DE19804015A1 - Gleichrichterschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gleichrichterschaltung, insbesondere eine Anordnung zur Aufladung eines Kondensators in einem Gleichstromzwischenkreis, wie er in Spannungsumrichtern mit Halbleitern verwendet wird.

Spannungsumrichter formen aus der eingangsseitigen Versorgungsspannung konstanter Frequenz eine andere Spannung mit einer anderen Frequenz, wobei diese ausgangseitigen Größen im allgemeinen variabel sein können.

Ein solcher Spannungsumrichter besteht im wesentlichen aus einem Gleichrichter auf der Eingangsseite, einem Zwischenkreis und einem Wechselrichter auf der Ausgangsseite sowie der entsprechenden Ansteuerelektronik. Der Zwischenkreis bei einem Spannungsumrichter ist mit einem Speicher in Form eines Kondensators ausgebaut, dessen Kapazität je nach Leistung des Umrichters beträchtliche Werte annehmen kann. Wird die Versorgungsspannung an den Umrichter angelegt, so muß der Kondensator im Zwischenkreis aufgeladen werden. Dies verursacht einen relativ hohen Einschaltstrom, falls nicht durch eine sanfte Aufladung des Zwischenkreiskondensators dafür Sorge getragen wird, daß dieser Einschaltstrom in seiner Höhe begrenzt wird.

Hierzu sind mannigfaltige Schaltungen bekannt. Beispielsweise kann ein Ohmscher Widerstand oder eine Induktivität im Zwischenkreis eine Strombegrenzung herbeiführen. Diese Bauteile sind relativ groß und teuer. Außerdem entstehen unter Umständen Leistungsverluste, die zur unnötigen Erwärmung einer Apparatur führen können.

Fig. 4 zeigt eine bekannte Gleichrichterschaltung, bestehend aus Halbleiterventilen 7 bis 12 und einem Kondensator 13 in einem Gleichstromkreis. Beim Anlegen einer Spannung über Kontakte 4, 5 und 6 eines Hauptschalters fließt ein hoher Einschaltstrom, der nur durch den Innenwiderstand der Spannungsquelle begrenzt wird. Dieser Einschaltstrom kann sehr hohe Werte annehmen, die bis zum Durchbrennen von Sicherungen 1 bis 3 führen können. Das zugehörige Strom-Zeit-Diagramm 14 in Fig. 4 zeigt den Verlauf des Ladestromes, der von einem hohen Einschaltstrom erst nach einer gewissen Zeitspanne auf einen vertretbaren Wert abgeklungen ist.

Fig. 5 zeigt eine bekannte Gleichrichterschaltung der in Fig. 4 gezeigten Art, bei der zusätzlich ein Ladewiderstand 15 in den Gleichstromkreis eingefügt ist. Der Ladestrom wird dadurch begrenzt. Nach erfolgter Aufladung wird ein Schalter 16 geschlossen. Der Zwischenkreis liegt dann an der vollen Spannung und der gesamte Strom steht dem ausgangsseitigen Wechselrichter zur Verfügung. Im zugehörigen Strom-Zeit-Diagramm zeigt der flache Verlauf der Kurve 17 den verminderten Einschaltstrom. Nachteil dieser Schaltung ist, daß sich der Widerstand 15 mehr oder weniger erwärmt, je nachdem wie groß die Zwischenkreiskapazität ist und wie häufig das Einschalten vorgenommen wird.

Bekannt sind auch Gleichrichterschaltungen mit einer Induktivität anstelle des Widerstandes 15. Hierbei kann auf die Überbrückung mittels eines Schalters verzichtet werden. Derartige Induktivitäten sind aber teuer.

