DE19648948C1 - Wechselrichter mit Bremssteller - Google Patents
Wechselrichter mit BremsstellerInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Wechselrichter mit steuerbaren
Halbleiterschaltern, die in einer Brückenschaltung angeordnet
sind, welche auf einer Seite an einem Gleichspannungskreis
und auf der anderen Seite mit jedem ihrer Brückenzweige an
jeweils einer Phase einer zumindest zweiphasigen Last ange
schlossen ist, und mit einem aus Reihenschaltungen von Brems
widerständen und Bremsthyristoren aufgebauten Bremssteller,
der gezündet wird, wenn die Gleichspannung in dem Gleichspan
nungskreis einen vorgegebenen Wert übersteigt.
Ein derartiger, aus der DE 36 20 926 C1 bekannter Wechsel
richter ist auf einer Seite an einem Spannungszwischenkreis
eines Gleichspannungszwischenkreis-Umrichters und auf der
anderen Seite an einer mehrphasigen Last angeschlossen. Zum
Abbau einer überhöhten Gleichspannung dient ein sogenannter
Bremssteller. Dieser besteht im einfachsten Fall, wie bei
spielsweise aus "Elektrische Bahnen" 86 (1988) 3, S. 81-93,
bekannt, aus einem Bremswiderstand, der in Reihe mit einem
steuerbaren, abschaltbaren Leistungshalbleiter, z. B. GTO-Thyristor,
zwischen den Polen des Gleichspannungskreises
liegt; parallel zu dem Bremswiderstand liegt eine Freilauf
diode. Bei dem aus der DE 36 20 926 C1 bekannten Wechselrich
ter, der für eine hohe Zwischenkreisspannung ausgelegt ist
und dazu in jedem Brückenzweig mehrere in Reihe liegende
steuerbare Halbleiterschalter enthält, besteht der Bremsstel
ler aus einer entsprechenden Anzahl von in Reihe liegenden
und aus jeweils einem Bremswiderstand und einem abschaltbaren
Bremsthyristor bestehenden Teil-Bremsstellern, die über Ent
kopplungsdioden zu jeweils einem der Halbleiterschalter des
Brückenzweiges sowie des in der anderen Brückenhälfte liegen
den Brückenzweiges parallelgeschaltet sind.
Der Bremssteller ist z. B. bei Umrichtern nötig, bei denen
die netzseitige Zwischenkreis-Einspeisung die von der Last,
beispielsweise einem Motor, kommende Bremsenergie nicht ins
Netz zurückspeisen kann; dies ist z. B. bei einem ungesteuer
ten Netzgleichrichter der Fall. Ein Bremssteller kann auch
generell eingesetzt werden, um dynamische Spannungsüberhöhun
gen der Zwischenkreisspannung betriebsmäßig zu begrenzen, um
so die Zwischenkreiskapazität minimieren zu können.
Bei sehr hohen Wechselrichterleistungen ist der Aufwand in
der Leistungselektronik für den bekannten Bremssteller be
trächtlich, da der abschaltbare Leistungshalbleiter und die
Freilaufdiode jeweils für die volle Leistung ausgelegt werden
müssen, wobei die Schaltfrequenz des abschaltbaren Leistungs
halbleiters im Pulsbetrieb bei einigen hundert Hertz liegt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Wechsel
richter mit Bremssteller den leistungselektronischen Aufwand
zu verringern.
Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß bei
dem Wechselrichter der eingangs angegebenen Art der Brems
steller aus unmittelbar parallel zu mehreren vorgegebenen Halbleiterschaltern des
Wechselrichters angeordneten Reihenschaltungen aus je einem
Bremswiderstand und je einem Bremsthyristor besteht, der durch
eine Steuereinrichtung dann gezündet wird, wenn zusätzlich der dazu unmittelbar
parallele Halbleiterschalter gesperrt ist und die Last Energie
zurückspeist.
Bei dem erfindungsgemäßen Wechselrichter ist der Bremssteller
also in die Brückenschaltung des Wechselrichters verlagert,
wobei das Einschalten der Bremsfunktion durch die Brems
thyristoren erfolgt und das Abschalten der Bremsfunktion von
den bereits vorhandenen und mit dem betriebsmäßigen Puls
muster angesteuerten Halbleiterschaltern des Wechselrichters
übernommen wird. Die Aufwandsverringerung gegenüber dem Stand
der Technik liegt somit darin, daß als Bremsthyristor kein abschaltbarer Lei
stungshalbleiter benötigt wird.
