DE2152822A1

DE2152822A1 - Verfahren und Vorrichtung fur die Er zeugung von Dreiphasen Sinusspannungen

Info

Publication number: DE2152822A1
Application number: DE19712152822
Authority: DE
Inventors: Thomas Maged Goleta Calif Corry (V St A) P
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1970-10-23
Filing date: 1971-10-22
Publication date: 1972-04-27
Also published as: IT939592B; CA931623A; GB1371517A; US3725767A; SE380948B; FR2111781A1; FR2111781B1; NL7114500A

Description

Verfahren und Vorrichtung für die Erzeugung von Dreiphasen-Sinus spannungen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen von Dreiphasen-Sinus spannung en ausgehend von einer Glei chstromquelle.

Wechselrichter zum Umformen einer Einwegspannung in eine Hehrphasige Wechselspannung haben bisher eine sich drehende Vorrichtung, Spannungsquellen mit vielen Anzapfungen, Besonanzelemente, filter oder im hohen Maße komplexe, aufwendige und unzuverlässige Schaltungen erfordert, wenn der Oberwellengehalt der Wechselspannung gering zu halten war. Erfindungsgemäß ist eine relativ einfache, für Halbleiter geeignete Schaltung vorgesehen, die eine Dreiphasen-Wechselspannung mit im wesentlichen sinusförmigen Leiter-Zu-Leiter-Spannungen liefert.

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Dr. Manitz · Dr. Deufet ■ Dipl.-Ing. Finsterwald Dipl.-Ing. Qramkow

8 München 22, Robert-Koch-Strafle 1 7 Stuttgart-Bad Cannstatt, MarktstraBa 3

Gemäß einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Wechselrichten einer einseitig gerichteten Eingangsspannungsquelle für die Erzeugung von im wesentlichen slnuswellenf örmigen, dreiphasigen, Leiter-zu-Leiter-Ausgangsspannungen gemäß der Erfindung erfolgt der größte Teil der !leistungsübertragung von der Einwegquelle zu den Lastleitern durch oben angeflachte "LeistungsZentrums"-Abschnitte von von einem Leiter zum Nulleiter erzeugten Spannungen, wobei ein geringerer Anteil der Leistung zu der Last durch einen Generator für ansteigende und abfallende Spannung geliefert wird, der in dem Dreiphasensystem alternative Paare von abgestuften ansteigenden und abfallenden Spannungen bei einer !Frequenz erzeugt, die zumindest dem Dreifachen der Grundfrequenz der im wesentlichen sinusförmigen Ausgangsspannungen äquivalent ist, und die ansteigenden und abfallenden Spannungen wahlweise geschaltet werden, um die Leistungszentrums-Spannung jeder Phasenspannung für die Vervollständigung der Leiter-Nulleiter-Wellenformen zu ergänzen, die um 120° in beaug aufeinander phasenverschoben sind und zur Bildung von Dreiphasen-Leiter-Leiter-Spannungen kombiniert werden, die sich durch einen hohen Grundfrequenzanteil und geringe harmonische Verzerrung auszeichnen.

Gemäß einem bevorzugten Verfahren und einer bevorzugten Vorrichtung wird die Wellenform der Leiter-Nulleiter-Spannungen außerhalb des flachen "Leistungszentrums¹¹ von der Leiter-Nullleiter-Grundwelle in einer solchen Weise abgeleitet, daß Leiterzu-Leiter-Spannungen mit höherem Grundwellenanteil und enger angenäherter Sinuswellenform erhalten werden, als sie von Leiter-Nulleiter-Spannungen mit weniger harmonischer Verzerrung erhalten würden. Weiterhin werden bevorzugt die oben abgeflachten Spannungsabschnitte durch einen Rechteckwellen-Wechselrichter erzeugt, der in nachgeführter Beziehung bzw. Synchronisation zu dem Generator für die aufsteigende und abfallende Spannung mittels Umkehrspannungs-Kommutierungsimpulsen zu dem Rechteckwellen-

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Generator betrieben wird, die in die entsprechenden Leiter-Null exter-Spannungen durch den Generator für ansteigende und abfallende Spannung eingeführt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben; in dieser zeigt:

Pig. 1 ein Schaltungsdiagramm teilweise in Blockform, in dem ein Dreiphasen-Leistungssystem gemäß der Erfindung dargestellt ist,

Fig. 2 ein Diagramm, in dem in allgemeiner Porm drei Leiterzu-Nullexter- und drei Leiter-zu-Leiter-Spannungen dargestellt Bind, die gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erzeugt werden,

Fig. 3 ein Diagramm, in dem ein Paar von Leiter-Nulleiter-Spannungen mit flachen 60°-Leistungen-Mittel-Abschnitt en und deren Kombination zur Bildung einer reinen Sinuswellen-Leiter-Leiter-Spannung dargestellt ist,

Pig. 4a und 4b Kurvendiagramme einer spezifischen abgestuften Leiter-Nulleiter-Spannung, die erfindungsgemäß für die Erzeugung einer geringen Leiter-Leiter-Oberwellenveraerrung ausgelegt ist, bzw. der dadurch erzeugten spezifischen Leiter-Leiter-Spannung,

Pig. 5 ein Schaltungsdiagramm einer besonderen Vorrichtung zur Erzeugung von Spannungen gemäß der Erfindung,

Pig. 6 und 7 Taktsteuerdiagramme für die Vorrichtung der Pig.5» die bei dem Generator für ansteigende und abfallende Spannung bzw. dem Flachdach- oder Eechteckwellen-Inverter bei der Erzeugung eines 60°-LeiεtungsZentrums anwendbar sind, und

Pig. 8 und 9 iBaktsteuerdiagramme ähnlich den Pig. 6 und 7> in. denen die Taktsteuerung für eine Leiter-Nulleiter-Welle mit einem 60° wesentlich überschreitenden Leistungszentrum dargestellt ist.

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Die in den oberen drei Diagrammen der Fig. 2 gezeigten Spannungsvollenformen können so betrachtet werden, als ob sie aus abweehselrifen oberen und unteren Impulsen bestehen würden, die einen oberen Mittelabschnitt (UC) bzw» unteren Mittelabschnitt (LC), die einen wesentlichen Anteil der Leistung des Impulses vorsehen, und "Siteile von anwachsender und abnehmender Spannung zur linken UL, LL und rechten (UE, LR) der oberen bzw. unteren Mittelabschnitte (UC, LG) aufweisen.

In Fig. 1 ist im Blockschaltbild das Dreiphasen-Leistungssystem gemäß der Erfindung dargestellt. Eine einseitig gerichtete Leistungsquelle 16 mit im wesentlichen konstantem Potential weist, wie dargestellt, einen Mittelabgriff auf und kann eine Batterie, ein sich drehender Gleichstromgenerator oder eine gleichgerichtete Wechselspannung sein. Ein Mittelepannungsinverter 26 ist mit der Quelle 16 verbunden und wird nachfolgend mehr im einzelnen erläutert j dieser Inverter legt Leitung-zu-Mittelleiter-Flachdach-Spannungen (line-toneutral flat-top voltages) direkt von der Quelle 16 an die drei Ausgangsleitungen A, B und C in Dreiphasen-Spannungsimpulsen mit im wesentlichen 60°-Dauer an. Diese Flachdach-Spanmingsimpulse sind die UC (oberen Mittel-) und LC (unteren Mittei-)Abschnitte, die in den jeweiligen Leitung-zu-Mittelleiter (neutral)-Spannungen in Fig. 2 gezeigt sind und werden nachfolgend als die oberen Mittel- und unteren Mittel-Spannungsimpulse oder alternativ als das Leitung-zu-Mittelleiter-Wellenform-Leistungszentrum bezeichnet. Vie es nachfolgend mehr im einzelnen erläutert wird, werden diese Leistungs-Mittelspannungs-Impulse durch eine äußerst wirksame Invertertätigkeit unter Verwendung von vergleichsweise einfachen Halbleiter-Einrichtungen oder ähnlichen Schalteinrichtung entwickelt. Mehr als 60 % des gesamten Leistungsflusses von der Quelle 16 zu der Last erfolgt durch den Mi ttelspannungsinverter 26, was teilweise zu der erfindungsge-

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maß erreichten kleinen Gesamtabmessung und dem hoben Wirkungsgrad beiträgt.

Die drei Leitungen A, B und 0 empfangen Links/Rechts-Spannungen von der Quelle 16 durch einen Links/Rechts-Generator oder einen Generator für ansteigende und abnehmende Spannung bzw. einen solchen Inverter 24 und einen Links/Rechts-Spannungaverteiler 28. Der Inverter 24 erzeugt die ansteigenden und abnehmenden Spannungswellen LL (unteren links), UL (oberen links), LR (unteren rechts) und UH (oberen rechts) der drei Leitungs-zu-Mittelleiter-Spannungen bzw. die drei Spannungen zwischen einer Leitung und dem Mittelleiter, und der Spannungsverteiler 28 schaltet die entsprechenden Spannungen zu den zugeordneten Leitungen, um die entsprechenden in Pig. 2 gezeigten Spannungen zwischen Leiter und Mittelleiter bzw. Leiter und Nulleiter zu erzeugen.

Entsprechende Paare von Leiter-Nulleiter-Spannungen V_ _, Vb-n und Vc-n in Pig. 2 werden miteinander kombiniert, um Leiter-Leiter-Spannungen Va-b, Vb-c und Vc-a zu erzeugen. Nach Sig.1 ist eine la Stern geschaltete Last mit Last elementen 12a-n, 12b-n und 12c-n und eine im Dreieck geschaltete Last mit Lastelementen i4a-b, 14b-o und 14c-a für eine Wechselstromerregung durch die Leiter A, B und G verbunden* Sie erfindungsgemäßen Vorteile werden erreicht selbst wenn die Last nicht abgeglichen ist bzw. symmetrisch ist. Eine gemeinsame neutrale Verbindung bzw. Nulleitung (die nicht dargestellt ist) kann hinzugefügt werden, die die Quelle und die Last verbindet, beispielsweise um eine Einzelphasenlast anzupassen, jedoch wird durch eine solche Verbindung der Oberwellengehalt zu der Einzelphasenlast erhöht.