Fig. 6 zeigt eine bekannte Gleichrichterschaltung, bei welcher strombegrenzende Ladewiderstände in den Stromkreis zwischen Versorgungsspannung und Gleichrichter gelegt sind. Bei einem Drehstromnetz mit 3 Phasen sind für die Strombegrenzung drei Widerständen 21, 22 und 23 vorgesehen. Hier erfolgt ebenfalls eine sanfte Aufladung des Kondensators 13, wie im zugehörigen Diagramm durch den Verlauf einer Kurve 26 dargestellt ist. Soll dem Zwischenkreis der volle Strom entnommen werden, so sind simultan zum Einschalten der Last 25 mit dem Schalter 24 auch die Schalter 18, 19 und 20 zu schließen. Anstelle der Widerstände können auch Induktivitäten verwendet werden, und es ist von der Anwendung abhängig, ob diese Induktivitäten überbrückt werden müssen oder nicht.

Die Widerstände haben Leistungsverluste und entsprechende Erwärmung zur Folge. Induktivitäten sind, wie bereits erwähnt, teuer.

Fig. 7 zeigt eine bekannte Gleichrichterschaltung, die aus nicht steuerbaren Halbleiterventilen 10, 11 und 12 und aus steuerbaren Halbleiterventilen 40, 41 und 42 besteht. Durch die elektronische Stelleinrichtung 43 werden die Halbleiterventile 40, 41 und 42 so aufgesteuert, daß der Ladestrom für den Kondensator 13 in den vorgesehenen Grenzen gehalten wird. Diese Methode erfordert einen Mehraufwand an elektronischen Bauteilen und ist demzufolge relativ teuer.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Nachteile, insbesondere der genannten Art, der bekannten Gleichrichterschaltungen zu vermeiden. Eine Lösung dieser Aufgabe ist in Anspruch 1 angegeben und kann den Unteransprüchen gemäß ausgebildet werden.

Bei der erfindungsgemäßen Gleichrichterschaltung wird der gleichspannungsseitige Kondensator während einer Aufladungsphase oder Ladezeit, beispielsweise beginnend mit dem Einschalten einer Versorgungsspannung, über die wechselstromseitige Vorkapazität, insbesondere in Form eines Serienkondensators, aufgeladen. Die Vorkapazität ist so dimensioniert, daß sie bei der Frequenz der Versorgungsspannung einen relativ hohen Wechselstromwiderstand bildet. Verwendet man bei einer Frequenz der Versorgungsspannung von 50 Hz einen Serienkondensator, der eine Vorkapazität von 1 µF bildet, ergibt sich durch diesen Serienkondensator ein Wechselstromwiderstand von 3,16 KΩ. Die von einer solchen Gleichrichterschaltung üblicherweise gespeiste Last, beispielsweise in Form eines Wechselrichters, ist im allgemeinen recht niederohmig, bildet beispielsweise einen Lastwiderstand von 30Ω. Die Vorkapazität bewirkt daher eine starke Strombegrenzung. Im wesentlichen nach Ablauf der Ladezeit, die benötigt wird, um den entladenen gleichspannungsseitigen Kondensator ausreichend aufzuladen, wird die Vorkapazität mittels einer steuerbaren Überbrückungseinrichtung überbrückt, so daß sie elektrisch nicht mehr wirksam ist und keine Strombegrenzung mehr bewirken kann. Der Ladekondensator und die Last erhalten dann den vollen Betriebsstrom.

Die Überbrückungseinrichtung kann durch einen der Vorkapazität parallel geschalteten Schalter gebildet werden oder durch eine gesteuerte zweite Gleichrichtereinrichtung. Nach Ablauf der Ladezeit wird die Vorkapazität im ersteren Fall kurzgeschlossen. Im letzteren Fall ist der strombegrenzten Gleichrichtereinrichtung eine nicht-strombegrenzte steuerbare zweite Gleichrichtereinrichtung parallelgeschaltet, die während der Ladezeit in einen deaktivierten Zustand und nach der Ladezeit in einen aktivierten Zustand gesteuert wird. Die strombegrenzte erste Gleichrichterschaltung kann entweder sowohl während als auch nach der Ladezeit in Betrieb gehalten werden oder kann bei aktivierter zweiter Gleichrichtereinrichtung ausgeschaltet sein.