Die vorgegebenen Halbleiterschalter, denen jeweils eine
Reihenschaltung aus dem Bremsthyristor und dem Bremswider
stand parallelgeschaltet ist, können wahlweise in einer
Brückenhälfte oder einem Brückenzweigpaar des Wechselrichters
liegen. Darüber hinaus kann aber auch allen Halbleiter
schaltern des Wechselrichters jeweils ein Bremsthyristor mit
in Reihe liegendem Bremswiderstand parallelgeschaltet werden,
um so ständig in allen Brückenzweigpaaren gleichzeitig einen
Bremsstellerbetrieb zu ermöglichen.
Der Bremswiderstand ist zweckmäßigerweise so bemessen, daß
bei einem maximalen Rückspeisestrom der Spannungsabfall über
dem Bremswiderstand nicht größer als der vorgegebene Wert der
Gleichspannung in dem Gleichspannungskreis ist. Dadurch wird
sichergestellt, daß während des Bremsstellerbetriebs bei
einem Spannungszwischenkreis die Zwischenkreisspannung nicht
steigt, sondern abgebaut wird. Bei geringeren Anforderungen
an den Bremssteller kann durch eine größere Dimensionierung
des Bremswiderstandes ein kleinerer Bremsstrom und damit ein
glatterer Verlauf der Zwischenkreisspannung erreicht werden.
Ein weiterer Abbau einer erhöhten Zwischenkreisspannung läßt
sich noch dadurch erzielen, daß der Bremsthyristor zusätzlich
auch dann gezündet wird, wenn der dazu unmittelbar parallele Halbleiter
schalter gesperrt ist, Energie in die Last eingespeist wird
und der Wert der Gleichspannung in dem Gleichspannungskreis
den vorgegebenen Betrag überschreitet. Dies setzt allerdings
voraus, daß der in demselben anderen Brückenzweigpaar in der anderen
Brückenhälfte liegende leitende Halbleiterschalter den zu
sätzlichen Strom durch den Bremswiderstand ohne Schaden auf
nehmen kann. Diese Einschränkung besteht aber in vorteil
hafter Weise darin nicht mehr, wenn in dem betreffenden
Brückenzweigpaar parallel zu dem leitenden Halbleiterschalter
ebenfalls eine Reihenschaltung aus einem Bremswiderstand und
Bremsthyristor liegt und auch dieser Bremsthyristor gezündet
wird.
Ist der Wechselrichter als Mehrpunkt-Wechselrichter ausge
bildet, der an zwei oder mehr Gleichspannungskreisen ange
schlossen ist, wobei jedes Brückenzweigpaar aus Teilschaltungen
besteht, deren Zahl der der Gleichspannungskreise entspricht
und die letzteren zugeordnet sind, so liegen die vorgegebenen
Halbleiterschalter, denen jeweils eine Reihenschaltung aus
dem Bremsthyristor und dem Bremswiderstand parallelgeschaltet
ist, in jeder Teilschaltung zumindest eines der Brückenzweigpaare
oder zumindest einer der Brückenhälften; der Bremsthyristor
wird dann gezündet, wenn der dazu unmittelbar parallele Halbleiterschal
ter gesperrt ist, die Last Energie zurückspeist und die
Gleichspannung in dem jeweils zugeordneten Gleichspannungs
kreis einen vorgegebenen Wert übersteigt.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden auf
die Figuren der Zeichnung Bezug genommen; im einzelnen zeigen
die
Fig. 1 bis 4 unterschiedliche Ausführungsbeispiele der
Erfindung bei einem Zweipunkt-Wechselrichter
und die
Fig. 5 und 6 unterschiedliche Ausführungsbeispiele der
Erfindung bei einem Dreipunkt-Wechsel
richter, dargestellt für eines seiner
Brückenzweigpaare.
Fig. 1 zeigt einen Wechselrichter, der an einer Seite an
einem Gleichspannungskreis, hier einem Spannungszwischenkreis
eines Spannungszwischenkreis-Umrichters mit einer Zwischen
kreiskapazität C und einer Zwischenkreisspannung U, und auf
der anderen Seite an einer dreiphasigen Last, hier einem
Drehstrommotor M, angeschlossen ist. Der Wechselrichter ent
hält sechs steuerbare Halbleiterschalter HL1 . . . HL6, hier
GTO-Thyristoren, die zusammen mit antiparallelen Freilauf
dioden D1 . . . D6 in einer Brückenschaltung angeordnet sind.
