DE2141530C3 - Regulated three-phase current inverter with three single-phase inverters coupled together to form a three-phase current system - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen geregelten Drehstromwechselrichter mit drei an den Ausgängen mittels eines Dreiphasentransformators in Dreischenkelbauart mit von den Primärwicklungen getrennten Sekundärwicklungen, die einen Sternpunkt bilden, zu einem symmetrischen Drehstromnetz zusammengekoppelten spannungsgesteuerten Einphasenwechselrichtern, wobei Siebmittel zwischen den Einphasenwechselrichtern und dem Dreiphasentransformator angeordnet sind, die Reihenreaktanzen enthalten, und mit drei Regelkreisen, denen die Beträge der sekundären Phasenlastspannungen als Istwerte zugeführt sind und durch die die Ausgangsspanr ingsblöcke der Einphasenwechjelriehter einzeln so veränderbar sind, daß die Phaseniastspannungen auch bei einer unsymmetrischen Belastung des Drehstromsystems auf gleiche Sollbeiräge geregelt werden.The invention relates to a regulated three-phase inverter with three outputs by means of a three-phase transformer in three-leg design with separate windings from the primary Secondary windings, which form a star point, are coupled together to form a symmetrical three-phase network voltage-controlled single-phase inverters, with filter means between the single-phase inverters and the three-phase transformer containing series reactances are arranged, and with three Control loops to which the amounts of the secondary phase load voltages are fed as actual values and through which the output voltage blocks of the single phase changeover can be changed individually so that the phase load voltages even with an asymmetrical Load of the three-phase system to the same target amounts be managed.

Wenn immer ein solcher Drehstromwechselrichter gleichmäßig in den drei Phasen durch eine dreiphasige Last belastet wird, so genügt es bei Lastschwankungen oder Schwankungen der gemeinsamen Betriebsgleichspannung der Einphasenwechselrichter, die Dreiphasenlastspannungen gemeinsam auf einen vorgegebenen Sollbetrag zu regeln, wodurch das Drehstromsystem symmetrisch bleibt (Summenregclung).If always such a three-phase inverter evenly in the three phases by a three-phase Load is loaded, it is sufficient for load fluctuations or fluctuations in the common DC operating voltage the single-phase inverter, the three-phase load voltages together to a predetermined To regulate the target amount, whereby the three-phase system remains symmetrical (total regulation).

Durch die US-PS 32 25 282 ist ein geregelter Drehstromwechselrichter der eingangs beschriebenen Art bekannt, bei dem im Falle einer unsymmetrischen Belastung ein symmetrisches Drehstromsystem der Phasenlastspannungen erzielt wird, d. h, es werden die Phasenlastspannungen auf gleiche Sollspannungsbeträge und auf Einhaltung der 120°-PhasenbeziehungThrough the US-PS 32 25 282 a regulated three-phase inverter is the one described above Kind of known, in which a symmetrical three-phase system of the in the case of an asymmetrical load Phase load voltages is achieved, d. That is, the phase load voltages are set to the same nominal voltage values and compliance with the 120 ° phase relationship

s geregelt Dies geschieht dadurch, daß außer der Regelung der Phasenlastspannungen auf gleiche Sollspannungsbeträge noch die Regelung von zwei Phasenwinkelabständen zwischen den Spannungen der drei Einphasenwechselrichter so vorgenommen wird, daß die Vektoren der Wechselrichterspannungen ein gleichschenkliges Dreieck aufspannen, wofür insgesamt fünf Regelkreise und die hierfür nötigen Einrichtungen eingesetzt werden müssen.s regulated This is done by the fact that, in addition to regulating the phase load voltages, the same nominal voltage values are used nor the regulation of two phase angle distances between the voltages of the three single-phase inverters is made so that the vectors of the inverter voltages one Set up an isosceles triangle, for which a total of five control loops and the necessary facilities must be used.