Der die Vorkapazität überbrückende Überbrückungsschalter bzw. eine die zweite Gleichrichtereinrichtung aktivierende Steuereinrichtung können mit einem Lastschalter zum Ein- und Ausschalten der gleichspannungsseitigen Last der Gleichrichterschaltung derart gekoppelt sein, daß die Überbrückung der Vorkapazität bzw. die Aktivierung der zweiten Gleichrichtereinrichtung gleichzeitig mit dem Einschalten der Last geschieht, während bei geöffnetem Lastschalter auch der Überbrückungsschalter geöffnet bzw. die zweite Gleichrichtereinrichtung deaktiviert ist.

Ist in üblicher Weise auf der Wechselstromseite der Gleichrichterschaltung ein Hauptschalter zum Einschalten der Versorgungsspannung vorgesehen, kann eine Schaltungsvorrichtung vorgesehen werden, aufgrund welcher der Lastschalter erst nach einer Verzögerungszeit, die mindestens so groß wie die Ladezeit ist, in einen die Last einschaltenden Zustand gebracht werden kann. Bei Kopplung des Überbrückungsschalters bzw. der Aktivierungssteuerung der zweiten Gleichrichtereinrichtung mit dem Lastschalter kann auf diese Weise sichergestellt werden, daß die Strombegrenzung erst dann beendet wird, wenn der gleichspannungsseitige Kondensator ausreichend aufgeladen ist.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei welcher die Ladespannung des gleichspannungsseitigen Kondensators gemessen und die Umschaltung des Überbrückungsschalters bzw. die Aktivierungs- /Deaktivierungssteuerung der zweiten Gleichrichtereinrichtung in Abhängigkeit von der gemessenen Ladespannung gesteuert wird. Damit kann automatisch sichergestellt werden, daß die Strombegrenzung beendet wird, wenn eine vorbestimmte Ladespannung über dem Gleichspannungsseitigen Kondensator erreicht ist.

Mit dieser Meßvorrichtung kann auch Kurzschlußfestigkeit erzielt werden. Wenn bei einem Kurzschluß des gleichspannungsseitigen Kondensators selbst oder der ihm parallel geschalteten Gleichrichtereinrichtung die Ladespannung unter denjenigen Wert abfällt, bei welchem die Strombegrenzung beendet worden ist, wird durch Öffnen des Überbrückungsschalters bzw. Deaktivieren der zweiten Gleichrichtereinrichtung die Strombegrenzung der Vorkapazität wieder wirksam.

Die erfindungsgemäße Gleichrichterschaltung kommt mit wenig und relativ preiswerten Bauelementen für die Strombegrenzung aus und ist nicht mit dem Problem relativ hoher Verlustleistungen in Folge von stromreduzierenden Vorwiderständen behaftet.

Für eine Mehrphasen-Gleichrichterschaltung, beispielsweise eine Dreiphasen-Gleichrichterschaltung, werden entsprechend viele Vorkapazitäten und Gleichrichtereinrichtungen verwendet.

Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Gleichrichterschaltung für eine Umrichterschaltung, bei welcher der gleichspannungsseitige Kondensator als Zwischenkreiskondensator dient und die Last einen Wechselrichter aufweist.

Die Erfindung sowie weitere Aufgabenaspekte und Vorteile der Erfindung werden nun anhand von Ausführungsformen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gleichrichterschaltung mit Überbrückungsschaltern;

Fig. 2 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gleichrichterschaltung mit einer steuerbaren zweiten Gleichrichtereinrichtung;

Fig. 3 eine Ausführungsform der in Fig. 2 gezeigten Art mit einer Meßeinrichtung;

Fig. 4 eine bekannte Gleichrichterschaltung erster Art;

Fig. 5 eine bekannte Gleichrichterschaltung zweiter Art;