Bei den Plachdach-Leiter-Mittelleiter-Spannungswellenformen Va-n, Vb-n und Vc-n in Fig.2 umfaßt jede Periode von jeder der drei Leiter-Mittelleiter-Spannungswellenformen einen oberen mittleren Wellenformabschnitt UC, einen oberen rechten Wellenformabschnitt UR, einen unteren linken Wellenformabschnitt LL,

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einen unteren mittleren Wellenformabschnitt LC und einen unteren rechten Wellenformabsehnitt LR. Die sechs Wellenformabschnitte UC, UL, LL, LC, LR und UB sind von näherungsweise gleicher Dauer, wobei sich jeder über näherungsweise 60 elektrische Grad in jeder Periode der entsprechenden Leiter-Nulleiter-Wellenformen erstreckt.

Wie. in den graphischen Darstellungen gezeigt ist, ist der obere mittlere Wellenformabschnitt UO durch ein oberes mittleres Spannungssegment Vuc definiert, das im wesentlichen konstant bei einem oberen Potential Eup über dem neutralen Potential bzw. Nullleiterpotential ist. In ähnlicher Weise ist der untere mittlere Wellenformabschnitt LG durch ein unteres mittleres Spannungssegment VIc deiniert, das im wesentlichen konstant bei einem unteren Potential Up unter dem Nulleiterpotential ist. Der obere linke WellenXormabechnitt UL ist durch ein oberes links Spannungssegment VuI definiert, das in einer Reihe von Spannungsstufen von dem Nulleiterpotential zu dem oberen Potential Eup ansteigt. Der obere rechte Wellenformabschnitt UR ist durch ein oberes rechtes Spanmmgtaegment Vur definiert, das in einer leihe von Spannungsfitufen von dem oberen Potential Eup zu dem Nulleiterpotential abfällt. Der untere linke Wellenformabschnitt LL ist durch ein unteres linkes Spennungsnegment VIl definiert, das in einer Reihe von Spannung s stuf en von dem Nulleiterpotential zu dem unteren Potential XLp abfällt. Der untere rechte Wellenformabschnitt LR ist durch ein unteres rechtes Spannungssegment VIr definiert, das in einer Reihe von Spannungsstufen von dem unteren Potential EIp zu dem Hulleiterpotential ansteigt.

Aufgrund der Symmetrie der Leiter-Nulleiter-Spannungswellenformen Va-n, Vb-n und Vc-n sind der obere mittlere, linke und rechte Wellenformabechnitt UO, UL und UR bzw. der untere mittlere, linke und rechte Wellenformabschnitt LC, LL und LR von gleicher Größe relativ au dem Inverter-Nulleiterpotential. Weiterhin weisen die entsprechenden !»eiter-Nulleiter-Wellenformen eine Halbperiodensymmetrie auf; jede Halbperiode ist um den 90°-Punkt von dem vorhergehenden Nulldurchgang symmetrisch.

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Obgleich die Leiter-Nulleiter-Spannungswellenformen Va-n, Vb-n und Vc-n nicht wesentlich von einer Sinuswelle für die Zwecke der Erfindung abweichen, ist diese Abweichung absichtlich grosser gemacht als die minimal mögliche Abweichung von dem Standpunkt der ieiter-Nulleiter-Spannung gesehen. Die von den Invertern 24 und 26 und dem Verteiler 28 "gesehenen" Spannungen sind Leiter-Nulleiter-Spannungen in bezug auf die mittig abgezapfte Quelle 16. Vie nachfolgend erläutert wird, ist der Mittelspannungsinverter 26 ein vergleichsweise einfacher, wirkeamer und zuverlässiger bzw. betriebssicherer Flachdach-Inverter und der Inverter 24 ein komplexerer, weniger wirksamer und weniger betriebssicherer Stufen-Spannungs-Grenerator, aufgrund dessen es erwünscht ist, ein Maximum an Energie über den Inverter 26 und ein Minimum an Energie über den Inverter 24 zu übertsgen» Diese Aufteilung der Leistung wird erfindungsgemäß erreicht, indem der Flachdach-Abschnitt der Leiter-Nulleiter-Spannungswelle so lang wie möglich gemacht wird« Die von den Leiter-zu-Leiter verbundenen Lasten wie 14a-b, 14a-c und 14b-c "gesehenen*¹ Spannungen sind nicht die Leiter-Nulleiter-ßpannungen, sondern stattdessen die Leiter-Leiterspannungen. Vie nachfolgend im einzelnen erläutert wird, ist es selbst mit einer 60°-Flachdach-Leiter-Nulleiter-Velle möglich, reine Sinuswellen-Lei ter-tieit er spannungen zu erzeugen. Als eine praktische !Tatsache ist es möglich, eine 60° übersteigende Flachdach-Leiter-Nulleiter-Velle in Verbindung mit abgestuften ansteigenden und abfallenden Abschnitten (so daß die Leiter-Nulleiter-Spannung einen hohen Oberwellengehalt hat) zu benutzen und dennoch Leiter-Leiter mit einem relativ kleinen Oberwellengehalt, der weitgehend auf Oberwellen hoher Ordnung beschränkt ist, zu erhalten.

Nach Fig. 3 umfassen entsprechende Halbperioden von Leiter-Nulleiter-Veil en Va-n und Vb-n mittlere, linke und rechte Vellenformabschnitte, die mit UG, UL und UR für die positiven Halbperioden und LC, LL und LR für die negativen Halbperioden bezeichnet sind. Venn die Grenzbedingung gegeben ist,

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daß der obere mittlere Wellenformabschnitt UC im wesentlichen konstant bei dem oberen Potential Eup über das sich zumindest von 60 elektrischen Grad bis 120 elektrische Grad erstreckenden Intervall ist, können der obere linke und rechte Wellenformabschnitt UL und UE so spezifiziert werden, daß die gesamte harmonische Verzerrung in den Leiter-Leiter-Spannungswellenformen Va-b, Vb-c und Vc-a auf ein Minimum herabgesetzt ist, indem so nah wie möglich die Bedingung für Null in der Leiter-Leiter-Wellenform angenähert wird.

Es ist theoretisch möglich, den gesamten Oberwellengehalt der Leiter-Leiter-Spannungen eines Dreiphasensystems zu eliminieren, das Flachdach-Wellenformen oder anders fixierte Wellenformen über nicht mehr als ein Drittel jeder Halbperiode der Leiter-Nulleiter-Spannung aufweist. In dem Fall einer Leiter-Nulleiter-Spannung mit einem Flachdach zwischen 60° und 120° der Amplitude K erfolgt diese Beseitigung, wenn die Leiter-Nulleiter-Spannung in dem 0°-6o°-Bereich der Gleichung

X - K(2 sin (wt + -£-\ -1)

folgt, wobei K die Größe der Flachdachwelle in dem 60°-120°- Bereich angibt. Angesichts der Symmetrie der Leiter-Nulleiter-Welle definiert die obige Gleichung die gesamte Wellenform, da sie den 0°-90°-Abschnitt der positiven Halbperiode überdeckt und die Welle von 90° bis 180° durch die Symmetrie ebenso wie die negative Halbperiode definiert ist. Die Spannungen Va-n und Vb-n in Fig. 3 sind in dieser Weise definiert. Die Kombination von diesen bzw. die durch Überlagerung von diesen erzeugte Spannung bildet eine reine Sinus-Leiter-Leiter-Spannung, die eine Spitze gleich zweimal der Größe des Leiter-Nulleiter-Flachdaches aufweist, wie es bei Va-b gezeigt ist.

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Die obige Gleichung definiert die obere linke und obere rechte Welle (ebenso wie die untere linke und untere rechte Welle) in der Form einer kontinuierlichen Spannungsvariation. Sie repräsentiert eine ideale unendlich gestufte Spannungswelle anstelle der Spannungswelle des endlich gestuften Typs, die mit größtem Wirkungsgrad in der Praxis erzeugt werden kann. Um die meisten der Vorteile der idealen Welle unter Erhaltung der praktischen Vorteile der Spannungßwellenformstufentyp zu erreichen, werden die oberen und unteren linken und rechten Spannungswellen in der Form von Stufen entwickelt, die die idealen Wellen annähert. Erfindungsgemäß werden die Dauer und Größe der einzelnen Stufen so gewählt, daß die wirkungsvollste Anpassung an die idealen Wellen vorgesehen ist unter Beachtung der Grenzbedingungen, die durch besondere Anwendungs- und Ausführungs-Kompromisse zwischen geringer harmonischer Verzerrung und anderen zu berücksichtigenden Punkten wie Komplexität, Größe, Betriebezuverlässigkeit und Wirkungsgrad aufgezwungen werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Leiter-Nulleiter-SpaTnumgBwellenform ausgelegt, indem mit einer Annäherung an die theoretische Wellenform der Fig. 3 begonnen wird, die oberwellenfreie Leiter-Leiter-Spannungen vorsieht. Wenn es beispielsweise festgelegt wird, daß die Leiter-Nulleiter-Spannung in fünf Stufen von Hull bis zu dem mittleren Spannungswert ansteigen soll, werden diese fünf Stufen in bezug auf ihre entsprechenden Amplituden und Dauern so festgelegt, daß die theoretisch perfekte kontinuierliche Kurve eng angenähert wird. Dies kann erfolgen, indem mathematische Methoden, wie die Methode des kleinsten Fehlerquadrates oder einfacher Abschätzungsmethoden mit dem Auge angewendet werden. Die resultierende abgestufte Spannungswelle, die eine gute Annäherung an das Optimum darstellt, wird dann als Basis für die Konstruktion der Vorrichtung benutzt, durch die die Wellenform erzeugt werden sil oder wird durch Iteration verfeinert, um eine noch bessere Annäherung an die theoretisch perfekte Kurve zu erreichen.