Durch die US-PS 32 25 282 wird auch aufgezeigt, daß bei unsymmetrischer Belastung des Drehstromwechselrichters die 120° el-Phasenbeziehung zwischen den Wechselspannungen der drei Einphasenwechselrichter nicht besteht, wenn die Phasenlastspannungen ein Drehstromsystem bilden. Wird diese 120° el-Phasenbeziehung aber erzwungen und werden mittles dreier Regelkreise die Phasenlastspannungen auf gleiche Sollspannungsbeträge geregelt, so tritt an den Reihenimpedanzen der drei an den Ausgängen der Einphasenwechselrichter angeordneten Siebkreise eine Spannung auf, welche durch eine Verlagerung des fiktiven Sternpunkts der Einphssenwechselrichter gegenüber dem Sternpunkt des Dreiphasentransformators entsteht, weiche Spannung die Siebkreise unerwünscht zusätzlich belastet. Man hat deshalb und weil diese Spannung nicht unterdrückt werden kann, das betrachtete Verfahren nicht angewendet, sondern die Schaltung und Verwendung von zwei davon unabhängigen Regelungskriterien für einen vierten und einen fünften Regelkreis, wie obenerwähnt, zur Regelung der Phasenwinkelabstände zwischen den Spannungen der Einphasenwechselrichter vorgesehen.The US-PS 32 25 282 also shows that with asymmetrical loading of the three-phase inverter the 120 ° el phase relationship between the AC voltages of the three single-phase inverters does not exist if the phase load voltages form a three-phase system. Will this 120 ° el phase relationship but forced and the phase load voltages are equalized by means of three control loops Setpoint voltage amounts are regulated, so occurs at the series impedances of the three at the outputs of the single-phase inverter arranged sieve circles on a tension, which by a shift of the fictitious The star point of the single-phase inverter is created opposite the star point of the three-phase transformer, soft tension undesirably puts additional strain on the sieve circles. One has therefore and because of this Voltage cannot be suppressed, the method under consideration is not applied, but the circuit and using two independent control criteria for a fourth and a fifth Control loop, as mentioned above, for controlling the phase angle distances between the voltages of the Single phase inverter provided.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem geregelten Drehstromwechseirichter iier eingangs genannten Art den Aufwand für die Regelung und die Siebmittel zu verringern.The invention is based on the object of a regulated three-phase inverter as mentioned at the beginning Way to reduce the effort for the regulation and the sieve means.

Es wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die drei, Thyristoren enthaltenden Einphasenwechselrichter mit einer festen gegenseitigen Phasenverschiebung von 120° el angesteuert sind und der von drei im Stern geschalteten Sekundärwicklungen oder sechs im Zick-Zack geschalteten Sekundärwicklungen des Dreiphasentransformators gebildete Sternpunkt als Sternpunkt der Phasenlastspannungen dient und daß zwischen Einphasenwechselrichtern und dem Dreiphasentransformator als Siebmittel Reihendrosseln und auf der Sekundärseite dieses Transformators als weitere Siebmittel Querglieder mit Kondensatoren und Drosseln angeordnet sind.
Die drei Einphasenwechselrichter des Drehstrom-Wechselrichters können zur Spannungsregelung mit Anschnittsteuerung der Thyristoren ausgeführt sein. Alternativ hierzu können drei ungesteuerte Einphasenwechselrichter vorgesehen werden, denen zur Spannungssteuerung je ein Gleichstromsteller vorgeschaltet ist.This object is achieved in that the three single-phase inverters containing thyristors are controlled with a fixed mutual phase shift of 120 ° el and the star point formed by three star-connected secondary windings or six zigzag-connected secondary windings of the three-phase transformer serves as the star point of the phase load voltages and that between single-phase inverters and the three-phase transformer, series chokes are arranged as screening means and, on the secondary side of this transformer, cross members with capacitors and chokes are arranged as further screening means.
The three single-phase inverters of the three-phase inverter can be designed for voltage regulation with gate control of the thyristors. As an alternative to this, three uncontrolled single-phase inverters can be provided, each of which is preceded by a DC power controller for voltage control.