Fig. 6 eine bekannte Gleichrichterschaltung dritter Art; und

Fig. 7 eine bekannte Gleichrichterschaltung vierter Art.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gleichrichterschaltung für Dreiphasenbetrieb. Demgemäß sind drei Versorgungsleitungen L1-L3 mit je einer Schmelzsicherung 1-3 vorgesehen, über welche die drei Phasen einer Dreiphasenwechselspannung bestimmter Frequenz zugeführt werden. Über Kontakte 4-6 eines Hauptschalters gelangen die drei Spannungen auf Vorkondensatoren 21-23, die je mittels eines Überbrückungsschalters 18-20 überbrückbar sind. Die Vorkondensatoren 21-23 befinden sich auf der Wechselstromseite einer Gleichrichteranordnung mit einer Parallelschaltung von drei Gleichrichtereinrichtungen in Form von Serienschaltungen aus je zwei Halbleiterdioden oder Halbleiterventilen 7, 10 bzw. 8, 11 bzw. 9, 12. Schaltungsmittenknoten dieser drei je einen Gleichrichterzweig bildenden Serienschaltungen sind mit je einem der drei Vorkondensatoren 21-23 verbunden. Parallel zu diesen drei Serienschaltungen ist ein gleichspannungsseitiger Kondensator 13 angeordnet, dem wiederum eine Reihenschaltung aus einer Last 25 und einem Lastschalter 24 parallelgeschaltet ist.

Die in Fig. 1 gezeigte Gleichrichterschaltung ist insbesondere als Zwischenkreis für einen Spannungsumrichter gedacht, wobei der Kondensator 13 einen Zwischenkreiskondensator bildet und die Last 25 einen Wechselrichter repräsentiert.

Die in Fig. 1 gezeigte Gleichrichterschaltung arbeitet folgendermaßen:
Im vollständigen Aus-Zustand dieser Gleichrichterschaltung sind die Kontakte 4-6 des Hauptschalters, die Überbrückungsschalter 18-20 und der Lastschalter 24 in einer nicht-leitenden Offenstellung. Auf ein Schließen der Kontakte 4-6 des Hauptschalters hin fließt zunächst über die Kondensatoren 21-23 und die drei Gleichrichterzweige 7, 10 bzw. 8, 11 bzw. 9, 12 zum Kondensator 13 ein Ladestrom geringer Stärke, und zwar in Folge der Wirksamkeit der Vorkondensatoren 21-23. Nach erfolgter Aufladung des Kondensators 13 werden die Überbrückungsschalter 18-20 leitend geschaltet und die Vorkondensatoren 21-23 somit unwirksam gemacht. Daher steht nun für die Last 25 der volle vorgesehene Strom zur Verfügung.

Bevorzugtermaßen sind die Überbrückungsschalter 18-20 mit dem Lastschalter 24 derart gekoppelt, daß beim Einschalten der Last 25 mittels des Lastschalters 24 die Überbrückungsschalter 18-20 geschlossen und die Vorkondensatoren 21-23 überbrückt werden. Wird die Last vorübergehend wieder ausgeschaltet (bei weiterhin eingeschaltetem Hauptschalter), wird aufgrund der Kopplung der Überbrückungsschalter 18-20 mit dem Lastschalter 24 auch die Überbrückung der Vorkondensatoren 21-23 wieder aufgehoben, so daß während einer solchen Lastabschaltung nur ein kleiner Strom zur Erhaltung der Ladung des Kondensators 13 fließt. Aufgrund dieser Strombegrenzung während der Lastabschaltung ist diese Gleichrichterschaltung kurzschlußfest, solange die Last abgeschaltet ist.

Wie das zu Fig. 1 gehörige Strom-Zeit-Diagramm 27 im Vergleich zu dem zur Fig. 4 gehörenden Strom-Zeit-Diagramm 14 zeigt, ist bei der Gleichrichterschaltung nach Fig. 1 der Anfangsladestrom für den Kondensator 13 vergleichweise niedrig.

Eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gleichrichterschaltung, bei welcher eine Überbrückungseinrichtung in Form einer zweiten steuerbaren Gleichrichteranordnung mit drei Gleichrichterzweigen vorgesehen ist, zeigt Fig. 2. Diese stimmt mit der in Fig. 1 gezeigten Gleichrichterschaltung überein, mit den zwei Ausnahmen, daß keine Überbrückungsschalter für die Vorkondensatoren 28-30 vorgesehen sind und daß zur ersten Gleichrichteranordnung mit nicht-steuerbaren Halbleiterventilen 7-12 die zweite Gleichrichteranordnung mit steuerbaren Halbleiterventilen 31-33 und nicht steuerbaren Halbleiterventilen 34-36 sowie Vorwiderständen 47-49 in den Steuerkreisen der steuerbaren Halbleiterventile 31-33 und eine mittels eines Schalters 45 schaltbare Gleichspannungsquelle 46 vorgesehen sind. Die zweite Gleichrichteranordnung mit den Halbleiterventilen 31-36 weist den gleichen Aufbau auf wie die bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 näher beschriebene erste Gleichrichteranordnung mit den Halbleiterventilen 7-12. Abweichend von der ersten Gleichrichteranordnung besteht bei der zweiten Gleichrichteranordnung jeder Gleichrichterzweig aus einer Reihenschaltung mit einem steuerbaren Halbleiterventil, beispielsweise 31, und einem nicht-steuerbaren Halbleiterventil, beispielsweise 34. Die Verbindungspunkte zwischen den beiden Halbleiterventilen eines jeden Gleichrichterzweiges der zweiten Gleichrichteranordnung sind je mit einem Verbindungspunkt zwischen einem der Kontakte 4-6 des Hauptschalters und einem je zugehörigen der Vorkondensatoren 28-30 verbunden. Steuerelektroden der steuerbaren Halbleiterventile 31-33 sind über die Widerstände 47-49 und den Schalter 45 mit der Gleichspannungsquelle 46 verbunden.

Vorzugsweise sind die beiden Schalter 24 und 45 derart miteinander gekoppelt, daß der Schalter 45 gleichlaufend mit dem Lastschalter 24 leitend bzw. nichtleitend geschaltet wird.

Die in Fig. 2 gezeigte Gleichrichterschaltung arbeitet folgendermaßen:
Beim Schließen der Kontakte 4-6 des Hauptschalters wird der Kondensator 13 über die Vorkondensatoren 28-30 zunächst mit geringem Ladestrom aufgeladen. Beim Zuschalten der Last 25 nach Beendigung der Ladezeit des Kondensators 13 werden die steuerbaren Halbleiterventile 31-33 durch das Schließen des Schalters 45 aufgesteuert, wodurch die zweite Gleichrichteranordnung aktiviert wird. Als Folge davon kann der volle Strom durch die Last 25 fließen. Die beiden Gleichrichteranordnungen arbeiten parallel, wobei wegen der strombegrenzenden Vorkondensatoren 28-30 der ersten Gleichrichteranordnung der größte Teil des vollen Laststroms über die nicht-strombegrenzte zweite Gleichrichteranordnung geliefert wird.

Wird die Last danach durch Öffnen des Lastschalters 24 abgeschaltet (bei weiterhin leitend geschalteten Kontakten 4-5 des Hauptschalters), wird wegen der Kopplung der Schalter 24 und 45 die zweite Gleichrichteranordnung durch Sperren der steuerbaren Halbleiterventile 31-33 deaktiviert und nur über die strombegrenzte erste Gleichrichteranordnung ein geringer Strom geliefert, der zur Aufrechterhaltung des Ladungszustandes des Kondensators 13 ausreicht.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform arbeiten bei aktivierter zweiter Gleichrichteranordnung beide Gleichrichteranordnungen parallel. Es besteht aber auch die Möglichkeit, bei aktivierter zweiter Gleichrichteranordnung die erste Gleichrichteranordnung zu deaktivieren oder auszuschalten. Dies könnte beispielsweise dadurch realisiert werden, daß die Halbleiterventile 7-9 der ersten Gleichrichteranordnung als steuerbare Halbleiterventile ausgebildet sind und mit der Gleichspannungsquelle 46 über einen weiteren Schalter verbunden sind, der gegenläufig zum Schalter 45 steuerbar ist, derart, daß dieser weitere Schalter leitend geschaltet ist, wenn der Schalter 45 nicht-leitend geschaltet ist, und umgekehrt.

Eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gleichrichterschaltung ist in Fig. 3 gezeigt. Diese stimmt hinsichtlich Aufbau und Funktion mit der in Fig. 2 gezeigten Gleichrichterschaltung überein, mit der Ausnahme, daß dem Kondensator 13 eine Meßeinrichtung 38 zugeordnet ist, mittels welcher die Ladespannung des Kondensators 13 meßbar ist. Mit einem Meßsignal der Meßeinrichtung 38 wird eine Schaltereinrichtung 39 angesteuert, die bei der Darstellung in Fig. 3 als Relais ausgebildet ist. Mit Hilfe der Meßeinrichtung 38 und des Relais 39 kann ein Schaltvorgang ausgelöst werden, sobald die Ladespannung des Kondensators 13 einen vorbestimmten Spannungswert überschreitet oder unterschreitet. Insbesondere kann der Schalter 45 im Steuerkreis der steuerbaren Halbleiterventile 31-33 durch ein Kontaktpaar des Relais 39 gebildet sein, wobei dieses Kontaktpaar leitend geschaltet werden kann, wenn die Meßeinrichtung 38 feststellt, daß die Ladespannung des Kondensators 13 den vorbestimmten Spannungswert überschritten hat. Mit dieser Schaltungsanordnung wird somit am Ende der Aufladephase des Kondensators 13 automatisch vom strombegrenzten Ladebetrieb in den nicht-strombegrenzten Vollbetrieb der Gleichrichterschaltung umgeschaltet.

Bei dieser Ausführungsform kann die Kopplung zwischen den Schaltern 24 und 45 unterbleiben, damit man die Last 25 unabhängig vom Ladezustand des Kondensators 13 schalten kann. Es besteht aber auch die Möglichkeit, zu dem Lastschalter 24 einen (nicht dargestellten) zweiten Lastschalter in Reihe zu schalten, der mit dem Schalter 45 gekoppelt ist oder durch ein zweites Kontaktpaar des Relais 39 gebildet ist. Dieser zweite Lastschalter wird unter Steuerung des Meßsignals der Meßeinrichtung 38 erst dann in den leitenden Zustand geschaltet, wenn der Kondensator 13 genügend aufgeladen ist. Damit wird erreicht, daß auch dann, wenn der erste Lastschalter 24 bereits leitend geschaltet ist, wenn der Hauptschalter eingeschaltet wird, nicht sofort der volle Betriebsstrom fließt sondern automatisch eine strombegrenzte Ladephase für den Kondensator 13 vorausgehen muß. Wenn nach dem Ladevorgang der zweite Lastschalter mit Hilfe der Meßeinrichtung 38 leitend geschaltet ist, kann die Last 25 über den Lastschalter 24 beliebig ein- und ausgeschaltet werden. Für den Fall, daß bei Lastabschaltung der Kondensator 13 nur mit einem zur Ladungserhaltung dienenden begrenzten Strom beaufschlagt werden soll, kann zu dem Schalter 45 ein (nicht dargestellter) zweiter Schalter in Reihe geschaltet werden, der mit dem Lastschalter 24 gekoppelt ist. In diesem Fall wird die nicht- strombegrenzte zweite Gleichrichteranordnung nur für den Fall aktiviert, daß die Ladespannung des Kondensators 13 den vorbestimmten Ladespannungswert überschritten hat und daß die Last eingeschaltet ist. Bei Lastabschaltung nach der anfänglichen Aufladung des Kondensators 13 wird bei dieser Modifikation der Fig. 3 die nicht-begrenzte zweite Gleichrichteranordnung deaktiviert, so daß über die strombegrenzte erste Gleichrichteranordnung nur ein Ladungserhaltungsstrom zum Kondensator 13 fließt, auch wenn die Meßeinrichtung eine Ladespannung über dem vorbestimmten Ladespannungswert feststellt.

