DE1638646A1 - Umrichterschaltung,bestehend aus Gleich- und Wechselrichtern - Google Patents
Umrichterschaltung,bestehend aus Gleich- und WechselrichternInfo
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Description
8IBOI8 AITISIGESELLSCHAJt
Erlangen, den 17.1.1968 Werner-von-Siemene-Str. 50
PLA 68/1043
Umrichterschaltung, bestehend aus Oleich- und Wechselrichtern
Zur Umformung der Leistung eines Wechsel- oder Drehstromnetxea
mit veränderlicher Frequenz in einen Wechsel- oder Drehstrom mit gegebener Frequenz ist es bekannt, Umrichterschaltungen anzuwenden, die aus Umrichtereinheiten mit mindestens einer wechseletromseltig
gespeisten OleichrichterbrUckenschaltung und
einer dieser nachgeschalteten Wechselrichterachaltung bestehen.
C/Ks
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■■'■■■■■ '- - t ; »
Di· Aufgabe, Leistung von einem Netz mit veränderlicher Frequenz
und Spannung in ein Setz mit feststehender Frequenz
einsuspeisan, besteht beispielsweise bei geregelten Asynchronmaschinen
Bit Schleifringläufer.
Den Schleifringeil einer aolchen Asynchronmaschine wird eine
Spannung entnommen, deren Frequenz abhängig, von der Drehzahl
des Schleifringmotors ist. Die Höhe der Spannung tmd die Größe
tP des fließenden Stromes hängt in erster Linie ab von der Drehzahl
und von dem Drehmoment der Asynchronmaschine mit Schleifringläufer.
Wenn man diese im Läufer der Asynchronmaschine umgesetzte
Leistung nicht in Widerständen vernichten, sondern
als Nutzleistung in das Setz zurückspeisen «rill, so ist dazu
eine Umrichtorschaltung erforderlich, die die Spannunga-, Strom-
und Prequenzwerte des Läiaferkreises an die entsprechenden Werte de3 Netzes anpaßt. Sine derartige Umrichtersehaltung besteht
beispielsweise aus hintereinandergeschalteten Glei.ch-
A und Wechselriehterschaltungen.
PUr die Dirnensiojiierung dieser Schaltungen muß man -.um Überlastungen der Gleich- oder Wechselrichter zu vermeiden - die
verwendeten Bauelemente 30 auslegen, daß sie den bei irgendeinem Betriebszustand auftretenden größten Strom und die bei
einem Betriebszustand irgendwann auftretende größte Spannung
aushalten können. Wird nun mit einem solchen Asynchronmotor
bei3piolewoi,8e ©in Lüfter oder ein anderes Aggregat mit zunehmendem Drehmoe®nt bei wachsender Drehzahl angetrieben, so
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- 2 - cA
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ergibt eich bei geringer Drehzahl an den Schleifringen des
Asynchronmotors eine hohe Spannung bei vergleichsweiae kleinem
Strom, während in der Nähe der synchronen Drehzahl eine geringe
Spannung mit vergleichsweise sehr großem "Strom dem.Laufer
zu entnehmen ist. Diese Eigenschaft des Lauf erlcreises hat zur
Folge, daß die Bauelemente der Öleich- und Wechselrienterschal tungen in einer Umrichterschaltung wessntlieh größer dimensioniert
werden müssen, als es der in irgÄHd«i3i€in betriebsZU,-stand
umzusetzenden Leistung entspricht- Ditr zwangsweise AU3- *■
legung des Umrichters für maximalen Spannmn^s^ aad Stromwert
hat bei niedriger Spannung im oberen Drehzafelijexeich der Asynchronmaschine
einen hohen Blindleistungsbedarf zur Folge.