Durch die Erfindung wird erreicht daß mit nur drei anstatt fünf Regelkreisen die Regelung der drei Phasenlastspannungen auf gleiche Sollspannungsbeträge auch bei unsymmetrischer Belastung des Drehstrom-(,5 systems durchführbar ist. Außerdem wird dabei durch die erfindungsgemäße Anordnung und Aufteilung der Siebmittel eine Verringerung des Aufwandes für die Querglieder erreicht. Denn auf der Sekundärseite desThe invention achieves that the regulation of the three with only three instead of five control loops Phase load voltages to the same nominal voltage amounts even with asymmetrical loading of the three-phase current (, 5th systems is feasible. In addition, the inventive arrangement and division of the Sieve means achieved a reduction in the effort for the cross members. Because on the secondary side of the

Dreiphasentransformators treten die dritte und alle sonstigen gleichphasigen Oberwellen nur bei unsymmetrischer Last auf. Deshalb können die Querglieder der Siebmittel auf der Sekundärseite des Transformators entsprechend klein in Gewicht und Volumen ausgeführt werden.Three-phase transformer, the third and all other in-phase harmonics occur only when they are asymmetrical Load on. Therefore, the cross members of the screen means can be on the secondary side of the transformer are designed to be correspondingly small in weight and volume.

Gegenstand eines älteren Patents (DBP 19 61 104) ist ein geregelter Drehstromwechselrichter mit den Drehstromwechselrichter gemäß der Erfindung gemeinsamen Merkmalen, daß drei spannungsgesteuerte Einphasenwechselrichter an den Ausgängen transformatorisch, wobei ebenfalls Sekundärwicklungen einen Sternpunkt bilden, zu einem symmetrischen Drehstromnetz zusammengekoppelt sind und Siebmittel ebenfalls Reihendrosseln und Querglieder enthalten, und daß auch durch nur drei Regelkreise, denen die Beträge der Phasenlastspannungen als Istwerte zugeführt sind, die Ausgangsspannungsblöcke der Einphasenwechselrichter einzeln so veränderbar sind, daß die Phasenlastspannungen auch bei unsymmetrischer Belastung des Drehstromsystems auf gleiche Sollbeträge geregelt werfen. Hierbei dient der mittels eines Sternpunkttransfevmators, dessen Primäranschlüsse hinter den Reihendrosseln abgehen, gebildete Sternpunkt als Basis zur Erfassung der Regelungs-Istwerte.The subject of an older patent (DBP 19 61 104) is a regulated three-phase inverter with the three-phase inverter common features according to the invention that three voltage-controlled single-phase inverters transformer at the outputs, with secondary windings also having a star point form, are coupled together to form a symmetrical three-phase network and screen means also series chokes and cross members contain, and that also by only three control loops, which the amounts of the phase load voltages are supplied as actual values, the output voltage blocks of the single-phase inverters individually can be changed so that the phase load voltages even with asymmetrical loading of the three-phase system Throw regulated on equal debit amounts. This is done by means of a neutral point transformer, whose primary connections come off behind the series chokes, formed star point as the basis for detection the actual control values.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die im folgenden näher beschrieben werden. Es zeigtIn the drawing, exemplary embodiments of the invention are shown, which are described in more detail below will. It shows

Fig. 1 die Schaltung eines Drehstromwechselrichters mit drei mittels eines sekundär im Stern geschalteten το Dreiphasentransformators über Siebglieder zu einem Drehsiromsystem zusammengekoppelten Einphasenwechselrichtern, Fig. 1 shows the circuit of a three-phase inverter with three by means of a secondary star-connected το Three-phase transformer via filter elements to form a single-phase inverter coupled together

F i g. 2 die Schaltung eines Wechselrichters nach Fig. 1 mit einem sekundär im Zick-Zack geschalteten Dreiphasentransformator,F i g. 2 shows the circuit of an inverter according to FIG. 1 with a secondary connected in a zigzag Three-phase transformer,

Fig.3, 4 und 5 drei Vektordiagramme, welche die Arbeitsweise der Wechselrichter nach F i g. 1 und 2 bei unsymmetrischer Belastung des Drehstromsystems veranschaulichen.3, 4 and 5 are three vector diagrams showing the Operation of the inverter according to FIG. 1 and 2 with asymmetrical load on the three-phase system illustrate.