Die bei den Fig. 2 und 3 verwendeten Steuerschaltungen, nämlich die Gleichspannungsquelle 46, der Schalter 45 und die Vorwiderstände 47-49, sind gegenüber der elektronischen Stelleinrichtung 43 bei der bekannten Gleichrichterschaltung gemäß Fig. 7 vergleichsweise einfach und entsprechend kostengünstig.

Die in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Schalter 18-20, 24 und 45 können durch elektronische Schalter, beispielsweise steuerbare Halbleiterschalter, gebildet sein. Diese können von der Meßeinrichtung 38 direkt angesteuert werden, somit Schalter sein, an deren Stelle in Fig. 3 ein Relais 39 dargestellt ist.

Durch die Verwendung der Meßeinrichtung 38 kann man erfindungsgemäße Gleichrichterschaltungen kurzschlußfest machen, unabhängig davon, ob die Last zu- oder abgeschaltet ist. Sobald aufgrund eines Kurzschlusses die Spannung über dem Kondensator 13 unter den vorbestimmten Ladungsspannungswert absinkt, wird mindestens der Schalter 45 geöffnet, wodurch die zweite Gleichrichteranordnung deaktiviert wird und nur noch die strombegrenzte erste Gleichrichteranordnung wirksam bleibt. Ist der vom Meßsignal der Meßeinrichtung 38 abhängige Schalter 45 außerdem mit dem Lastschalter 24 gekoppelt, erfolgt bei Feststellung eines derartigen Kurzschlusses außerdem automatisch eine Lastabschaltung.

Claims (19)

1. Gleichrichterschaltung mit einer ersten Gleichrichtereinrichtung (7-­ 12), einem gleichspannungsseitigen Kondensator (13), mindestens einer wechselstromseitigen Vorkapazität (28-30) zur Begrenzung des Ladestroms des gleichspannungsseitigen Kondensators (13) und einer steuerbaren Überbrückungseinrichtung (18-20; 31-36), mittels welcher die Vorkapazität (28-30) gesteuert überbrückbar ist.

2. Gleichrichterschaltung nach Anspruch 1, bei welcher die Überbrückungseinrichtung (18-20; 31-36) im wesentlichen nach Ablauf einer mit einem Einschalten der Gleichrichterschaltung beginnenden Kondensatoraufladezeit in einen Überbrückungszustand gesteuert wird.

3. Gleichrichterschaltung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Überbrückungseinrichtung einen der Vorkapazität (28-30) parallel geschalteten Überbrückungsschalter (18-20) aufweist.

4. Gleichrichterschaltung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die Überbrückungseinrichtung eine steuerbare zweite Gleichrichtereinrichtung (31-36) ohne wechselstromseitige Vorkapazität aufweist, die der ersten Gleichrichtereinrichtung (7-12) parallel geschaltet und mittels einer Steuereinrichtung (45-49) zwischen einem aktivierten und einem deaktivierten Zustand umsteuerbar ist.

5. Gleichrichterschaltung nach Anspruch 4, bei welcher die erste Gleichrichtereinrichtung (7-12) während der Aktivierung der zweiten Gleichrichtereinrichtung (31-36) abgeschaltet ist.

6. Gleichrichterschaltung nach Anspruch 4, bei welcher während der Aktivierung der zweiten Gleichrichtereinrichtung (31-36) beide Gleichrichtereinrichtungen (7-12 und 31-36) parallel arbeiten.

7. Gleichrichterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welcher eine gleichspannungsseitige Last (25) mittels eines Lastschalters (24) ein- und ausschaltbar ist.

