformer 1 is used to convert the output voltage to a desired value. Another advantage of separating the main transformer and regenerative transformer is that the main transformer is only loaded with a sinusoidal voltage and only the regenerative transformer, whose power is a small part of the main transformer, is fed with a square-wave voltage. This achieves advantages in terms of transformer losses and noise. It is clear that the secondary side of the regenerative transformer does not need to have a center point; Other alternative embodiments are also conceivable within the scope of the invention.

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Selbstgeführter Reihenwechselrichter zur Erzeugung einer Rechteckspannung, die vorzugsweise über Reihen- und Parallelresonanzfilter in eine sinusförmige umgewandelt wird, mit mindestens zwei steuerbaren Halbleiterelementen, einer Kommutierungsdrossel, Kommutierungskondensatoren sowie mit Rückspeiseventilen, die die Rückspeisung von Energie in die Gleichspannungsquelle von einer am Wechselrichter angeschlossenen Belastung ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß ein besonderer Rückspeisetransformator (22 a, 22 b, 22 c; 22) für die Rückspeisung von Energie von der Kommutierungsdrossel (6 a, 6 b, 6 c; 6) angeordnet und mit seiner Primärseite in einem Stromweg eingeschaltet ist, der gemeinsam für den Rückspeiseweg der Energie von der Kommutierungsdrossel und den Rückspeiseweg der Energie von der Belastung ist, aber gleichzeitig vom Hauptstromweg des Reihenwechselrichters getrennt ist, und daß der Rückspeisetransformator auf der Sekundärseite über Gleichrichterelemente (27 α, 27 b, 27 c; 27, 28 a, 28 b, 28 c; 28) an die Gleichspannungsquelle angeschlossen ist.1.Self-commutated series inverter for generating a square-wave voltage, which is preferably converted into a sinusoidal via series and parallel resonance filters, with at least two controllable semiconductor elements, a commutation reactor, commutation capacitors and feedback valves that feed energy back into the DC voltage source from a load connected to the inverter enable, characterized in that a special regenerative transformer (22 a, 22 b, 22 c; 22) for the recovery of energy from the commutation reactor (6 a, 6 b, 6 c; 6) is arranged and switched on with its primary side in a current path is, which is common for the return path of the energy from the commutation choke and the return path of the energy from the load, but at the same time is separated from the main current path of the series inverter, and that the regenerative transformer on the secondary side via rectifier elements (27 α, 27 b, 27 c; 27, 28 a, 28 b, 28 c; 28) is connected to the DC voltage source. 2. Wechselrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückspeisetransformator (22) mit zwei Primärwicklungshälften ver-2. Inverter according to claim 1, characterized in that the regenerative transformer (22) with two primary winding halves sehen ist, von deren Endpunkten zwei miteinander und mit der Mittelanzapfung der Kommutierungsdrossel verbunden und deren andere Endpunkte in Reihe mit Rückspeiseventilen (9 a, 9 b, 9 c; 9, 10 a, 10 ö, 10 c; 10) an die Gleichspannungsquelle angeschlossen sind.can be seen, two of whose end points are connected to one another and to the center tap of the commutation throttle and the other end points are connected in series with feedback valves (9 a, 9 b, 9 c; 9, 10 a, 10 ö, 10 c; 10) to the DC voltage source are. 3. Wechselrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung (z. B. 23a) des Rückspeisetransformators (z.B. 22a) zwischen einem Schaltpunkt von zwei Rückspeiseventilen (z.B. 9a, 10a) und der Mittelanzapfung der Kommutierungsdrossel (z. B. 6a) angeschlossen ist.3. Inverter according to claim 1, characterized in that the primary winding (z. B. 23 a) of the regenerative transformer (z. B. 22a) between a switching point of two regenerative valves (eg 9a, 10a) and the center tap of the commutation reactor (z. B. 6a ) is connected. In Betracht gezogene Druckschriften:Considered publications: Deutsche Patentschriften Nr. 657 384, 684 888, 595;German Patent Nos. 657 384, 684 888, 595; österreichische Patentschrift Nr, 222 228; schweizerische Patentschrift Nr. 163 779; französische Patentschrift Nr. 1279 782; französische Zusatz-Patentschriften Nr. 79 085 und 210 zur französischen Patentschrift Nr. 1279 782; USA.-Patentschriften Nr. 1 918 870, 3 034 015;Austrian Patent No. 222 228; Swiss Patent No. 163 779; French Patent No. 1279 782; French additional patents nos. 79 085 and 210 to French patent specification No. 1279 782; U.S. Patent Nos. 1,918,870, 3,034,015; Zeitschrift »AJEE-Transactions«, Part I, November 1961, S. 533 und 536;Journal "AJEE-Transactions", Part I, November 1961, pp. 533 and 536; Zeitschrift »Electrical Engineering«, März 1962, S. 183.Electrical Engineering magazine, March 1962, p. 183. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 809 £68/235 6.68 © Bundesdruckerei Berlin809 £ 68/235 6.68 © Bundesdruckerei Berlin