In dem Schaltbild des Drehstromwechselriehters nach F i g. 1 sind die drei Einphasenwechselrichter als Blöcke dargestellt und mit 11, 21 und 31 bezeichnet. Es handelt sich um gesteuerte selbstgeführt*· Wechselrichter, beispielsweise Wechselrichter in gesteuerter Brückenschaltung. Die Ausgänge 1,2,3 dieser drei Wechselrichter führen in drei getrennte Primärstromkreise eines Dreiphasentransformators Tr, der in Dreischenkelbauweise ausgeführt ist, in welche je eine Drossel 14, 24, 34 mit einer Primärwicklung 12, 22,32 des Transformators in Reihe geschaltet ist. Die drei Sekundärwicklungen 12', 22', 32' dieses Transformators sind im Stern geschaltet und bilden ein Drehstromsystem R, S, T. Zwischen jeder Phase des Systems und einem mit de.n Sternpunkt St verbundenen Mittelpunktleiter MP ist eine Parallelschaltung, bestehend aus je einem Kondensator 16,26,36, je einer Drossel 16', 26', 36' und je einem LC-Saugkreis 16", 26", 36", geschaltet.In the circuit diagram of the three-phase alternating current according to FIG. 1, the three single-phase inverters are shown as blocks and denoted by 11, 21 and 31. These are controlled, self-commutated * inverters, for example inverters in a controlled bridge circuit. The outputs 1, 2, 3 of these three inverters lead into three separate primary circuits of a three-phase transformer Tr, which is designed as a three-legged construction, in each of which a choke 14, 24, 34 is connected in series with a primary winding 12, 22, 32 of the transformer. The three secondary windings 12 ', 22', 32 'of this transformer are star-connected to form a three-phase system R, S, T. Between each phase of the system and a connected de.n star point St neutral conductor MP is a parallel circuit, each consisting of a capacitor 16,26,36, a throttle 16 ', 26', 36 'and an LC suction circuit 16 ", 26", 36 "each.

Die Drosseln 14 bis 34 und die Parallelschaltungen 16, 16' bis 36„ 36' wirken zusammen als Siebglieder die so aufeinander abgestimmt sind, daß die Oberwellen in den Phasenlastspannungen weitgehend unterdrückt werden. Die Saugkreise sind zum Kurzschließen der dritten Oberwelle vorgesehen, soweit diese bei unsymmetrischer Belastung des Drehstromsystems in Erscheinung b5 tritt. Unter der Voraussetzung, daß die drei Einphasenwechselrichter 11 bis 31 mit Steilerspannungen gesteuert werden, welch»· um 120° el gegeneinander phasenverschoben sind, und daß die Phasenverschiebung der Steuerung zwischen den Thyristorgruppen bei den drei Einphasen-Wechseltrichtern gleich groß ist, bestehen somit zwischen den Phasen R, S, T sowie zwischen den einzelnen Phasen und dem Mittelpunk'leiter MP je drei nahezu sinusförmige Spannungen, die zunächst bei symmetrischer Belastung des Drehstromwechselriehters ein Drehstromsystem bilden. Dies wird dadurch erzielt, daß für die Steuerung der Einphisenwechseirichter ein gemeinsamer Frequenzgeber 13 vorgesehen ist, welcher den Wechselrichter 11 direkt und die Wechselrichter 21 und 31 über je einen 120°-Phasenschwenker 23, 33 ansteuert. Von den Phasen Λ, 5, T führen drei Fühlleitungen 17, 27, 37 zu Regelverstärkern 18,28,38, mit weichen die Phasenverschiebung der Steuerung zwischen den Thyristorgruppen der zugeordneten Wechselrichter 11, 21, 31 beeinflußbcr ist. Vom Mittelpunktleiter MP führt eine Leitung L zu den Regelverstä- -jrn, die diesen gemeinsam zugeordnet ist.The chokes 14 to 34 and the parallel circuits 16, 16 'to 36, 36' act together as filter elements which are matched to one another in such a way that the harmonics in the phase load voltages are largely suppressed. The suction circuits are provided for short-circuiting the third harmonic as far as this occurs when the three-phase system is subjected to an asymmetrical load b5. Assuming that the three single-phase inverters 11 to 31 are controlled with steep voltages which are phase shifted by 120 ° el from one another, and that the phase shift of the control between the thyristor groups in the three single-phase inverters is the same, exist between the Phases R, S, T and between the individual phases and the central point conductor MP each have three almost sinusoidal voltages which initially form a three-phase system with symmetrical loading of the three-phase alternating current. This is achieved in that a common frequency generator 13 is provided for controlling the single-phase inverters, which controls the inverter 11 directly and the inverters 21 and 31 via a 120 ° phase swivel 23, 33 each. From the phases Λ, 5, T three sense lines 17, 27, 37 lead to control amplifiers 18, 28, 38, with which the phase shift of the control between the thyristor groups of the associated inverters 11, 21, 31 can be influenced. A line L leads from the center conductor MP to the Regelverstä- -jrn, which is assigned to them together.