Wenn der Motor M im Bremsbetrieb Energie zurückspeist, muß
diese Bremsenergie in einem sogenannten Bremssteller abgebaut
werden, wenn sie nicht über den Spannungszwischenkreis abge
führt werden kann. Dies ist z. B. dann der Fall, wenn der
Spannungszwischenkreis über einen ungesteuerten Netzgleich
richter aus einem Netz gespeist wird und so eine Energie
rückspeisung in das Netz nicht möglich ist. Ohne Bremssteller
würde die zurückgespeiste Bremsenergie eine Überladung der
Zwischenkreiskapazität C und damit eine unzulässige Überhöhung
der Zwischenkreisspannung U bewirken. Darüber hinaus
lassen sich mit einem Bremssteller generell auch dynamische
Spannungsüberhöhungen der Zwischenkreisspannung U betriebs
mäßig begrenzen, so daß die Zwischenkreiskapazität C mini
miert werden kann.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel besteht der Brems
steller aus drei Bremsthyristoren T2, T4 und T6, die jeweils
in Reihe mit Bremswiderständen R2, R4 und R6 parallel zu den
Halbleiterschaltern HL2, HL4 und HL6 der unteren Brücken
hälfte geschaltet sind. Die Bremsthyristoren T2, T4 und T6
werden durch eine Steuereinrichtung St jeweils dann gezündet,
wenn der dazu parallele Halbleiterschalter HL2, HL4 bzw. HL6
gesperrt ist, der Motor M Energie zurückspeist und die Zwi
schenkreisspannung U einen vorgegebenen Wert überschreitet.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel übernimmt die Steuer
einrichtung St auch die Ansteuerung der Halbleiterschalter
HL1 . . . HL6, so daß die Informationen darüber, welche der
Halbleiterschalter HL1 . . . HL6 jeweils gesperrt sind, inner
halb der Steuereinrichtung St vorliegen. Als weitere benötig
te Informationen werden der Steuereinrichtung St ein Meßwert
der Zwischenkreisspannung U und die Richtungen +/-(I) der
Ströme in den Motorphasen zugeführt.
Zur Erläuterung der Bremssteller-Funktion wird im folgenden
beispielhaft ein momentaner Betriebszustand des Wechsel
richters betrachtet, bei dem die Halbleiterschalter HL1, HL4
und HL6 leitend und die Halbleiterschalter HL2, HL3 und HL5
gesperrt sind und der Motor M Energie zurückspeist. Dabei
fließt von dem Motor M ein positiver Strom I in das mit den
Halbleiterschaltern HL1 und HL2 bestückte Brückenzweigpaar.
Dieser Strom I würde bei nicht vorhandenem Bremssteller über
die Freilaufdiode D1 die Zwischenkreiskapazität C weiter auf
laden, so daß die Zwischenkreisspannung U weiter ansteigen
würde. Dies wird durch den Bremssteller verhindert, indem der
Bremsthyristor T2 gezündet wird, sobald die Zwischenkreis
spannung U den erwähnten vorgegebenen Wert überschreitet. Nur
für diesen Bremsthyristor T2 sind nämlich dann die bereits
erwähnten Bremsbedingungen erfüllt, daß der parallele Halb
leiterschalter HL2 gesperrt ist, daß der Motor M Energie
zurückspeist und daß die Zwischenkreisspannung U den vor
gegebenen Wert überschreitet. Der Strom I fließt jetzt über
den Bremswiderstand R2, welcher so bemessen ist, daß die an
ihm abfallende Spannung bei einem maximalen Rückspeisestrom
Imax nicht größer als der vorgegebene Wert ist, den die
Zwischenkreisspannung U nicht überschreiten soll; dadurch
wird erreicht, daß die Freilaufdiode D1 für den Strom I ge
sperrt ist. Der Strom I wird also über den Bremswiderstand R2
und den Bremsthyristor T2 an dem Spannungszwischenkreis mit
der Zwischenkreiskapazität C vorbeigeleitet und fließt je zur
Hälfte über die Freilaufdioden D4 und D6 in den Motor M zu
rück. Gleichzeitig fließt ein Entladestrom aus der Zwischen
kreiskapazität C über den leitenden Halbleiterschalter HL1,
den Bremswiderstand R2 und den Bremsthyristor T2, so daß die
Zwischenkreisspannung U verringert wird.