Aufgabe der Erfindung ist esf den Aufwand für den Umrichter zu
vermindern und die Blindleistung im oberen Brehzahlbsreich
herabzusetzen. Die Erfindung betrifft damit eine ümrichterse
haltung, bestehend aus Umrichtereinheiten mit mindestens
eIner wechselstromseitig gespeisten ßleichrichteTbrückenschal- Λ
tung und einer dieser nachgeschalteten !«ehselrichterschaltung,
deren Wechselstromanschlüsse am die Wicklung «ines Stromriehtertransformators
angeschlossen sind, für Wechsel- oder Drehstromsysteme,
bei denen Betriebszustände mit höher Spannung und niedrigem Strom und hohem Strom und niedriger Spannung möglich
sind. Das Neue besteht erfindungsgemaS darin, daß für ein in
der Frequenz veränderliches Wechsel- oder Drehstromsystem mindestens zwei Uisriclitereinheiten, bestetoend aus -gleiehstroin-8eitlg
in Seihe geschalteten GleichrichterbrEeicensehaltungen
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aitWeeheelrichtereehaltungen in Ringschaltimg vorgesehen sind,
da0 die Anschlüsse des Wechsel- oder Drehetroasystema an die
Wechsel« oder Drehstrom-Anschlußpunkte mindestens einer Gleichrichterbrückenschaltung
unmittelbar und an mindestens eine «eitere über Schalter angeschlossen sind* während die· Wechselstromanschlüsse
der Wechselriehterschaltungen voneinander getrennt mit Wicklungen eines oder mehrerer Stromrichtertransfonnatoren
verbunden sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist mit zwei Gleichrichter
brückenschaltungen und zwei diesen nachgeschalteten Wechselrichterschaltungen
in Pig, f dargestellt* An einem Drehstromnet»
1 1st über einen Schalter 2 eine Asynchronmaschine J mit '►
einem Schleifringläufer angeschlossen. Uie Schleifringe sind
mit einer Anlaßschaltung 4 verbunden. Sie sind außerdem mit den
Anschlüßpunkten 5 einer aus den ffleichrlchtern 6 und 7 bestehenden GrIeichrlchterbrückenschaltung verbunden. Biese aus den
Gleichrichtern 6 und 7 bestehende Öleichrlchterbrtickenschaltung
ist gleiehstroffiseitig in fteihe zu einer iDrosaeli^a zur Sleichstpomglättung
und einer im Ausftthrungsbeisi>iel ebenfalls in
Brtickenschal tung angeordneten Wechsel rieh ter schal tung aus
steuerbareir Stronrichtern B &n& 3 geschaltet. Die Wechselrichterschaltung aus den Stromrichtern S und 9 liegt wiederum tn
Reihe zu einer weiteren SleiehstrombriickenseftaEltung, besteiiend
aus den Gleichrichtern 10 und ff. Baran schließt »ich eine
«weite Wechselrichterschaltung, bestehend aus den Stromrichtern
*2 und t% sowie eine zweite ©rössel 14 zmr
'as·; Biese Broseel T4 fat «it die» wteitcfη Anschluß der
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beschriebenen Gleichrichterbrückenschaltung aus den Gleichrichtern
6 und 7 verbunden, so daß in einer Ringschaltung ä'.lle
vorhandenen Gleichrichterbrückenschaltungen abwechselnd mit
Wechselrichterschaltungen zusammengefaßt sind. Während die Anschlußpunkte
5 der Gleichrichterbrückensehaltung mit den .
Gleichrichtern 6 und 7 unmittelbar mit den Schleifringen des Asynchronmotors 3 verbunden sind, sind d.ie Anschlußpunkte
der Gleichrichterbrückenschaltung mit den Gleichrichtern 10
und 11 über einen SchaLter 15 mit dem Läuferkreis des Asyn- -m
chronmotors 3 verbunden. .
Wenn der Schalter 15 geöffnet ist, sind also beide Wechselrichtorschaltungen,
bestehend aus den Stromrichtern 8, 9 und 12, 13, zueinander in Reihe geschaltet. Die Gleichrichterbrückenychaltung,
bestehend aus den Gleichrichtern 10 und 11, ■ i.-t dat)fti funktionslos. Die Wechselstromanschlüsse 16 und
der Wechselrichterschaltungen 8, 9 und 12, 13 sind an je eine
Sekundärwicklung 18 bzw. 19 eines Stromrichtertransförmators
ger.ohaltet, dessen Primärwicklung 21 über einen Schalter 22 an ™
das Drehiitromnetz 1 angeschlosaen ist.