In den Regelverstärkern werden die Beträge der Istgrößen der Phasenlastspannungen Ur, Us, Ut — letztere werder. über die vorerwähnten Fühlleitungen erfaßt — mit vorgegebenen gleich großen Beträgen der Sollgrößen verglichen, auf die die drei Phasenlastspannungen konstant geregelt werden sollen. Die sich aus dem Vergleich ergebenden Regelabweichungen beeinflussen die Phasenverschiebung der Steuerung zwischen den zwei Thyristorgrjppen bei den Einphasenwechselrichtern 11 bis 31 Die Phasenverschiebung der Steuerung zwischen den beiden Thyristorgruppen jedes Wechselrichters kann entweder symmetrisch erfolgen, indem die eine Gruppe um den halben Steuerwinkel in der Zündung vorverschoben und gleichzeitig die andere Gruppe um denselben Winkel zurückgeschoben wird, oder die Steuerung erfolgt unsymmetrisch, indem nur die zweite Thyristorgruppe um den Betrag des Steuerwinkels gegenüber der ersten Gruppe verschoben wird. Die symmetrische Steuerung hat die Eigenschaft, daß sich bei einer Änderung des Steuerwinkels nur der Betrag und nicht die Phasenlage des Grundschwingungsvektors ändert. Dieses Verhalten hat auch eine Wechselrichterschaltung mit Spannungsverstellung durch Gleichstromsteller.In the control amplifiers, the amounts of the actual quantities of the phase load voltages Ur, Us, Ut - the latter become. detected via the aforementioned sense lines - compared with predetermined equal amounts of the nominal values to which the three phase load voltages are to be constantly regulated. The control deviations resulting from the comparison influence the phase shift of the control between the two thyristor groups in the single-phase inverters 11 to 31 at the same time the other group is pushed back by the same angle, or the control takes place asymmetrically, in that only the second thyristor group is shifted by the amount of the control angle compared to the first group. The symmetrical control has the property that when the control angle changes, only the amount and not the phase position of the fundamental oscillation vector changes. An inverter circuit with voltage adjustment by means of a DC power controller also has this behavior.

Im Falle einer unsymmetrischen Belastung des Drehstromsystems ergeben sich unterschiedlich große und bei unsymmetrischer Steuerung der Thyristorgruppen jedes Wechselrichters auch in der gegenseitigen Phasenlage von 12C° abweichende Wechselrichterspannungen U], Ut, U₃. Diese Spannungen sind entsprechend der unsymmetrischen Belastung unterschiedlich groß, und ^s sind ebenso die Spannungsabfälle an den Reihendrosseln 14 bis 34 entsprechend den Belastungsströmen In, lg, /7-unterschiedlich groß. Hingegen haben die auf die Sekundärwicklungen 12', 22', 32' des Dreiphasentransformators Tr übertragenen Spannungen Ur, Us. 'Jt die Beträge der vorgegebenen Sollgrößen. Die magnetischen Flüsse in den Schenkeln des Dreischenkeltransformators Tr sind dem Betrage nach ebenfalls gleich groß, und es ist. aufgn/nd der Flußbedingung des Transformators ihre vektorielle Summe gleich Null, so daß auch bei beliebiger Belastung die 120°-Symmetrie der Spannungen Ur, Us, Ut des Drehstromsystems R. S, T erhalten bleibt. Ist der Dreiphasentransformator Tr sekundärseitig nicht im Stern, sondern nach F i g. 2 mit sechs Sekundärwicklungen 12', 12"; 22'; 22"; 32', 32" im Zick-Zack geschaltet, so bewirkt die Zick-Zack-Srhaltung in ähnlicher Weise In the event of an asymmetrical load on the three-phase system, there are inverter voltages U], Ut, U _{3 of} different sizes and, with asymmetrical control of the thyristor groups of each inverter, also in the mutual phase relationship of 12 ° C. These voltages are of different sizes in accordance with the asymmetrical load, and the voltage drops across the series reactors 14 to 34 are also of different sizes in accordance with the load currents In, lg, / 7. In contrast, the voltages Ur, Us transmitted to the secondary windings 12 ', 22', 32 'of the three-phase transformer Tr. 'Jt the amounts of the specified target values. The magnitude of the magnetic fluxes in the legs of the three-leg transformer Tr is also the same, and it is. Due to the flow condition of the transformer, their vector sum is equal to zero, so that the 120 ° symmetry of the voltages Ur, Us, Ut of the three-phase system R. S, T is retained even with any load. If the three-phase transformer Tr on the secondary side is not in the star, but according to FIG. 2 with six secondary windings 12 ', 12 ";22';22"; 32 ', 32 "switched in zigzag, the zigzag hold works in a similar way