8. Gleichrichterschaltung nach Anspruch 7, bei welcher eine die Gleichrichterschaltung speisende Versorgungsspannung während eines lastfreien Betriebes nur über die Vorkapazität (28-30) angelegt ist und die Vorkapazität (28-30) während eines Betriebes mit eingeschalteter Last (25) überbrückt ist.

9. Gleichrichterschaltung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, bei welcher die erste Gleichrichtereinrichtung (7-12) dazu ausgelegt ist, einen für eine strombegrenzte Aufladung während der Aufladezeit und für eine Ladungserhaltung während einer Lastabschaltung ausreichenden Strom zu liefern, und die zweite Gleichrichtereinrichtung (31-36) dazu ausgelegt ist, im Lastfall den vollen von der Last (25) benötigten Strom zu liefern.

10. Gleichrichterschaltung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei welcher das Schalten des Überbrückungsschalters (18-20) mit dem Schalten des Lastschalters (24) derart gekoppelt ist, daß der Überbrückungsschalter (18-20) mit dem Schalten des Lastschalters (24) in den überbrückungsschaltzustand schaltbar ist.

11. Gleichrichterschaltung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei welcher das Schalten der Steuereinrichtung (45-49) mit dem Schalten des Lastschalters (24) derart gekoppelt ist, daß die zweite Gleichrichtereinrichtung (31-36) mit dem leitend Schalten des Lastschalters (24) in den aktivierten Zustand schaltbar ist.

12. Gleichrichterschaltung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, bei welcher zum Ein- und Ausschalten der Gleichrichterschaltung eine Hauptschaltereinrichtung (4-6) vorgesehen ist, wobei der Lastschalter (24) erst nach einer der Aufladezeit entsprechenden Verzögerungszeit in den die Last einschaltenden Zustand schaltbar ist.

13. Gleichrichterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei welcher eine die Kondensatorladespannung messende Meßeinrichtung (38) vorgesehen ist.

14. Gleichrichterschaltung nach Anspruch 13, bei welcher das Schalten des Überbrückungsschalters (18-20) in Abhängigkeit von dem Meßwert der Meßeinrichtung (38) steuerbar ist, derart, daß der Überbrückungsschalter (18-20) in den Überbrückungsschaltzustand geschaltet wird, wenn nach dem Einschalten der Gleichrichterschaltung die Kondensatorladespannung einen vorbestimmten Wert erreicht hat.

15. Gleichrichterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei welcher die Vorkapazität (28-30) durch einen zwischen Versorgungsspannung und Gleichrichtereinrichtung geschalteten Serienkondensator gebildet ist.

16. Gleichrichterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei welcher die erste Gleichrichtereinrichtung (7-12) durch eine dem gleichspannungsseitigen Kondensator (13) parallel geschaltete Reihenschaltung mit zwei Halbleitergleichrichterelementen gebildet ist.

17. Gleichrichterschaltung nach einem der Ansprüche 4 bis 16, bei welcher die zweite Gleichrichtereinrichtung (31-36) durch eine dem gleichspannungsseitigen Kondensator (13) parallel geschaltete Reihenschaltung mit zwei Halbleitergleichrichterelementen gebildet ist, von denen eines (31-33) über eine Steuerelektrode steuerbar ist, wobei die Steuerelektrode mit einer ein- und ausschaltbaren Steuerspannungsquelle (46) in den aktivierten bzw. deaktivierten Zustand schaltbar ist.

18. Mehrphasen-Gleichrichterschaltung, bei welcher für jede Phase eine Gleichrichterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 17 vorgesehen ist.

19. Umrichterschaltung mit einer Gleichrichterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 17 oder einer Mehrphasen-Gleichrichterschaltung nach Anspruch 18, bei welcher der gleichspannungsseitige Kondensator (13) als Zwischenkreiskondensator dient und die Last (25) einen Wechselrichter aufweist.