Die in Pig. 1 nicht dargestellte Regelung3- und Steuerungseinrichtung
fiii^ die Stromrichter der Wechselrichterschaltungen
veranLaiJt,:, daß die für die jeweils gewUnachte Drehzahl -deä '
Asynchronmotors 3 im Läuferkrein· umzuaetzende Leistung in
Drehstromnetz 1 zurUckgeapeiBt wird. . ·: ~ - -.-■'■
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Zur Erläuterung der Wirkungsweise ist in Fig. 2 ein Diagramm
der Spannungen und Ströme in der Schaltung nach Fig. 1 dargestellt. In diesem Diagramm sind mit dünnen Linien diejenigen
Werte eingetragen, die sich bei Verwendung nur einer Umrichtereinheit ergeben würden, während mit stärkeren Linien
die Betriebskenngrößen eingetragen sind, die sich alt. Umschaltung
durch den Schalter 15 bei der Schaltung nach Fig. 1
ergeben. '
In Fig.. 2 ist mit A der Verlauf der Läuferspannung der Asynchronmaschine
3 bezeichnet. B stellt die Kurve für die Gleichspannung an einer Wechselrichterschaltung mit den Wechsel-? ;
richtern 8, 9 oder 12, 1? dar, während mit C der Läuferstrom
der Asynchronmaschine 3 und mit D der Gleichstrom einer Wechselrichterschaltung
bezeichnet ist. Die gestrichelten senk^-
rechten Geraden B1 und E2 begrenzen den Drehzahlstellbereich,
der bei dem Ausführungsbeispiel nach Pig. 1 von den Strom—
richterschaltungen gesteuert werden soll. Nach dem Anlassen
der Asynchronmaschine 3 durch nicht dargestellte Widerstände
in der Anlaßnchaltung 4 werden diese Widerstände abgeschaltet
und an jeder Wechselrichterschaltung liegt die durch den
Punkt BI in Fig. 2 gekennzeichnete Spannung. Diebe Spannung ist
halb so groü, wie die Spannung am Punkt A1, da beide Wechaelrichterschaltungen
in Reihe geschaltet sind. Bei wachsender Drehzahl des Asynchronmotors 3 nimmt die Spannung B ab, bis
bei Erreichen des schraffierten Bereiches z.B. im Punkt B2 der Schalter I^ geschlossen wird. Dadurch sind auch die An-Bchlüüpünkte
2 3 unmittelbar mit dem Läuferkreia des Asynchron-
r„ £ 1098 14^0581
lrr-j Qßj* .;...·:.■ - 6 - C/Kz
■ iÖAD OR!GI^fAL
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motors 3 verbunden und die Gleichrichterbrückenschaltung mit
den Gleichrichtern 10 und 11 wird ebenfalls wirksam.