wie der Sternpunkttransformator bei dem bekannten Drehstromwechselrichter eine Stromaufteilung der Belastungsströme Ir, Is- h in den drei Phasen des Drehstromsystems. Bei Bestehen einer Stromaufteilung infolge unsymmetrischer Belastung fließen Ströme in den drei Phasen, die an den Reihendrosseln 14 bis 34 unterschiedlich große Spannlingsabfälle zur Folge haben. Hierdurch wird jedoch die Konstantregelung der Phasenlastspannungen Ur, Us, Ut auf vorgegebene gleich große Sollwerte nicht gestört, sondern es werden bei unsymmetrischer Belastung die drei Einphasenwechselrichter in der Spannung so gesteuert, daß auch die auf die im Zick-Zack geschalteten Sekundärwicklungen des Transformators Tr übertragenen Spannungen ein symmetrisches Drehstromsystem bilden.like the neutral point transformer in the known three-phase inverter, a current distribution of the load currents Ir, Is- h in the three phases of the three-phase system. If there is a current distribution as a result of asymmetrical loading, currents flow in the three phases, which lead to clamping drops of different sizes at the series chokes 14 to 34. However, this does not interfere with the constant regulation of the phase load voltages Ur, Us, Ut to predefined setpoint values of the same size.Instead, in the event of an asymmetrical load, the voltage of the three single-phase inverters is controlled in such a way that the secondary windings of the transformer Tr connected in zigzag are also transferred Voltages form a symmetrical three-phase system.

Das Zeigerdiagramm von F i g. 3 veranschaulicht an Hand der Vektoren der relevanten Spannungen ll\. Lh, L¹V. i/|4: Ur. U^ I¹I einen Regel/ustand in einem Belastiingsfall. in dem nur die Phase R des Drehstromsystems mit einem Strom Ir ohmisch belaste! wird, wobei nach Fig. I der Transformator Tr sekundärseitig im Stern geschaltei ist und die Steuerung symmetrisch erfolgt. In diesem Fall besteht nur an der Drossel 14 ein Spannungsabfall U\_t. welcher dem Strom Ir um 90" el voreilt. Die drei Einphasenwechselrichter 11 bis 31 werden dabei durch die Verstärker 18 bis 38 in der Spannung so gesteuert, daß die in einem gegenseitigen Phasenabstand von 120" el festgelegten Wechselrichterspannungen U₁. U>, U) die ersichtlich unterschiedlichen Beträge aufweisen. Hierbei besteht ein eindeutiger fiktiver Sternpunkt Sf'der Wechselrichtcrspannungen U₁ bis Ui- The phasor diagram of FIG. 3 illustrates the relevant voltages II \ on the basis of the vectors. Lh, L ¹ V. i / | 4: Ur. U ^ I ¹ I a rule status in a load case. in which only phase R of the three-phase system is ohmically loaded with a current Ir! is, wherein according to Fig. I the transformer Tr is connected in the star on the secondary side and the control is symmetrical. In this case there is a voltage drop U \ _t only at the choke 14. which leads the current Ir by 90 "el. The voltage of the three single-phase inverters 11 to 31 is controlled by the amplifiers 18 to 38 in such a way that the inverter voltages U ₁ . U>, U) which clearly show different amounts. There is an unambiguous fictitious star point Sf 'of the inverter voltages U ₁ to U