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Wie nachfolgend mehr im einzelnen in Verbindung mit einer praktischen Ausführungsform der Erfindung erläutert wird, kann ein Trigger- oder Kommutier- bzw. Umschaltimpuls durch den Links/ Rechts-Spannungsgenerator 24 und den Links/Rechts-Spannungsvert eil er 28 in die Leiter A, B' und C eingeführt werden, um eine Kommutierung bzw. Umschaltung des Mittelspannungsgenerators 26 zu bewirken. Ein solcher Impuls soll eine zwangsläufige und effektive Umschaltung des Mittelspannungsgenerators 26 vorsehen, um eine Leitung in Jeder Phase in dem Augenblick, wenn der Links/Rechts-Spannungsgenerator 24 die absteigende oder ansteigende gestufte Welle beginnt, zu beenden. Der Impuls in jeder Leiter-Nulleiter-Spannung wird natürlich so klein wie möglich gemachtj es ist jedoch inhärent erforderlich, die Leiter-Null eiter-ßpannung etwas zu verzerren, um die erforderliche Umschaltung vorzusehen. Der gesamte Effekt des Umschaltimpulses auf die Leiter-Leiter-Spannung ist jedoch aufgrund der Tatsache reduziert, daß er auf den Mittelspannungsgenerator 26 als eine Leiter-Nulleiter-Spannung wirkt, während er an der von Leiterzu-Leiter "verbundenen Last als eine Leiter-Leiter-Spannung erscheint.

Bei einem besonderen Anwend_ungsfall wurde die zur Erzeugung einer reinen Sinuswellen-Leiter-Leiter-Spannung erforderliche theoretische Leiter-Nulleiter-Spannung mit sechs SJ>annungsstufen durch eine Welle angenähert, die Spannungen mit Amplituden von 0 (0° bis 3,6°), 0,22 (3,6° bis 11,1°), 0,47 (11,1° bis 21,2°), 0,69 (21,2° bis 32,2°), 0,88 (32,2° bis 43,9°5 und 1,00 (43,9° bis 90°) aufwies. Zusätzlich wurde ein Umschaltimpuls von 1,1 in die Leiter-Nulleiter-Spannung in dem 5°-Intervall von 131 »1° bis 136,1° eingeführt. Die resultierendn Leiter-Nulleiter- und Leiter-Leiter-Spannungen sind in den ffig. 4a bzw. 4b dargestellt. Das Leistungszentrum dieser Welle einschließlich dem Umschaltimpuls erstreckt sich über 92,2°. Über 68 % der Gesamtenergie wird in diesem Leistungszentrum übertragen. Die gesamte Leiter-

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Leiter-Oberwellenverzerrung· liegt in der Größenordnung von 4,2%. Die Leiter-Nulleiter-Oberweilenverzerrung liegt in der Größenordnung von 16,7 %i näherungsweise viermal so groß. Die einzigen Leiter-Leiter-Oberwellen über 1 % sind die 29ste (1,07 %)_t die J1ste (1,13 %), die 35ste (1,23 %) und die 43ste (1,14 %). Die gesamte Oberwellenverzerrung der Leiter-Leiter-Spannung dieser Welle wurde auf etwa 1 % reduziert durch ein vergleichsweise kleines LC-Tiefpaßfilter, das. etwa auf die 14te Harmonische abgestimmt war und eine Eeiheninduktivität in jeder Leitung und im Stern verbundene Kondensatoren auf der Lastseite der Induktivitäten aufwies, wobei die entsprechenden Werte für jede Phase in der hergestellten Vorrichtung 90 Mikrohenry und 2 Mikrofarad betrugen.

Die Leistungszentrumsabschnitte der Leiter-Nulleiter-Wellen können sich über mehr als 60° erstrecken, wobei diese Konfiguration eine Anzahl von Vorteilen im Vergleich zu den Ergebnissen, wenn 60°-Leistungszentren benutzt werden, aufweist einschließlich: (1) geringeren Leiter-Leiter-Spannungs-Oberwellengehalt in Relation zu der Anzahl der Stufen in den rechten und linken Wellenabschnittenj (2) weniger Arbeit (duty) an den Stromabschalteinrichtungen in der Vorrichtung mit dem daraus folgenden größeren Systemwirkungsgrad und der größeren Betriebszuverlässigkeit it weniger gesteuerten Siliciumgleichrichtern und zugeordneten anderen Einrichtungen} (3) einen größeren Anteil an Energieübertragung zu der Last durch die relativ kleine und wirksame Mittelspannungs-Erzeugungseinrichtung; und (4) mehr Zeit für einen Trigger- oder Umschalt-Impuls, der zu dem Mittelspannungsgenerator durch die Linienleiter- bzw. Leiter von dem Links/Rechts-Verteiler oder Verteiler für aufsteigende/absteigende Spannung geführt wird.

In der folgenden Tabelle sind die gemäß der Erfindung erreichten Resultate dargestellt:

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Beispiel	£tnamvung	ler Dauer des 5B- Leistungs zentrums	Lei t er-Leit er- Gesamtoberwel- 1 enver zerrung	Umschalt impuls
	stufen	111,8°	6,2 %	nein
1	3	100,2°	4,8 %	nein
CVJ	4	92,8°	4,0 %	nein
3	5	88,8°	3,3 %	nein
4	6	84,2°	2,9 %	nein
5	7	92,2°	4,2 %	Ja
6	5	60°	5,6 %	nein
7	4	60°	4,5 %	nein
8	5	60°	3,8 #	nein
9	6	60°	3,3 %	nein
10	7

Es wird Jetzt die Invert ereinrichtung beschrieben.

In i"ig· 5 ist ein Schaltungsdiagramm eines Dreiphasen-Inverters

gemäß der Erfindung dargestellt, wobei Teilen in Fig. 1 entsprechende Abschnitte mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind. Der Mittelspannungsgenerator 26 liefert wechselweise positive und negative Leistungs-Mittelspannungsabschnitte zu drei Zeiten der vorgewählten Betriebsfrequenz der Leiter-Leiter-Spannungewellenforaen Va-b, Vb-c und Vc-a. Diese sind aufeinanderfolgend als die Abschnitte UC und LC auf die entsprechenden Butfttn verteilt, wie es in fig. 2 dargestellt und ofen erläutert i et. Der Idnks/Hechts-Generator oder Generator 24 für

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ansteigende und abfallende Spannung erzeugt wechselweise die simultanen oberen linken und rechten Spannungssegmente VuI und Vur und die simultanen unteren linken und rechten Spannungssegmente VIl und VIr zu drei Zeiten der Frequenz der Leiter-Leiter-Spannungswellenformen Va-b, Vb-c und Vc-a. Der Links/fiechts-Spannungsverteiler 28 legt die oberen linken und rechten Spannungsabschnitte UL und UE und die unteren linken und rechten Spannungsabschnitte LL und LR der Pig. 2 an die Phasenleitungen A, B und C an, um die entsprechenden oberen und unteren linken und rechten Wellenformabschnitte UL, UR, LL und LR jeder Leiter-Nulleiter-Spannung zu bestimmen. \

Der Generator oder Inverter 26 liefert positive und negative Ausgangsspannungsimpulse mit einer Wiederholungsrate dreimal so häufig wie die !Frequenz der Ausgangs-Leiter-Leiter-Welle ist. Diese Impulse werden wahlweise und alternativ zu den drei Linienleitern bzw. Leitern A, B und G verteilt, um die Leistungs-Mittelabschnitte der Leiter-Nulleiter-Spannungen der Fig. 2 zu entwickeln. Gesteuerte Gleichrichter 40a, 40b und 40c bilden eine Gruppe 40, die die positive Klemme der einseitig gerichteten Quelle 16 zu den entsprechenden Dreiphasenleitern A, B und G verbindet. Wenn die Gleichrichter 40a, 40b und 40c selektiv leitend gemacht werden, wird die volle Spannung einer Quelle 36U in bezug auf die neutrale Verbindung oder Erdverbindung bzw. den Nulleiter an die ausgewählte Leitung A, B oder G angelegt. Gesteuerte Gleichrichter 42a, 42b und 42c bilden in ähnlicher Weise eine Gruppe 42, die die negative Klemme der einseitig gerichteten Spannungsquelle 16 zu den Dreiphasenleitungen A, B bzw. G verbindet, so daß, wenn diese Gleichrichter selektiv zum Leiten aufgetastet werden, die ausgewählte Leitung in bezug auf den neutralen Punkt bzw. die Nulleitung odor Erde in der Größe der Spannung einer Quelle 36L negativ wird. Die Spannungsquellen 36U und 3GL weisen gleiche Ausgangspegel auf, so daß die erforderlichen Leistungs-Mittelspannungen UG und LO der Fig. 2, indem die entsprechenden Gleichrichter in

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den Gruppen 40 und 42 leitend gemacht werden, an die Leitungen angelegt werden. In dem Zeittaktdiagramm der Fig. 7 sind die Perioden dargestellt, während denen die entsprechenden gesteuerten Gleichrichter leitend gemacht werden, um ein 60°-Leistungszentrum zu liefern, während in dem ^zeittaktdiagramm der Fig. 9 ein Wellenbeispiel mit einem durch diese gesteuerten Gleichrichter erzeugten Leistungszentrum von 92,8° dargestellt ist. Die Gleichrichter 40a, 40b, 40c, 42a, 42b und 42c in der Zeichnung sind bevorzugt gesteuerte Siliciumgleichrichter, wobei jeder gesteuerte Gleichrichter leitend gemacht wird, indem eine Torsteuerspannung in dem Augenblick, wenn ein Leiten erwünscht ist, angelegt wird, und durch eine Rückwärtsvorspannung von einem Umschaltimpuls in dem Augenblick, wenn ein Abschalten erwünscht ist, nicht leitend gemacht werden. Spezifische Wege zum Torsteuern bzw. Auftasten der entsprechenden Gleichrichter werden nachfolgend mehr im einzelnen erläutert.