Die durch Schließen des Sehalters 15 sich ergebende Schaltung
ist in anderer und übersichtlicherer Form noch einmal in
Pig. 3 dargestellt. Die Schaltung nach Fig. 3 ergibt sich
also aus der Schaltung nach Fig. 1 einfach durch Umzeichnen,
wenn man den Schalter 15 als geschlossen annimmt. Me Gleich-
und Stromrichter in Fig. 3 sind wie die übrigen Teile mit den gleichen Ziffern wie in Fig. T versehen. Wie Fig. 3 otee
weiteres erkennen läßt, hat also das Schließern des Schalters 15
in Fig. 1 die Folge, daß aus der Reihenschaltung der Wechselrichterschaltungen
mit den Stromrichtern 8, 9 und %2t 13 eine
Parallelschaltung wird., Durch diese Parallelschaltung wird
der Strom in den Wechselricfeterfarücken nach Kurve D in Fig. 2
halbiert, während an aen WeehselriehterbrüekeR die volle
Spannung entsprechend Kurve A ansteht. Der in Fig. 2 schraffiert
dargestellte ,Bereich zeigt, daß bei den angenommenen
Daten ein gewisser Drehzahlspielraum für die umschaltung; zur
Verfügung steht» ahne daß die angegebenen Maximalwerte für Gleichspannung
und Sieichstrom einer Weehselrich-terschaltung
überschritten werden« Ein besonderer' Vorteil der angegebenen
Ümrichterschaltang liegt; darin, daß die umschaltung von
Reihen- in Parallelschaltung dier UmriGht©reinheiten nur durch
Schließen eines Schalters vorgenommen wird. Der Übergang von
der Reihenschaltung in die Parallelschaltung erfordert also keine Ümschaltungr. bei der ein Kontakt geschlossen xmd gleichzeitig
ein anderer geSffnet werden miiS. Damit ist ste&erge-
- Ί
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stellt, daß die Umschaltung ohne Stromunterbrechung und ohne
vorübergehenden Kurzschluß durchgeführt wird, so daß Schaltüberspannungen,
und Stromstöße an den Gleich- und Wechselrichtern nicht zu Überlastungen führen können.
'In Pig. 4- ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung unter Verwendung von drei Gleichstrombrücken
schaltungen und drei Wechselrichterschaltungen dargestellt. In dieser Schaltung sind gleiche Teile wie in den Figuren
1 und 3 niit gleichen Bezugszeichen versehen. Zusätzlich ist
in den Ring eine Gleiehstrombrückenschaltung mit den Gleichrichtern 24 und 25 und eine Wechselrichterschaltung mit den
Gleichrichtern 26 und 2.7» sowie Anschlußpunkten 28 zur Verbindung der Drehstromanschlüsse der aus den Stromrichtern 26
und 27 aufgebauten Wechselrichterschaltung mit der Sekundärwicklung 29 des Stromrichtertransformators 20 eingefügt. Eine
weitere Drossel 30-gewährleistet auch für diesen Gleichrichter
eine Glättung des Gleichstromes. Die Wechselstromanschlüsse
der GleichrichterbrückenschäLtung mit den Gleichrichtern=24 und
25 sind über einen Schalter 32 mit den Anschlußpunkten 5 der Gleichrichterbrückenschaltung mit den Gleichrichtern 6 und 7
verbunden.
Wenn bei dieser Schaltung zunächst der Schalter 23 geschlossen
wird, liegt der Wechselrichter mit den Stromrichtern 26 und 2? parallel zu der Reihenschaltung der Wechselrichterschaltungen mit den Stromrichtern 8, 9 und 12, 13. Wenn auch
der Schalter 15 geschlossen ist, sind alle drei Wechsel- *
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richterschaltungen einander parallel geschaltet, während
eine Reihenschaltung aller drei Wechselrichterschaltungenbesteht, wenn sowohl der Schalter 15 als auch der Schalter geöffnet ist. Bei der Umschaltung ist es also nicht erforderlich, daß die Schalter 15 und 32 gleichzeitig ein- bzw. ausschalten. ·
eine Reihenschaltung aller drei Wechselrichterschaltungenbesteht, wenn sowohl der Schalter 15 als auch der Schalter geöffnet ist. Bei der Umschaltung ist es also nicht erforderlich, daß die Schalter 15 und 32 gleichzeitig ein- bzw. ausschalten. ·
In entsprechender Weise läßt sich die angegebene Schaltung
auch auf vier oder mehr Umrichtereinheiten erweitern. ((|
1 Patentanspruch
4 Figuren
4 Figuren
■*' 109814/0561
Claims (1)