Sobald der Halbleiterschalter HL1 betriebsmäßig in einen
sperrenden Zustand und der Halbleiterschalter HL2 in einen
leitenden Zustand gesteuert wird, erfolgt ein Abkommutieren
des Stroms in dem Bremsthyristor T2, wobei noch während einer
kurzen Zeit der Strom aufgrund parasitärer Induktivitäten
innerhalb des Bremsstellers über die Freilaufdiode D2 ge
trieben werden kann. Der Aufbau des Bremsstellers braucht
daher nicht niederinduktiv zu sein.
Das in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel des erfindungs
gemäßen Wechselrichters unterscheidet sich von dem Ausfüh
rungsbeispiel nach Fig. 1 lediglich dadurch, daß die den
Bremssteller bildenden Bremsthyristoren T1, T3 und T5 und
Bremswiderstände R1, R2 und R5 in der oberen statt der unte
ren Brückenhälfte des Wechselrichters angeordnet sind. Im
übrigen gelten für die Bremsthyristoren T1, T3 und T5 die
gleichen Zündbedingungen, so daß die Funktionsweise des
Wechselrichters nach Fig. 2 die gleiche ist, wie sie anhand
von Fig. 1 beschrieben wurde.
Entsprechend der betriebsmäßigen Ansteuerung der Halbleiter
schalter HL1 . . . RL6 ist in jedem Brückenzweigpaar (immer einer
der beiden Halbleiterschalter leitend und der andere ge
sperrt. Die bereits erwähnte Zündbedingung für den Brems
thyristor wird daher für jeden Betriebszustand des Wechsel
richters auch von dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungs
beispiel des erfindungsgemäßen Wechselrichters erfüllt, bei
dem der Bremssteller in einem einzigen Brückenzweigpaar angeord
net ist, wobei den beiden Halbleiterschaltern, hier HL1 und
HL2, in beiden Brückenhälften jeweils eine Reihenschaltung
aus einem Bremsthyristor T1, T2 und einem Bremswiderstand R1,
R2 parallelgeschaltet ist. Zur Erläuterung der Bremssteller-
Funktion wird beispielhaft ein momentaner Betriebszustand des
Wechselrichters betrachtet, bei dem die Halbleiterschalter
HL2, HL4 und HL5 leitend und die Halbleiterschalter HL1, HL3
und HL6 gesperrt sind und der Motor M Energie zurückspeist.
Dabei fließt von dem Motor M ein positiver Strom I in das mit
den Halbleiterschaltern HL5 und HL6 bestückte Brückenzweigpaar.
Um zu verhindern, daß die Zwischenkreiskapazität C durch den
Strom I überladen wird, wird der zu dem gesperrten Halb
leiterschalter HL1 parallelliegende Bremsthyristor T1 ge
zündet, sobald die Zwischenkreisspannung U einen vorgegebenen
Wert überschreitet. Der Strom I wird dann über den Brems
widerstand R1 und den Bremsthyristor T1 an dem Spannungs
zwischenkreis mit der Zwischenkreiskapazität C vorbeigeleitet
und fließt je zur Hälfte direkt bzw. über den leitenden Halb
leiterschalter HL2 und die Freilaufdiode D4 in den Motor M
zurück. Voraussetzung hierfür ist wiederum, daß der Brems
widerstand R1 so bemessen ist, daß die an ihm abfallende
Spannung den für die Zwischenkreisspannung U vorgegebenen
Wert nicht überschreitet. Zusätzlich fließt ein Entladestrom
aus der Zwischenkreiskapazität C über den Bremswiderstand R1,
den Bremsthyristor T1 und den leitenden Halbleiterschalter
HL2, so daß die Zwischenkreisspannung U verringert wird.
Sobald der Halbleiterschalter HL2 betriebsmäßig in einen
sperrenden Zustand und der Halbleiterschalter HL1 in einen
leitenden Zustand gesteuert wird, erfolgt ein Abkommutieren
des Stroms in den Bremsthyristor T1.
Bei dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel des erfin
dungsgemäßen Wechselrichters ist jedem der steuerbaren Halb
leiterschalter HL1 . . . HL6 jeweils eine Reihenschaltung aus
einem Bremsthyristor T1 . . . T6 und einem Bremswiderstand R1 . . .