Die ansteigenden und abfallenden Spannungen werden von den Quellen 36U und 36L über einen Flachdach-Vollwellen-Einzelphasen-Inverter 52 abgeleitet, der erste und zweite Treibspannungs-Inverterschalter 54u und 5^1 uM erste und zweite Treib spannung s-Kommut at orschalter 56u und 561 umfaßt. Die ersten und zweiten Treibspannungs-Inverterschalter 5^-u und 541 sind einfach gesteuerte (unicontrol), einseitige (unilateral) elektronische Schalter wie gesteuerte Siliciumgleichrichter. Die ersten und zweiten Treibspannungs-Kommutatorschalter 56u und 561 sind doppelt gesteuerte (bicontrol), einseitige (unilateral) elektronische Schalter wie Transistoren. Die Hilfsquellen 56uB und 561B, die in Reihe mit den entsprechenden Kommutatorschaltern verbunden sind, liefern das erforderliche Vorspannungspotential in Rückwärtsrichtung bzw. Sperrichtung zum Kommutieren bzw. Umschalten der Inverterschalter 54u und 541, die alle nachfolgend mehr im einzelnen beschrieben werden.

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Die ersten und zweiten Treibspannungs-Inverterschalter 54ü "und 541 sind jeweils zwischen eine andere entsprechende Quelle der oberen und unteren Spannungsquellen 36U und 36L und eine Inverterausgangsleitung 58 geschaltet. Die ersten und zweiten Treibspannungs-Kommutatorschalter 56u und 561 sind jeweils bo verbunden, daß sie einen anderen entsprechenden Schalter der Treibspannungs--*-nvert er schalt er 54u und 541 ia- Sperrichtung vorspannen. Die ersten und «weiten Treibspannungs-Inverterechalter 54u und 541 und die ersten und zweiten Treibspannungs-Kommutatorschalter 56u und 561 wirken zusammen, um Rechteckwellen-Treibepannungs-Impulse auf der Inverter-Ausgangsleitung 58 zu erzeugen. Die TreibSpannung wechselt zwischen dem oberen Potential Eup und dem unteren Potential SIp der fig. 2 dreimal während jeder Periode der Leiter-Leiter-Spannungswellenformen Ya-b, Vb-c und Vc-a. Somit iat die Treibspannung einer Rechteckwelle, die wechselweise bei dem oberen Potential Sup und bei dem unteren Potential EIp während aufeinanderfolgenden Intervallen von 60 elektrischen Grad der Leiter-Leiter- oder Leiter-Nulleiter-Spannungen verweilt. Die Treibspannunge-Koomutatorschalter 56u und 561 koa&utieren oder schalten die entsprechenden Schalter der Treibipannungs-Inverterschalter 54u und 54-1 ab, indem sie die Hilfequellenspannung der Quellen 56uB bzw. 561B verbinden, um die Inverterschalter 5^u und 5^1 in Sperrichtung vorzuspannen. Diese Vorspannung in Sperrichtung ist taktgesteuert, so daß eie auftritt, wenn der Inverter 52 minimalen Strom liefert, wenn der einzige gelieferte Strom Magnetisierungsstrom für einen AutotransJCtrmator bzw. Spartransformator 50 ist. Dazu ist die Einführung einer Totzeitperiode für das Links/Bechts-Spannungsverteilungssystem während jeden 60° der Ausgangs-Leiter-Leiter-Spannung erforderlich, während der der Spartransformator 50 entladen wird. Wenn das Leistungszentrum 60° übersteigt, ist für den Spartransformator eine Totzeit inhärent durch die Zeit des Leistungszentrums über die 60° hinaus beetiumt, die genügen kann.

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Die Spannungsbezugseinrichtung oder der Spartransformator umfaßt eine einzelne Windung 60 mit einer Vielzahl von Spannungsanzapfungen 62 einschließlich einer Eingangsanzapfung 62i, einer Gruppe von Stufenanzapfungen 62s und einer Kommutatoranzapfung 62c. Die Gruppe von Stufenanzapfungen 62s setzt sich aus einer Vielzahl (sieben in dem dargestellten Beispiel) .von Spannungsanzapfungen 62sO-62s6 zusammen. Der Eingang 62i ist mit der Inver_terausgangsleitung 58 verbunden. Die Stufenanzapfung 62sO ist mit dem neutralen Punkt bzw. dem Nullpunkt gemeinsam mit der Mittelanzapfung der Quelle 16 verbunden. Somit ist im Betrieb der Spartransformator 50 wechselnden positiven und negativen Spannungen von den Quellen 36U und 36L, die durch den Leiter 58 &n die Anzapfung 62i angelegt werden, ausgesetzt. Diese wechselnden Spannung bewirkt ein Wechseln dee die Wicklung 60 verkettenden Flusses im wesentlichen mit der Rate bzw. Frequenz der zwischen der Anzapfung 62i und Erde angelegten Spannung. Folglich teilen die Anzapfungen 62sO, 62s1, 62s2, 62s5, 62s4, 62s5 und 62s6 im wesentlichen die gesamte angelegte Spannung in Abhängigkeit von ihren anteiligen Windungen gemäß dem bekannten Transformatrbetrieb. ßomit weisen die entsprechenden Anzapfungen jeweils im wesentlichen rechteckwellenförmige Spannungen in bezug auf Erde auf, die mit der Spannung an der Anzapfung 62i synchronisiert sind. Jede Anzapfungsspannung stellt einen Prozenteatz der Spannung an der Anzapfung 62i, der durch die mit der entsprechenden Anzapfung verbundenen Windungen und die Ge samt windung en zu der Anzapfung 62i bestimmt ist. Die Stufenanzapfungen 62sO-62s6 sind auf der Wicklung 60 so mit Abstand angeordnet, daß jede sich bei einem Pegel des oberen Satzes von Stufenpegeln EuO-Eu6, UR oder UL der Fig. 2, wenn die !Treibspannung an der Eingangsanzapfung 62i sich auf dem oberen Potential Eup befindet, und auf einem Pegel der unteren Gruppe von Stufenpegeln EI0-E16, LR oder LL der Fig. 2 befindet, wenn die Treibspannung an der Eingangsanzapfung 62i sich auf dem unteren Potential EIp befindet. Alle Leiter-Nulleiter-Wellenformen

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der Pig. 2 umfassen identische Gruppen von oberen und unteren linken und rechten Stufen und infolgedessen sind nur eine obere und eine untere Gruppe von Stufen markiert. Weiterhin bestimmt die Kommutatoranzapfung 62c den oberen Kommutatorpegel Euc, wenn die Treibspannung an der Eingangsanzapfung 62i sich auf dem oberen Potential Eup befindet, und den unteren Kommutatorpegel Eic, wenn die Treibspannung an der Eingangsanzapfung 62i sich auf dem unteren Potential EIp befindet.

Ein Normalspannungspegelgenerator (voltage level synthesizer) umfaßt einen Spannungspegelwähler 64 und einen Spannungspegelkommutator 66. Der Spannungspegelwähler 64 umfaßt eine erste und zweite Gruppe von Spannungspegelwählerschaltern 68 und 70. Die erste Gruppe von Spannungspegelwählerschaltern 68 umfaßt einen ersten Satz von Untergruppen 68a und 68b. Die zweite Gruppe von Spannungspegelwählerschaltern 70 umfaßt einen zweiten Satz von Untergruppen 70a und 70b. Zusätzlich umfaßt die erste Gruppe von Spannungspegelwählerschaltern 68 eine erste Gruppe von Stufen~ pegelwählerschaltern 68sO-68s6 und einen ersten Kommutatorpegelwählerschalter 68c. Die zweite Gruppe von Spannungspegelwählerschaltern 70 umfaßt eine zweite Gruppe von Stufenpegelwählerschaltern 7OsO-7Os6 und einen zweiten Kommutatorpegelwählerschalter 70c. Jeder der Stufenpegelwählerschalter 68sO-68s6 und 7OsO-7Os6 ist durch einen einseitig gesteuerten (unicontrol), zweiseitigen (bilateral) elektronischen Schalter vorgesehen, der in Pig. 5 als ein Paar von entgegengesetzt gepolten gesteuerten Gleichrichtern dargestellt ist. Weiterhin sind der erste und zweite Kommutatorpegelwählerschalter 68c und 70c durch einen einseitig gesteuerten einseitigen elektronischen Schalter vorgesehen, der als ein einzelner gesteuerter Gleichrichter dargestellt ist.