- PLA 68/1048PatentanspruchUmrichterschaltung, bestehend aus Umrichtereinheiten mit mindestens einer wechselstromseitig gespeisten Gleichrichter— brückenschaltung und einer dieser nachgeschalteten Wechselrichterschaltung, deren Wechselstromanschlüsse an die Wicklung eines Stromrichtertransformators angeschlossen sind, für Wechsel- oder Drehstromsysteme, bei denen ßetriebszustände mit hoher Spannung und niedrigem Strom und hohem Strom und niedriger Spannung möglich sind, dadurch gekennzeichnet, daß für ein in der Frequenz veränderliches Wechseloder Drehstromsystem mindestens zwei Umrichtereinheiten (6 bis 13)» bestehend aus gleichstromseitig in Reihe geschaltete Gleichrichterbrückenschaltungen (6,7 und 10,11) mit Wechselrichterschaltungen (8,9 und 12,13), in Ringschaltung vorgesehen, sind, daß die Anschlüsse des Wechsel- oder Drehstromsystems an die Wechsel- oder Drehstrom-Anschlußpunkte (5) mindestens einer Gleichrichterbrücken3chaltung(6,7) unmittelbar und an mindestens eine weitere (10,11) über Schalter (15) angeschlossen sind, während die Wechselstromanschlüsse (16,17) der Wechselrichtersehaltungen voneinander getrennt mit Wicklungen eines oder mehrerer Stromrichtertransformatoren verbunden sind.-IO - C/KzÖAD ORIGINALLeerseite
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19681638646 DE1638646B2 (de) | 1968-01-18 | 1968-01-18 | Umrichterschaltung bestehend aus umrichtereinheiten mit gleich und wechselrichter schaltungen |
FR6900376A FR2000356A1 (de) | 1968-01-18 | 1969-01-13 | |
CH34569A CH492335A (de) | 1968-01-18 | 1969-01-13 | Umrichterschaltanordnung |
NL6900819A NL168094C (nl) | 1968-01-18 | 1969-01-17 | Asynchrone machine voorzien van een omvormerschakeling. |
BE727031D BE727031A (de) | 1968-01-18 | 1969-01-17 | |
SE00689/69A SE348901B (de) | 1968-01-18 | 1969-01-20 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19681638646 DE1638646B2 (de) | 1968-01-18 | 1968-01-18 | Umrichterschaltung bestehend aus umrichtereinheiten mit gleich und wechselrichter schaltungen |
Publications (2)
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DE1638646A1 true DE1638646A1 (de) | 1971-04-01 |
DE1638646B2 DE1638646B2 (de) | 1971-11-11 |
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ID=25753986
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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CH (1) | CH492335A (de) |
DE (1) | DE1638646B2 (de) |
FR (1) | FR2000356A1 (de) |
NL (1) | NL168094C (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2159394A1 (de) * | 1971-11-30 | 1973-06-14 | Bbc Brown Boveri & Cie | Anordnung zur umformung einer wechselspannung der einen frequenz in eine wechselspannung waehlbarer frequenz |
FR2451127A1 (fr) * | 1979-03-05 | 1980-10-03 | Westinghouse Electric Corp | Systeme de recuperation de glissement pour moteur a rotor bobine |
-
1968
- 1968-01-18 DE DE19681638646 patent/DE1638646B2/de active Pending
-
1969
- 1969-01-13 CH CH34569A patent/CH492335A/de not_active IP Right Cessation
- 1969-01-13 FR FR6900376A patent/FR2000356A1/fr active Pending
- 1969-01-17 BE BE727031D patent/BE727031A/xx not_active IP Right Cessation
- 1969-01-17 NL NL6900819A patent/NL168094C/xx not_active IP Right Cessation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE2159394A1 (de) * | 1971-11-30 | 1973-06-14 | Bbc Brown Boveri & Cie | Anordnung zur umformung einer wechselspannung der einen frequenz in eine wechselspannung waehlbarer frequenz |
FR2451127A1 (fr) * | 1979-03-05 | 1980-10-03 | Westinghouse Electric Corp | Systeme de recuperation de glissement pour moteur a rotor bobine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2000356A1 (de) | 1969-09-05 |
DE1638646B2 (de) | 1971-11-11 |
NL168094C (nl) | 1982-02-16 |
CH492335A (de) | 1970-06-15 |
BE727031A (de) | 1969-07-01 |
NL6900819A (de) | 1969-07-22 |
NL168094B (nl) | 1981-09-16 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) |