R6 parallelgeschaltet. Hierdurch wird erreicht, daß
ständig in allen Brückenzweigpaaren gleichzeitig die Möglichkeit
zum Bremssteller-Betrieb besteht. Wie bei den vorstehend be
schriebenen Beispielen werden auch hier die Bremsthyristoren
T1 . . . T6 dann gezündet, wenn der dazu parallele Halbleiter
schalter gesperrt ist, der Motor Energie zurückspeist und die
Zwischenkreisspannung U einen vorgegebenen Wert übersteigt.
Bei allen beschriebenen Beispielen läßt sich eine erhöhte
Zwischenkreisspannung U zusätzlich noch dadurch abbauen, daß
der Bremsthyristor zusätzlich auch dann gezündet wird, wenn
Energie in den Motor M eingespeist wird und im übrigen der zu
dem betreffenden Bremsthyristor parallele Halbleiterschalter
gesperrt ist und der Wert der Zwischenkreisspannung den vor
gegebenen Betrag überschreitet. Ein Beispiel hierfür zeigt
Fig. 1, wobei für den Strom I die in Klammern gesetzten
Zählpfeile gelten. Diese Möglichkeit eines zusätzlichen Ab
baus einer erhöhten Zwischenkreisspannung U setzt allerdings
voraus, daß der in demselben anderen Brückenzweigpaar in der anderen
Brückenhälfte liegende leitende Halbleiterschalter - bei dem
Beispiel nach Fig. 1 der Halbleiterschalter HL1 - den zu
sätzlichen Strom durch den Bremswiderstand R2 ohne Schaden
aufnehmen kann.
Während die Fig. 1 bis 4 Zweipunkt-Wechselrichter zeigen,
ist in den Fig. 5 und 6 jeweils ein Brückenzweigpaar eines
Dreipunkt-Wechselrichters dargestellt. Wie Fig. 5 zeigt, ist
der Dreipunkt-Wechselrichter an zwei Gleichspannungskreisen,
hier einem Spannungszwischenkreis mit zwei Zwischenkreis
kapazitäten C1 und C2 und zwei Zwischenkreisspannungen U1 und
U2 sowie einer Mittenanzapfung, angeschlossen. Entsprechend
der Anzahl der Gleichspannungskreise besteht jedes Brücken
zweigpaar des Dreipunkt-Wechselrichters aus zwei Teilschaltungen,
von denen die dem Gleichspannungskreis mit der Gleichspannung
U1 zugeordnete Teilschaltung zwei in Reihe liegende Steuer
bare Halbleiterschalter HL11 und HL12 mit dazu antiparallelen
Freilaufdioden D11 und D12 und die dem Gleichspannungskreis
mit der Gleichspannung U2 zugeordnete Teilschaltung ebenfalls
zwei in Reihe liegende steuerbare Halbleiterschalter HL21 und
HL22 mit dazu antiparallelen Freilaufdioden D21 und D22 auf
weisen. Der Mittenabgriff zwischen den beiden Gleichspannun
gen U1 und U2 ist über Entkopplungsdioden D10 und D20 mit den
Anschlüssen zwischen den beiden Halbleiterschaltern HL11 und
HL12 bzw. HL21 und HL22 jeder Teilschaltung verbunden. In
jeder Teilschaltung des Brückenzweigpaares ist einem der Halb
leiterschalter, hier den Halbleiterschaltern HL12 und HL21,
jeweils ein Bremsthyristor T12 bzw. T21 in Reihe mit einem
Bremswiderstand R12 bzw. R21 parallelgeschaltet.
Die Zündung und Löschung der Bremsthyristoren T12 und T21
erfolgt völlig analog zu den vorstehend beschriebenen Bei
spielen. Wie die untenstehende Tabelle zeigt, ist bei dem
Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 im Falle einer Überspannung
an U1 nur dann ein Bremssteller-Betrieb möglich, wenn der
zugehörige Phasenstrom I negativ ist; in diesem Fall wird
durch Zünden des Bremsthyristors T21 die Überspannung an U1
abgebaut. Wenn der Phasenstrom I positiv ist, existiert
jedoch immer ein anderes Brückenzweigpaar des Wechselrichters,
bei dem der zugehörige Phasenstrom negativ ist und in dem
somit ein Bremssteller-Betrieb möglich ist. Entsprechendes
gilt für eine Überspannung an U2 und positivem Ausgangs
strom I.