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Der Spannungspegelwähler 64 umfaßt einen ersten Satz von Spannungspegelwähler leitung en mit Wählerleitungen 72a und 72b und einen zweiten Satz von Spannungspegelwählerleitungen mit Wähl er leitung en 7^Q- und 74-b· Jeder der Stufenpegelwählerschalter 68sO-68s2, 68s4 und 68s6 der ersten Untergruppe 68a der Wähl er schalt er 68s ist zwischen die Spannungspegelwählerleitung 72a und eine andere entsprechende Anzapfung der Stufenanzapfungen 62sO, 62s2, 62s4 und 62s6 verbunden. Jeda? der Stufenpegelwählerschalter 68s1, 68s3 und 68s5 der zweiten Untergruppe 68b der Wähl er sch alt er 68s ist zwischen die Spannungswählerleitung 72b und eine andere entsprechende Anzapfung der Stufenanzapfungen 62s1, 62s3 und 62s5 verbunden. In gleicher Weise ist Jeder der Stufenpegelwählerschalter 7OsO, 7Os2, 70s4 und 70s6 der ersten Untergruppe 70a der Wähl er schalt er 70s zwischen die Spannungspegelwählerleitung 7^-a und eine verschiedene entsprechende Anzapfung der Stuf enanzapfungen 62sO, 62s2, 62s4 und 62s6 verbunden. Jeder der Stufenpegelwählerschalter 70s1, 7O^ß3 und 70 s5 der zweiten Untergruppe der Wählerschalter 70s ist zwischen die Spannungspegelwählerleitung 74b und eine andere entsprechet Anzapfung der Stufenanzapfungen 62s1, 62s3 und 62s5 verbunden. Der in der Untergruppe 68b enthaltene Kommutatorpegelwählerschalter £8c ist zwischen die Spannungspegelwählerleitung 72b und die Kommutatoranzapfung 62c verbunden. Der in der Untergruppe 70t¹ enthaltene Kommutatorpegelwählerschalter 70c ist zwischen die Spannungspegelwählerleitung 74b und die Kommutatoranzapfung 62c geschaltet. Somit sind, wie es in der Zeichnung dargestellt ist, die Spannungspegelwählerschalter in jeder der vier Untergruppen der Wählerschalter 68s und 70s zwischen eine entsprechende Leitung der Spannungspegelwählerleitungen 70a, 70b, 72a und 72b und nicht benachbarte Spannungsanzapfungen 62 an dem Spartransformator 50 geschaltet.

Der Spannungspegelkommutator 66 umfaßt eine erste und zweite Gruppe von Spannungspegelkommutatorschaltern 76 ^und 78. Die .

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erste Gruppe von Spannungspegelkommutatorschaltern 76 umfaßt ein Paar von Kommutatorschaltern 76a und 76b. Die zweite Gruppe von Spannungspegelkommutatorschaltern 78 umfaßt ein Paar van Kommutatorschaltern 78a ^un<ä 78"b. Die Spannungspegelkommutator schalt er 76a und 76b in der ersten Gruppe 76 und die Spannungspegelkommutatorßchalter 78a und 78b in der zweiten Gruppe 78 sind jeweils durch einen zweiseitig gesteuerten (bicontrol), zweiseitigen (bilateral) elektronischen Sctalter vorgesehen, der in der Zeichnung als ein Paar von entgegengesetzt gepolten Transistoren dargestellt ist. Zusätzlich umfaßt der Spannungspegelkommutator 66 eine erste und zweite Spannungspegelkommutatorleitung oder Spannungsausgangsleitung 80 und Jeder der Spannungspegelkommutatorschalter 76a und 76b ist zwischen eine andere entsprechende Leitung der Spannungspegelwählerleitungen 72a und 72b und die erste Spannungspegelkommutatorleitung 80 geschaltet. Jeder der Spannungspegelkommutatorschalter 78a und 78b ist zwischen eine andere entsprechende Leitung der Spannungspegelwählerleitungen 74-a und 7^b und die zweite Spannungspegelkommutatorleitung 82 geschaltet. Somit ist jeder der Spannungspegelkommutatorschalter 76a, 76b, 78a und 78b zwischen eine andere entsprechende Untergruppe der Untergruppen 68a, 68b, 70a oder 70b und eine entsprechende Ausgangsleitung 80 oder 82 geschaltet. Die Bedeutung dieser Beziehungen wird nachfolgend erläutert.

Der Normalspannungspegelgenerator (voltage level synthesizer) 4-6 umfaßt einen ersten Normalspannungspegelgenerator mit der ersten Gruppe von Spannungspegelwählerschaltern 68 und der ersten Gruppe von Spannungspegelkommutatorschaltern 76 und einen zweiten Normalspannungspegelgenerator mit der zweiten Gruppe von Spannungspegelwählerschaltern 70 und der zweiten Gruppe von Spannungspegelkommutatorschaltern 78. Die erste Gruppe von Spannungspegelkommutatorschaltern 76 ist mit der ersten Gruppe von Stufenpegelwählerschaltern 68s kombiniert zur Erzeugung eines der oberen linken oder rechten Spannungs-

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to

abschnitte UL oder UR der Fig. 2 oder eines der unteren linken oder rechten Spannungsabschnitte LL oder LR der Fig. 2 in Abhängigkeit von der Erregungspolarität an der Anzapfung 62i. Die zweite Gruppe von ßpannungspegelkommutatorschaltern 78 ist mit der zweiten Gruppe von Stufenpegelwählerschaltern 70s kombiniert zur Erzeugung des anderen der oberen linken oder rechten Spannungsabschnitte UL oder UR oder des anderen des unteren linken oder rechten ßpanmingsabschnittes LL oder LR. Weiterhin sind die erste und zweite Gruppe von ßpannungspegelkommutatorschaltem 76 und 78 Jeweils mit einem entsprechenden der ersten und zweiten Kommutatorpegelwähler schalt er 68c und 70c kombiniert zur Erzeugung eines anderen Impulses der oberen und unteren Kommutatorspannung eimpul se Sue und Sie der Fig. 2.

Die oberen linken und rechten Spannungsabschnitte UL und UR werden während der Intervalle von 60 elektrischen Grad erzeugt, wenn die an dir Eingangsanzapfung 62i angele^e Treibspannung sich auf ihrem oberen Potential Eup befindet, so daß der obere Satz von Stuf enpegeln EuO-Eu6 an den Stuf enanzapfungen 62sO-62s6 entsprechend but Verfügung stehen. Eine der ersten und zweiten Gruppe von ßtufenpegelwählerschaltern 68s und 70s verbindet aufeinanderfolgende Anzapfungen der Transformatoranzapfungen in aufsteigender Folge während aufeinanderfolgenden Perioden der linken Gruppe" von Stufenperioden P10-P16, um die einzelnen ßpannungsstufen EuO-Eu6 in dem oberen linken Spannungssegment zu bestimmen. In gleicher Weise verbindet die andere der ersten und zweiten Gruppe von ßtufenpegelwählerschaltern 68s und 70s aufeinanderfolgende Anzapfungen der Transformatorabzapfungen in absteigender Folge während aufeinanderfolgenden Perioden der rechten Gruppe von ßtufenperioden PrO-Pr6, um die einzelnen Spannung« stuf en EuO-Eu6 in dem oberen rechten ßpannungsabschnitt UR zu bestimmen.

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In gleicher Weise werden der untere linke und rechte Spannungsabschnitt LL und LR während den Intervallen von 60 elektrischen Grad gebildet, wenn die an die Eingangsanzapfung 62i angelegte ¹BsIbspannung sich auf dem unteren Potential EIp befindet, so daß der untere Satz von Stufenpegeln E10-E16 an den Stufenabzapfungen 62sO-62s6 entsprechend zur Verfügung steht. Eine der ersten und zweiten Gruppe von StufenpegelWählerschaltern 68s und 70s verbindet aufeinanderfolgende Anzapfungen der Transformatoranzapfungen in aufsteigender Folge während aufeinanderfolgenden Perioden des linken Satzes von Stufenperioden P10-P16, um die einzelnen Spannungsstufen E1Q-E16 in deöt· unteren linken Spannungsabschnitt UL zu bestimmen. Die andere der ersten und zweiten Gruppe von Stufenpegelwählerschaltern 68s und 70s verbindet aufeinanderfolgende Anzapfungen der Transformatoranzapfungen in absteigender Folge während aufeinanderfolgenden Perioden des rechten Satzes von Stufenperioden PrO-Pr6, um die einzelnen Spannungsstufen E10-E16 in dem unteren rechten Spannungsabschnitt LR zu definieren.

Zusätzlich steht, wenn die an die Eingangsanzapfung 62i angelegte Treibspannung sich auf ihrem oberen Potential Eup befindet, die obere Kommutatorspannung Euc an der Kommutatoranzapfung 62c zur Verfügung. Wenn sich die Treibspannung zu dem oberen Potential Eup verlagert, liefert der Koiamutatorpegelwählerschalter 68c in der ersten Gruppe der Spannungspegelwählerschalter 68 den oberen Kommutatorspannungsimpuls Sue der Fig»2· In gleicher Weise steht, wenn die an die Eingangsanzapfung 62i angelegte Treibspannung sich auf ihrem unteren Potential EIp befindet, die untere Kommutatorspannung Eic an der Kommutatoranzapfung 62c zur Verfügung. Wenn sich die Treibspannung zu dem unteren Potential EIp verlagert, liefert der zweite Kommutatorpegelwählerschalter 70c in der zweiten Gruppe von Spannungspegelwählerschaltern 70 den unteren Kommutatorspannungsimpuls Sie der .2.