Das Zeigerdiagramm der F i g. 4 zeigt den gleichen Belatiingsfall, jedoch erfolgt die Steuerung unsymmetrisch so daß die Wechselrichterspannungen U\, L/j, Ui bei unterschiedlichen Beträgen auch von 120° abweichende gegenseitige Phasenabstände haben, die durch die Phasenverschiebung der Grundwelle bei Verschiebung einer Flanke der Spannungsblöcke bedingt ist (Prinzip der Phasenanschnittsteuerung). Es besteht ebenfalls ein eindeutiger fiktiver Sternpunkt St'. The phasor diagram of FIG. 4 shows the same loading case, but the control is asymmetrical so that the inverter voltages U \, L / j, Ui have phase spacings other than 120 ° for different amounts, which is caused by the phase shift of the fundamental wave when one edge of the voltage blocks is shifted ( Principle of phase control). There is also an unambiguous fictitious star point St '.

In den Zeitdiagrammen der Fig. 3 und 4 sowie auch in dem Zeigerdiagramm der F i g. 5 sind die Zeiger der maximalen Wechselrichterspanniingen (ii ™, bis Ui_max eingezeichnet, die mit den Steuerspannungen phasengleich sind und sich jeweils bei einem .Steuerwinkel Null ergeben.In the timing diagrams in FIGS. 3 and 4 and also in the phasor diagram in FIG. 5 shows the pointers of the maximum inverter voltage (ii ™, to Ui _max) , which are in phase with the control voltages and each result at a zero control angle.

Das Zeigerdiagramm der Fig. 5 gibt den gleichen Belastungsfall bei unsymmetrischer Steuerung entsprechend der F i g. 4 wieder, wenn nach Fig. 2 der Transformator Tr sekundärseitig im Zick-Zack geschaltet ist. Der Unterschied gegenüber der Schaltung nach fig. I besteht vor allem darin, daß bei Anschluß einer einphasigen Regelung sich diese auf zwei Emphasenwechselrichter verteilt und daß bei einphasigen l.aststößen die dynamischen SpannungsabweichungenThe vector diagram in FIG. 5 gives the same load case with asymmetrical control in accordance with FIG. 4 again when, according to FIG. 2, the transformer Tr is connected in a zigzag on the secondary side. The difference compared to the circuit according to fig. I consists primarily in the fact that when a single-phase control is connected, it is distributed over two emphasis inverters and that the dynamic voltage deviations in the case of single-phase load surges

π geringer werden. Ebenso wie in den vorangehenden Beispielen besteht ein eindeutiger fiktiver Sternpunkt .SV. Den F i g. 2 und 5 ist zu entnehmen, daß sich die drei Phasenlastspannungen Ur. i's. Ur durch Vektordifferenzen von je zwei Sekundärspannungen darstellen,π become less. As in the previous examples, there is a clear fictitious star point .SV. The F i g. 2 and 5 it can be seen that the three phase load voltages Ur. i's. Represent Ur by means of vector differences of two secondary voltages each,

2ü / B. 2ü / B.

die mit den zugeordneten Primärspannungen LJ\i undthose with the assigned primary voltages LJ \ i and

v. U22 phasengleich sind. Der durch die einphasige ohmsth» Belastung hervorgerufene Phasenlaststrom Ir durchfließt die Wicklungen 12' und 22" in entgegengesetzten Richtungen und teilt sich somit in einem entsprechenden Übertragungsverhältnis auf die Primär-v. U22 are in phase. The phase load current Ir caused by the single-phase ohmic load flows through the windings 12 'and 22 "in opposite directions and is thus divided into the primary

in Stromkreise der Transformatorwicklungen 12 und 22 zu gleich großen, entgegengesetzt gerichteten Stromvektoren /|4 und In auf. Die betreffenden Ströme erzeugen an den Reihendrosseln 14 und 24 Spannungsabfälle, deren Vektoren L/m und L/24 zur Richtung der Ströme Ir, in circuits of the transformer windings 12 and 22 to equal, oppositely directed current vectors / | 4 and In . The currents in question generate voltage drops across the series reactors 14 and 24, the vectors L / m and L / 24 of which correspond to the direction of the currents Ir,