Das Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Wechselrichters
nach Fig. 6 unterscheidet sich von dem nach Fig. 5 dadurch,
daß auch den steuerbaren Halbleiterschaltern HL11 und HL22
jeweils eine Reihenschaltung aus einem Bremsthyristor T11
bzw. T22 und einem Bremswiderstand R11 bzw. R22 parallel
geschaltet ist. Wie die folgende Tabelle zeigt, wird hier
durch erreicht, daß ständig in allen Brückenzweigpaaren des
Wechselrichters gleichzeitig die Möglichkeit zum Brems
steller-Betrieb besteht.
Wie auch schon bei den Ausführungsbeispielen nach den
Fig. 1 bis 4 läßt sich eine erhöhte Gleichspannung U1 bzw. U2
zusätzlich noch dadurch abbauen, daß der Bremsthyristor auch
dann gezündet wird, wenn Energie in die Last am Ausgang des
Wechselrichters eingespeist wird und im übrigen der zu dem
betreffenden Bremsthyristor parallele Halbleiterschalter
gesperrt ist und der Wert der Gleichspannung U1 bzw. U2 den
jeweils vorgegebenen Betrag überschreitet. Wenn also bei dem
Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 die äußeren Halbleiter
schalter HL11 und HL22 zusätzlich zu dem vorhandenen Phasen
strom I noch den Bremsstrom vertragen, so kann der Brems
thyristor T12 auch bei negativem Phasenstrom I und einge
schaltetem Halbleiterschalter HL22 gezündet werden, um die
Spannung U2 zu verringern (Zeile 6 der Tabelle), bzw. der
Bremsthyristor 21 bei positivem Phasenstrom I und eingeschal
tetem Halbleiterschalter HL11 gezündet werden, um die Span
nung U1 zu verringern (Zeile 1 der Tabelle).
Claims (6)
1. Wechselrichter mit steuerbaren Halbleiterschaltern (HL1 . . .
HL6; HL11 . . . HL22), die in einer Brückenschaltung ange
ordnet sind, welche auf einer Seite an einem Gleichspannungs
kreis und auf der anderen Seite mit jedem ihrer Brückenzweige
an jeweils einer Phase einer zumindest zweiphasigen Last (M)
angeschlossen ist, und mit einem aus Reihenschaltungen von
Bremswiderständen (R1 . . . R6; R11 . . . R22) und Bremsthyri
storen (T1 . . . T6; T11 . . . T22) aufgebauten Bremssteller,
der gezündet wird, wenn die Gleichspannung (U; U1, U2) in dem
Gleichspannungskreis einen vorgegebenen Wert übersteigt,
dadurch gekennzeichnet, daß der Bremssteller aus un
mittelbar parallel zu mehreren vorgegebenen Halbleiterschal
tern (HL1 . . . HL6; HL11 . . . HL22) des Wechselrichters ange
ordneten Reihenschaltungen aus je einem Bremswiderstand (R1 . . .
R6; R11 . . . R22) und je einem Bremsthyristor (T1 . . . T6;
T11 . . . T22) besteht, der durch eine Steuereinrichtung (St)
dann gezündet wird, wenn zusätzlich der dazu unmittelbar
parallele Halbleiterschalter (HL1 . . . HL6; HL11 . . . HL22) ge
sperrt ist und die Last (M) Energie zurückspeist.
2. Wechselrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die vorgegebenen Halbleiterschalter (HL2, HL4,
HL6) in einer Brückenhälfte des Wechselrichters liegen
(Fig. 1).
3. Wechselrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die vorgegebenen Halbleiterschalter (HL1, HL2) in
einem Brückenzweigpaar liegen (Fig. 3).
4. Wechselrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die vorgegebenen Halbleiterschalter (HL1 . . . HL6)
alle Halbleiterschalter des Wechselrichters sind (Fig. 4).
5. Wechselrichter nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsthyristor (T1 . . .
T6; T12 . . . T22) zusätzlich auch dann gezündet wird, wenn der
dazu unmittelbar parallele Halbleiterschalter (HL1 . . . HL6;
HL11 . . . HL22) gesperrt ist, Energie in die Last eingespeist
wird und der Wert der Gleichspannung (U; U1, U2) in dem
Gleichspannungskreis den vorgegebenen Betrag überschreitet.
6. Wechselrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der Wechselrichter als Mehrpunkt-Wechselrichter
ausgebildet ist, der an zwei oder mehr Gleichspannungskreisen
angeschlossen ist, wobei jedes Brückenzweigpaar aus Teil
schaltungen besteht, deren Zahl der der Gleichspannungskreise
entspricht und die letzteren zugeordnet sind, daß die vorge
gebenen Halbleiterschalter (HL11, HL12; HL21, HL22) in jeder
Teilschaltung zumindest eines der Brückenzweigpaare oder zu
mindest einer der Brückenhälften liegen und daß der Bremsthy
ristor (T12, T21) dann gezündet wird, wenn der dazu unmittel
bar parallele Halbleiterschalter (HL12, HL21) gesperrt ist,
die Last Energie zurückspeist und die Gleichspannung (U1, U2)
in dem jeweils zugeordneten Gleichspannungskreis einen vorge
gebenen Wert übersteigt (Fig. 5).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19648948A DE19648948C1 (de) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | Wechselrichter mit Bremssteller |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19648948A DE19648948C1 (de) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | Wechselrichter mit Bremssteller |
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DE (1) | DE19648948C1 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000047438A1 (de) * | 1999-02-11 | 2000-08-17 | Daimlerchrysler Ag | Vorrichtung und verfahren zur ansteuerung eines pulswechselrichters zur ansteuerung einer elektrischen maschine |
DE102008045247A1 (de) * | 2008-09-01 | 2010-03-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Umrichter mit verteilten Bremswiderständen |
DE102011087151A1 (de) | 2011-11-25 | 2013-05-29 | Ge Energy Power Conversion Gmbh | Mehrpunkt-Stromrichter mit Bremschopper |
DE102011087153A1 (de) | 2011-11-25 | 2013-05-29 | Converteam Gmbh | Mehrpunkt-Stromrichter mit Bremschopper |
DE102012206409A1 (de) * | 2012-04-18 | 2013-10-24 | Ge Energy Power Conversion Gmbh | Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Schaltung |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3620926C1 (de) * | 1986-06-23 | 1987-12-03 | Siemens Ag | Verfahren zum verlustarmen Betrieb einer Symmetrier- und Bremsstellervorrichtung fuer Umrichter mit hoher Zwischenkreisspannung |
-
1996
- 1996-11-26 DE DE19648948A patent/DE19648948C1/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3620926C1 (de) * | 1986-06-23 | 1987-12-03 | Siemens Ag | Verfahren zum verlustarmen Betrieb einer Symmetrier- und Bremsstellervorrichtung fuer Umrichter mit hoher Zwischenkreisspannung |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Elektrische Bahnen, 86, (1988), H 3, S. 81-93 * |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000047438A1 (de) * | 1999-02-11 | 2000-08-17 | Daimlerchrysler Ag | Vorrichtung und verfahren zur ansteuerung eines pulswechselrichters zur ansteuerung einer elektrischen maschine |
DE102008045247A1 (de) * | 2008-09-01 | 2010-03-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Umrichter mit verteilten Bremswiderständen |
WO2010023127A3 (de) * | 2008-09-01 | 2010-08-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Umrichter mit verteilten bremswiderständen |
US8610384B2 (en) | 2008-09-01 | 2013-12-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Converter with distributed brake resistances |
CN102132484B (zh) * | 2008-09-01 | 2015-03-18 | 西门子公司 | 具有分布式制动电阻的变换器 |
DE102011087151A1 (de) | 2011-11-25 | 2013-05-29 | Ge Energy Power Conversion Gmbh | Mehrpunkt-Stromrichter mit Bremschopper |
DE102011087153A1 (de) | 2011-11-25 | 2013-05-29 | Converteam Gmbh | Mehrpunkt-Stromrichter mit Bremschopper |
EP2596980A2 (de) | 2011-11-25 | 2013-05-29 | GE Energy Power Conversion GmbH | Mehrpunkt-Stromrichter mit Bremschopper |
DE102012206409A1 (de) * | 2012-04-18 | 2013-10-24 | Ge Energy Power Conversion Gmbh | Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Schaltung |
US9276499B2 (en) | 2012-04-18 | 2016-03-01 | Ge Energy Power Conversion Gmbh | Procedures for the operation of an electrical circuit |
EP2654190A3 (de) * | 2012-04-18 | 2017-11-15 | GE Energy Power Conversion GmbH | Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Schaltung |
EP2654190B1 (de) | 2012-04-18 | 2022-11-16 | GE Energy Power Conversion GmbH | Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Schaltung |
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