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Bevorzugt bestimmt eine der ersten und zweiten Gruppe von Spannungspegelwählersdaltern 68 und 70 den oberen rechten und unteren linken Spannungsabschnitt UE und LL, während die andere der ersten und zweiten Gruppe von Spannungspegelwähl er schaltern 68 und 70 den unteren rechten und den oberen linken Spannungsabschnitt LR und UL bestimmt. Dadurch wird der mechanische Aufwand für den erforderlichen Taktsteuergenerator (der nachfolgend im einzelnen erläutert wird) vereinfacht, indem das Erfordernis zum Abschalten der Stufenpegelwählerschalter 68sO und 7OsO beseitigt wird, da die entsprechenden Gruppen kontinuierlich von dem oberen rechten Spannungsabschnitt UR zu dem unteren linken Spannungsabschnitt LL und von dem unteren rechten Spannungsabschnitt LR zu dem oberen linken Spannungsabschnitt UL übergehen. Alternativ kann eine der ersten und zweiten Gruppe von Spannungspegelwählerschaltern 68 und 70 das obere und untere linke Spannungssegment UL und LL bestimmen, während die andere der ersten und zweiten Gruppe von Spannungspegelwählerschaltern 68 und 70 den oberen und unteren rechten Spannungsabschnitt UR undLR bestimmen kann»

Im Betrieb werden die in der beschriebenen Weise zur Verfugung stehenden Stufenwellen mit einem Leistungs-Mittelspannungsabschnitt von dem Inverter 26 kombiniert, um die drei ^eiter-Nulleiter-Spannungen der !Fig. 2 zu jedem Zeitmoment vorzusehen. Durch die 12O°-3?hasenverschiebung der drei Wellen wird der Vorteil erreicht, daß einer der drei immer eine einseitig gerichtete Leistungs-Mittelspannung einer ersten Polarität geliefert wird, während den anderen zwei Stufenwellenabschnitte der anderen Polarität geliefert werden. Ein linker und einiechter Stufenabschnitt sind immer gleichzeitig erforderlich und es werden weder zwei linke Abschnitte noch zwei rechte Abschnitte je zur gleichen Zeit benötigt.

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Wie oben bereits beschrieben wurde, sind die Spannungspegelkömmutatorschalter in der ersten und zweiten Gruppe 76 und 78 jeweils durch einen zweiseitig gesteuerten elektronischen Schalter und die Spannungspegelwählerschalter in der ersten und zweiten Gruppe 68 und 70 jeweils durch einen einseitig gesteuerten elektronischen Schalter vorgesehen. Die Spannungspegelkommutatorschalter in jeder der ersten und zweiten Gruppe 76 und 78 kommutieren oder schalten die Spannungspegelwählerschalter in einer anderen entsprechenden Gruppe der ersten und zweiten Gruppe 68 und 70 ab. Dies kann am besten erläutert werden, indem die Betriebsweise der ersten Gruppe von Spannungspegelkommutatorschaltern 76 und der ersten Gruppe von Spannungspegelwählerschaltern analysiert wird. Die Betriebsweise der zweiten Gruppe von Spannungspegelkommutatorschaltern 78 und der zweiten Gruppe von Spannungspegelwählerschaltern 70 ist im wesentlichen identisch. In der folgenden Beschreibung werden die Begriffe "aufgetastet" und "nicht austastet" bei der Beschreibung der Betriebsweise der verschiedenen elektronischen Schalter verwendet. Ein, elektronischer Schalter wird "austastet", wenn ein Vorspannungssignal an die Steuerelektrode des Schalters angelegt wird. Ein elektronischer Schalter ist "nicht aufgetastet", wenn das Vorspannungssignal von der Steuerelektrode des Schalters weggenommen ist.

Wenn einer der Spannungspegelwählersohalter 68sO, 68s2, 68s4- und 68s6 in der Untergruppe 68a aufgetastet wird, wird der Spannungspegelkommutatorschalter 76a ebenfalls aufgetastet. Im aufgetasteten Zustand ist der Spannungspegelkommutatorschalter 76a leitend, um eine Leitung von den Spannungspegelwählerschaltern in der Untergruppe 68a zuzulassen. In gleicher Weise wird, wenn einer der Spannungspegelwählerschalter 68s1, 68s3, 68s5 und 68c in der Untergruppe 68b aufgetastet wird, der Spannungspegelkommutatorschalter 76b aufgetastet. Im aufgetasteten Zustand ist der Spannungspegelkommutatorschalter 76b leitend und gestattet die Leitung von den Spannungepegelwählerechal-

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tern in der Untergruppe 68b. Weiterhin ist, wenn der Spannungspegelkommutatorschalter 76b aufgetastet ist, der Spannungspegel-konmutatorechalter 76a nicht aufgetastet. Im nicht aufgetasteten Zustand Behaltet der Spannungspegelkommutatorschalter 76a ab, um den Strom von den Spannungspegelwählerschaltern in der Untergruppe 68a zu unterbrechen und die vorher aufgetasteten Schalter dieser Untergruppe abzuschalten. In ähnlicher Weise ist, wenn der SpannuttgspegelkoMautatorschalter 76a aufgetastet ist, der Spannungspegelkommutatorechalter 76b nicht aufgetastet. In dem nicht aufgetasteten Zustand schaltet der Spannungspegelkommutatorschalter 76b ab, um Strom von den Spannungspegelwählerschaltern in der Untergruppe 68b zu unterbrechen und die vorher aufgetasteten Schalter abzuschalten. Dieser Vorgang wiederholt sich kontinuierlich, wenn die Spannungspegelwählerschalter in der ersten Gruppe 68 aufeinanderfolgend in einer wechselnden aufsteigenden und absteigenden Tolge aufgetastet werden«

Bevonuft werden die ipannungspegelkommutatorschalter 76a und 76b wechselweise gleichzeitig an- und abgeschaltet. D.h., der Spannungspegelkoemutatorschalter 76b wird aufgetastet und leitend gemacht in dem gleichen Augenblick, wenn der Spannungspegelkommutatorschalter 76a zugetastet und nicht leitend gemacht wird und umgekehrt. Jedoch schaltet aufgrund der inhärenten Zeitverögerung zwischen der Zeit, wann ein Transistor zugetastet wird, und der Zeit, wann der Transistor zu leiten aufhört, der aufgetastete Schalter der Spannungspegelkommutatorschalter 76a und 76b tatsächlich einen Augenblick vorher ein, bevor der nicht aufgetastete bzw. zugetastete Schalter der Spannungspegelkommutatorschalter abschaltet. Durch diesen Betrieb eines Einschaltens vor dem Abschalten der Spannungspegelkoinmutatorschalter 76a und 76b wird verhindert, daß die Bedingung eines offenen Kreises für die Last 10 entsteht. Eine momentane Kurzschlußbedingung wird zwischen benachbarten Anzapfungen der Spannungsanzapfung;en 62 des TranefoAtors 50 aufgeprägt} jedoch ist der resultierende Kurzsc_hlußstrom unbedeutend aufgrund des gesamten Stromverzogerunca-

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Sr

effektes, der durch die Induktivität der Wicklung 60 vorgesehen ist.

Aufgrund der Aufteilung der ersten Gruppe von Spannungspegelwähl er schal tern 68 in. die Untergruppen 68a und 68b ist die über die Spannungspegelkommutatorschalter 76a und 76b in der ersten Gruppe 76 angelegte Spannung niemals größer als die maximale Spannungsdifferenz zwischen irgendwelchen zwei benachbarten Anzapfungen der Spannungsanzapfungen 62 des Spartransformators 50. Infolgedessen ist die maximale Spannungsbemessung bzw. maximale Wennspannung der Spannungspegelkommutatorschalter 76a und 76b klein im Vergleich zu den maximalen durch den Transformator 50 erzeugten Spannungen. Dieses Merkmal der dargestellten Leistungsversorgung 16 gestattet es, die Spannungspegelkommutatorschalter 76a und 76b und die Spannungspegelkommutatorschalter 78a und 78b mit Transistoren relativ geringer Spannung selbst dann vorzusehen, wenn der Spanmings- und Energieausgang der Leistungsversorgung relativ hoch ist. Die Irholungszeit für die elektronischen Schalter der Normalspannungspegelgeneratoren liegt in. der Größenordnung von 25 Mkrosekunden und infolgedessen atellt die Erholungszeit keinen Grenzwert dar, der die Anzahl von Stufen in der Wellenform bei nomelen fre$uei3£«B. !ΜφΤΝΜί* Die Anzahl der Stufen in der Leiter-Hulleiter-3paranmg wird durch die Grenzverbesserung des Grundwellengenalte· 4er resultierenden Leiter-Leiter-ßpannungen und Herst»llun#ikoapro*ieee zwischen Grüße, Komplexität, Kosten und BetriebetuTerläeeigkeit primär bestimmt.

Die erste und zweite Gruppe von Spaisnungepegelwählerechaitern 68 und 70 kann in jede gewünschte Anzahl von Untergruppen geteilt werden, solange die Spannungspegelwählerschalter in jeder der Untergruppen mit verschiedenen nicht benachbarten Anzapfungen der opannuncjrianüopfungen o? dos opartransformators 50 verbunden

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sind. Zusätzlich, müssen für Jede Untergruppe in jeder der ersten und zweiten Gruppe der Spannungspegelwählerschalter 68 und 70 eine entsprechende Spanaungspegelwählerleitung und ein entsprechender Spannungspegelkonuautatorschalter vorgesehen werden. Der Links/Rechts-Spannungsverteiler 28 umfaßt eine erste und zweite Gruppe von Links/Rechts-Phasenwählerschaltern 84 und 86. Die erste Gruppe von Links/Rechts-Phasenwählerschaltern umfaßt Wählerschalter 84a, 84b und 84c und die zweite Gruppe von Links/Rechts-Phasenwählerschaltern 86 umfaßt Wählerschalter 86a, 86b und 86c. Jeder der Phasenwählerschalter 84a, 84b, 84c und 86a, 86b und 86c wird durch einen einseitig gesteuerten, zweiseitigen elektronischen Schalter vorgeaehen, der in der Zeichnung durch zwei entgegengesetzt gepolte gesteuerte Gleichrichter dargestellt ist. Jeder der Links/Recht s-3hasenwählerschalter 84a, 84b und 84c in der ersten Gruppe 84 ist zwischen eine verschiedene entsprechende Leitung der Phasenleitungen A, B und 0 und die erste ßpannungsausgangsleitung geschaltet. Jeder der Links/Rechts-Phasenwählersehalter 86a, 86b und 86c in der zweiten Gruppe 86 ist zwischen eine verschiedene entsprechend· Leitimg der Phaeenleitungeii A, B una C unddie zweite Spannungsausgangaleitung 82 geschaltet. Jeder der ersten, und «weit·» Srupj»· τ»ο Linkf/l*chts~ffc««m*äfilerechalte:ra 84 und 36 legt einen entsprechend». Abschnitt der oberen linken und rechten Spennungeabechaitte UL und UR und «inen der entsprechenden Abschnitt· der unteren linkem u*d reefcfcea Bj»aimnfi»ft.bgohnitt» LL und XM an die Fha«*nl»ituagen A, B und O an, ua di« eatepreeke den oberen und unteren linken und rechten ¥ellöaXor»*b*ehnitte im jeder Periode von jeder der Leiter-Sulleitifr-Speiuiungswellenformen Va-n, Vb-n und tc-n in Fig. 2 *u definieren. Hehr im. «irireinen übertragen die LinJka/Kechts-Phaeenitiählerechalter in der ersten Gruppe 84 den Abschnitt der oberen linken und rechten Spannungsabschnitte UL und UR und den Abschnitt der unteren linken und rechten Spannung cab schnitte LL und LR, die auf der