r, /u und /24 senkrecht stehen. Die Vektoren der Wechselrichter-Ausgangsspannungen Uu U2, Ui stellen sich durch die Vektoren der Spannungen der Transformatorprimärkreise dar. z. B. U\ durch L/12 und L/u- Die Phase Tdes Drehstromsystems ist in dem angenomme-r, / u and / 24 are vertical. The vectors of the inverter output voltages Uu U2, Ui are represented by the vectors of the voltages of the transformer primary circuits. B. U \ through L / 12 and L / u- The phase T of the three-phase system is

j'i nen Belastungsfall stromfrei, so daß sich der Vektor der Ausgangsspannung L/3 durch die Spitze des Vektors L/32 bestimmt.j'i a load case without current, so that the vector of the Output voltage L / 3 through the tip of vector L / 32 certainly.

Hierzu 2 Blatt ZeichnuneenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Geregelter Drehstromwechselrichter mit drei an den Ausgängen mittels eines Dreiphasentransformators in Dreischenkelbauart mit von den Primärwicklungen getrennten Sekundärwicklungen, die einen Sternpunkt bilden, zu einem symmetrischen Drehstromnetz zusammengekoppelten spannungsgesteuerten Einphasenwechselrichtern, wobei Siebmittel zwischen den Einphasenwechselrichtern und dem Dreiphasentransformator angeordnet sind, die Reihenreaktanzen enthalten, und mit drei Regelkreisen, deren die Beträge der sekundären Phasenlastspannungen als Istwerte zugeführt sind und durch die die Ausgangsspannungsblöcke der Einphasenwechselrichter einzeln so veränderbar sind, daß die Phasenlastspannungen auch bei ein;r unsymmetrischen Belastung des Drehstromsystems auf gleiche Sollbeträge geregelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die drei, Thyristoren enthaltenden Einphasenwechselrichter (11, 21, 31) mit einer festen gegenseitigen Phasenverschiebung von 120° el angesteuert sind und der von drei im Stern geschalteten Sekundärwicklungen (12', 22', 32') oder von sechs im Zick-Zack geschalteten Sekundärwicklungen (12', 12"; 22', 22"; 32', 32") des Dreiphasentransformators (Tr) gebildete Sternpunkt (St) als Sternpunkt (MP) der Phasenlastspannungen (Ur, Us, Ut) dient und daß zwischen den Einph "senWechselrichtern und dem Dreiphasentransformator als Siebmittel Reihendrosseln (14,24,34) und au* der Sekundärseite dieses Transformators (Tr) als weitere Siebmittel Querglieder mit Kondensatoren (16, 26, 36) und Drosseln (16', 26', 36') angeordnet sind.Regulated three-phase current inverter with three voltage-controlled single-phase inverters coupled together at the outputs by means of a three-phase transformer in three-limb design with secondary windings separated from the primary windings, which form a star point, to form a symmetrical three-phase network, with screen means between the single-phase inverters and the three-phase transformer, which contain series reactors and are arranged with three-phase transformers Control loops, to which the amounts of the secondary phase load voltages are supplied as actual values and through which the output voltage blocks of the single-phase inverters can be changed individually in such a way that the phase load voltages are regulated to the same nominal amounts even with an asymmetrical load on the three-phase system, characterized in that the three thyristors containing single-phase inverters (11, 21, 31) are controlled with a fixed mutual phase shift of 120 ° el and that of three in the star gesc held secondary windings (12 ', 22', 32 ') or six secondary windings (12', 12 "; 22 ', 22 ";32',32") of the three-phase transformer (Tr) formed the star point (St) as the star point (MP) of the phase load voltages (Ur, Us, Ut) and that series chokes are used between the single-phase inverters and the three-phase transformer as screening means (14,24,34) and on the secondary side of this transformer (Tr) as further screen means, cross members with capacitors (16, 26, 36) and chokes (16 ', 26', 36 ') are arranged.