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ersten Spannungsausgangsleitung 80 erscheinen. In gleicher Weise übertragen die Links/Rechts-Phasenwählerschalter in der zweiten Gruppe 86 den Abseh__nitt der oberen linken und rechten Spannungsabsehnitte UL und UE und den Abschnitt der unteren linken und rechten Spannungsabschnitte LL und LR, die an der zweiten Spannungsausgangeleitung 82 erscheinen.

Zusätzlich legt jede der ersten und zweiten Gruppe von Links/ Recbts-PhasenwählerschaliBm 84 und 86 einen entsprechenden Impuls des oberen und unteren Kommutatorspannungsimpulses Sue und Sie an die Phasenleitungen A, B und G an, um eine andere Gruppe der ersten und zweiten Gruppe von Mittelspannungs-Phasenwählerschalter 40 und 42 durch erzwungene Kommutierung oder Kommutierung durch Vorspannung in Sperrichtung umzuschalten. Mehr im einzelnen wird der obere Kommutator spannungsimpuls Sue durch die Links/fiechts-Phasenwählerechalter in der ersten Gruppe 84 angelegt, um die gesteuerten Gleidhrichter in der ersten Gruppe 40 abzuschalten, die den oberen Mittelspannungsabschnitt UC übertragen. In gleicher Weise wird der untere Kommutator spannungsimpuls Sie durch die Links/Rechts-Phasenwählerschalter in der zweiten Gruppe 86 angelegt, um die gesteuerten Gleichrichter in der zweiten Gruppe 42 abzuschalten, die den unteren Mittelspannungsabschnitt LO übertuen. Jedoch können in einer alternativen Ausführungsform die ersten und zweiten einseitigen Kommutatorpegelwählerschalter 68c und 70c durch einen einzelnen zweiseitigen Koiomutatorpegelwählerschalter ersetzt werden und eine der ersten und zweiten Gruppe von Links/Rechts-Phasenwählerschaltern 84 und 86 kann sowohl den oberen als auch den unteren Kommutatorspannungsimpuls Sue und Sie übertragen.

In entsprechender Weise legt jede Gruppe der ersten und zweiten Gruppe von Hittel-Phasenwählerschaltern 40 und 42 ein verschiedenes Segment der oberen und unteren Mttelep«tiiiun§»««fpeente UG und LC an die Phasenleitungen A, B und C an, um die erste und

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zweite Gruppe von Links/Rechts-Phasenwählerschaltern 84 und 86 durch erzwungene Kommutierung oder Kommutierung durch Vorspannung in ßperrichtung zu kommutieren. Insbesondere wird der obere Mittelspaimungeebschnitt UC durch die MittelBpannungs-Phasenwählerschalter ,in der ersten Gruppe 40 angelegt, um die Links/ Rechts-Phasenwählerschalter in der Gruppe der ersten und zweiten Gruppe 84 und 86 abzuschalten, die den oberen linken Spannungsabschnitt HL überträgt. Der untere Mittelspannungsabschnitt LC wird durch die Mittelspannungs-Phasenwählerschalter in der zweiten Gruppe 42 angelegt, um die Links/Eechts-Phasenwählerschalter in der Gruppe der eesten und zweiten Gruppe 84 und 86 abzuschalten, die den unteren linken Spannungsabschnitt LL überträgt. Durch die Kommutatorschalter 76 und 78 bewirkte Abschaltkommutierung (starvation commutation) ist für Lasten mit NiederleistungBfaktoren bzw. niedrigen Leistungsfaktoren erforderlich. Bevorzugt sind diese zwei Kommutierungen bzw. Umschaltungen di· einzigen für die Gruppen 84 und 86 erforderlichen Umschaltun-

Bevoreugt wird ein· verschiedene Gruppe der ersten und zweiten Gruppe von Links/Bechts-Phasenwähler schal tern 84 und 86 durch jeden der oberen und unteren Mittelspannungsabschnitte UC und LC abgeschaltet. Alternativ wird die Gruppe der ersten und zwei ten Gruppe von Links/Bechts-Phasenwählerschaltern 84 und 86, die die oberen und unteren linken Spannungsabschnitte UL und LL überträgt, alternativ sowohl durch das obere als auch das untere Mttelspannungssegment UC und LC abgeschaltet. Weiterhin wird alternativ die Gruppe der ersten und zweiten Gruppe von Linieo/ liechts-Phasenwählersclialtern CA- und ^G, die die oberen und unteren rechten Spannungsabschnitte UE und LR überträct, inherent durch erzwungene Kommutierung koimutiert, wenn sich die oberen und unteren rechten Spannungsabschnitte UE und LR auf dein neutralen Potential bzw. Nullpotential tefinden. Somit sieht die Leistungsquelle 16 entweder-in dem bevorzugten Fall oder in dem alternativen Fall eine komplementäre Koinmutation zwischen

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BAD ORjGiNAL

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der ersten und zweiten Gruppe von Mittel-Phasenwählerechaltern 40 und 42 und der ersten und zweiten Gruppe von Links/Rechts-Pliasenwählerschaltern 84 und 86 vor.

Wie oben erläutert wurde, werden die erste und zweite Gruppe von Stufenpegelwählerschaltern 58s und 70s, die erste und zweite Gruppe von Spannungskommutatorschaltern 7& und 78 und die erste und zweite Gruppe von Links/Rechts-Phasenwählerschaltern 84 und 86 durch zweiseitige elektronische Schalter vorgesehen. Wenn ein Paar von Beipassdioden 88u und 881 Jeweils parallel zu einem anderen entsprechenden Schalter der Treibspannungsinverterschalter 54u und 541 geschaltet ist, wie es dargestellt ist, besteht ein Blindstrompfad durch den Links/Hechts-Spaimungsverteiler 28 und durch den Links/Rechts-Spanmingsgenerator 24 zu jeder Zeit. Infolgedessen kann die Leistungsquelle 16 in eine last 10 mit einem Leistungsfaktor herunter Ms zum Cosinus des Winkels, bei dem das LeistungsZentrum beginnt, arbeiten. Wenn weiterhin eine erste und zweite Gruppe von Beipassdioden 90 und 92 Jeweil« parallel zu einer anderen entsprechenden Gruppe der ersten und zweiten Gruppe von Mittel-Phasenwählerschaltern 40 und 42 geschaltet ist, wie es in der Zeichnung dargestellt ist, beeteht ebenfalls ein Blindstrompfad durch den Mittelspannungsverteiler 26 und den Mittelspannungsgenerator 22 zu jeder Zeit. Infolgedessen kann die Leistungsquelle 16 in eine Last 10 arbeiten, die einen Yoreilungs- oder ITacheilungs-Leistungsfaktor herab bis etwa 0,0 aufweist.

In Pig. 6 ist ein Taktsteuerdiagramm dargestellt, das den Betrieb der verschiedenen elektronischen Schalter in dem Linkß/Rechts-Spannungsgenerator 24 über ein Brittol einer Periode oder ein Intervall von 120 elektrischen Grad definiert. Die in Fig. 6 darcestellte Taktsteuerfolge wird dreimal wiederholt für eine volle Periode von 360 elektrischen Grad. In Fig. 7 ist ein Taktet euer diagramm dargestellt, das den Betrieb der verschiedenen

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elektronischen Schalter in dem Mittelspannungsverteiler 26 und dem Links/Rechts-Spannungsverteiler 28 über eine volle Periode von 360 elektrischen Grad definiert. Die gestrichelten Bereiche in den Fig. 6 und 7 repräsentieren Periodenzeiten, während deren die entsprechenden elektronischen Schalter zum Leiten aufgetastet sind. Durch die Steuer- und Zeittaktfolge der Pig. 6 und 7 wird eine Wellenform erzeugt, die sieben Spannungsstufen und ein 60^o-Leistungszentrum ähnlich dem in Fig. 2 gezeigten aufweist und die Amplitude und Data? jeder Stufe wird in Abhängigkeit von dem obigen Beispiel 10 unter der Hinzufügung von Kommutierungsimpulsen bestimmt.

In den Fig. 8 und 9 sind Steuer- und ZeittaktdiaGramme zur Erzeugung von Leiter-Nulleiter-Spannungen von fünf Stufen mit einem Leistungsetntrum von 92,8° (87,8° plus 5° Eommutierungsimpuls) dargestellt. Die erforderliche Vorrichtung unterscheidet sich von der der Fig. 5 dadurch, daß fünf Spannungsanzapfungen 62sO~62s4 angeordnet sind, um die Spannungsstufen vorzusehen, und die Spannungsanzapfungen 62s6 und 62s5 und die zugeordneten Schalter entfallen. Die gestrichelten Bereiche in den Fig. 8 und 9 zeigen die Feriodenzeiten, in denen die entsprechenden elektronischen Schalter leitend aufgetastet sind.

Die erforderliche G-esamt-Zeittaktsteuerung kann erreicht werden, indem eine geeignete Quelle für Impulse, die als Schrittimpulse dienen, vorgesehen wird. Diese werden bevorzugt zu einem Digitalzähler geliefert, der eine ausgewählte Anzahl von Schrittimpulsen zählt, sich auf Null zurückstellt und dann das Zählen wiederholt. Jedes vollständige Zählen repräsentiert die volle 360°-Periode. Eine geeignete Zahl von Impulsen in einem Binär-Digitalsystem ist beispielsweise 1024-, die 10 kennzeichnende Ziffern in einer Binärzahl repräsentiert. Jeder Impuls repräsentiert dann etwa 0,3 der Grundwelle und die entsprechenden Schalter können mit dieser Zeitgenauigkeit an- und abgeschaltet wer-

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den. So kann beispielsweise, wenn es erwünscht ist, bei 60° im wesentlichen mit den Schaltern 78b und 78c, Fig· 5 und 6, zu schalten, die Zahl so eingestellt werden daß dieser Vorgang bei 170 Impulsen erfolgt, was im wesentlichen ein Sechstel von 1024· ist. In gleicher Weise können andere Schaltvorgänge angestoßen v/erden durch das Vorhandensein einer Digitalzahl gleich dem richtigen Anteil der 360°-Gesamtperiode.

Es wird jetzt das Einsetzen von Kommutierungsimpulsen beschrieben.

Nach Fig. 2 ist es erforderlich, die oberen und unteren Kommutatorspannungsstufen oder Impulse Sue und Sie in jeder Periode jeder Leiter-Hulleiter-Spannungswellenform Va-n, Vb-n und Vc-n zu entwickeln. Der obere Kommutatorspannungsimpuls Sue erscheint zwischen dem oberen mittleren Wellenformabschnitt UC und dem oberen rechten Wellenformabschnitt UR. Der untere Kommutatorspannungsimpuls Sie erecheiifc zwischen dem unteren mittleren Wellenformabschnitt LG und dem unteren rechten Wellenformabschnitt Iü. Somit ist die Dauer des oberen und unteren Kommutatorspannungsimpulses Sue und Sie nur momentan. Weiterhin weist der obere Kommutatorspannungsimpuls Sue eine Größe Euc auf, die oberhalb des oberen Potentials Eup liegt, während der untere Kommutatorspannungsimpuls Sie eine Größe Eic aufweist, die unterhalb des unteren Potentials EIp liegt.

Die Koiamutatorspannungsimpulse Sue und Sie in den Leiter-NuIlleiter-Spannungswellenformen Va-n, Vb-n und Vc-n erzeugen entsprechende KonmutatoraparinungGimpulse S'uc und S'Ic in den Leiter-Leiter-Spannungsv/Gllenforinen Va-b, Vb-c und Vc-a. Wie es zu erwarten iijt, wird durch das Vorhandensein der Iloiamutatorspannungsinpulüo in den Leiter-iTulleiter-Spannungowellenformen Va-n, Vb-n und Vc-n und den Leiter-Leiter-Spannungswellenformen Va-b, Vb-c und Vc-a die gesamte harmonische Verzerrung geringfügig erhöht.

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8AD ORiGiNAL

Der erfindungsgemäße Inverter nimmt Lasten mit einem Niederleistungßfaktor bzw. geringen Leistungsfaktor an, da von den. Linienleitungen bzw. Leitern her gesehen ein Stromfluß in beiden Richtungen durch den Inverter zu allen Zeiten möglich ist. Infolgedessen kann das System Lasten mit Leistungsfaktoren bis herab zu Null annehmen. Dadurch und durch andere Eigenschaften ist der Inverter für einen weiten Bereich von Anwendungsfällen geeignet. Wenn die Schrittimpulse, die die IP_requenz und Phase für die Ausgangsapannung bestimmen, von einer zweiten Wechselspannungsquelle abgeleitet oder anders vorgesehen werden, um eine Außgangsspannungs-Synchronisierung zu liefern, kann die erfindungßgemäße Vorrichtung parallel mit einer solchen anderen (juelle mit einer inhärenten Lastteilungsstabilität betrieben werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann permanent mit einer unabhängigen synchronisierten Spannungsquelle verbunden sein. Bei einem Ausfall der anderen Quelle nimmt dann die erfindungsgemäße Vorrichtung die Last ohne Unterbrechung der kontinuierlichen Wechselspannung zu der Last auf.

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Claims

2152522 Patentansprüche

1.] Dreiphasen-Wechselrichter, der ausgehend von einer Einwegspannungsquelle im wesentlichen sinusförmige Spannungen "bei einer vorgewählten Frequenz auf einer Gruppe von Dreiphasen-Leiterleitungen erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Inverter (26) zwischen die Quelle und die Leitungen geschaltet ist, eine im wesentlichen auf der Oberseite abgeflachte Ausgangsleistung erzeugt, die die Polarität mit dem Dreifachen der Frequenz wechselt, und Dreiphasen-Yollwellen-Spannungen auf den Leitungen bei dieser frequenz entwickelt, daß ein zweiter Einphasen-Inverter (52) eine Wechselausgangsleistung in Synchronisation mit dem ersten Inverter (26) mit dem Dreifachen der Frequenz liefert und ansteigende und abfallende Wellenformabschnitte erzeugt, und daß ein Spannungsverteiler (28) die ansteigenden und abfallenden Wellenformabschnitte an die Leitungen (A', B bzw. C) entsprechend anlegt, so daß Spannungen zwischen entsprechenden Paaren von Leiterleitungen in wesentlicher Annäherung an Sinusspannungen bei der Frequenz zusammengesetzt werden, indem entsprechende ansteigende, abfallende und abgeflachte Wellenabschnitte kombiniert werden.

2. Wechselrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine neutrale Bezugspotentialleitung bzw. liulleitung vorgesehen ist und daß die zwischen jeder Leiterleitung und dem Nulleiter erzeugte Spannungewellenform:

(a) im wesentlichen oben abgeflacht in ihrem oberen und unteren mittleren 60°-Abschnitten ist,

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(b) die Gleichung

X - K (2 sin (wt + —|-— ) -1):

in dem 0⁰-60°-Abschnitt annähert und

(c) in den positiven und negativen Halbperioden und um jede 90°-Achse symmetrisch ist.

3. Wechselrichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Null-Bezugspotentialleitung vorgesehen ist und daß die zwischen jeder Leiterleitung und dem Nulleiter gemessene Spannung über wesentlich mehr als 60° im wesentlichen oben abgeflacht ist, wobei ansteigende und abfallende Verbindungsstücke aufeinanderfolgende oben abgeflachte Abschnitte verbinden.

4. Wechselrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einph&seninverter (52) Wechselspannungen mit oben abgeflachter Wellenform an zumindest eine Induktivität (50) anlegt und daß der Spannungsverteiler (28) aufeinanderfolgend mit Anzapfungen (62sO-62s6) an der Induktivität verbunden ist zur Erzeugung der ansteigenden und abfallenden Spannungen.

5. Wechselrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einphaseninverter (52) Wechselspannungen mit oben abgeflachter Wellenform an zumindest eine Induktivität (50) mit Anzapfungen (62sO-62s6) daran anlegt, daß die ansteigenden und abfallenden Spannungen gleichzeitig durch Verbinden der Anzapfungen in ansteigender und abfallender Folge an ein Paar voa Ausgangsleitern (76, 78) erzeugbar sind und daß der Spannungsverteiler (28) mit den Ausgangsleitern verbunden ist.

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6. Wechselrichter nach Anspruch 5ι dadurch g e k e η η ζ ei c h η e t, daß die Anzapfungen (62sO-62s6) mit den Ausgangsleitern (76, 78) durch Zwischenausgangsleiter (74a, 74b; 72a, 72b) verbunden sind, daß benachbarte Anzapfungen mit abwechselnden Zwischenausgangsleitern verbunden sind und daß die Zwischenausgangsleiter wechselweise mit den Ausgangsleitern (76, 78) verbunden sind.

7. Wechselrichter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dreiphaseninverter (26) gesteuerte Gleichrichter (4-0, 42) aufweist und daß der Spannungsverteiler (28) Kommutierungsimpulse an die Leitungen (A, B und 0) anlegt, so daß das Leiten durch die gesteuerten Gleichrichter des ersten Inverters, wenn es erforderlich ist, beendet wird und die Spannungsversorgung von dem Spannungsverteiler angestoßen bzw» begonnen wird.

8. Wechselrichter nach Anspruch 7t dadurch gekennzeichnet,, daß die Induktivität (50) eine Aufwärts- Spannungsanzapfung (62c) aufweist, die durch den Spannungs-

Leitßr-

verteiler (28) zu den/Leitungen an dem Endteil der oben abgeflachten Spannungswelle verbunden wird, so daß die Kommutierungsimpulse erzeugt werden.

9. Verfahren zum Erzeugen von im wesentlichen sinusförmigen dreiphasigen Leiter-Leiter-Spannungen mit einer vorbestimmten Frequenz auf drei Ausgangsleitern ausgehend von einer Gleichstromquelle, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Dreifachen der Frequenz Rechteckwellen-Spannungsimpulse erzeugt werden, daß die Impulse aufeinanderfolgend zu den Leitern verteilt werden, um auf

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Leiter Äedrfceckwellen-Impule* zu erzeugen, die eine Verweilsseit über «inen Pbaßenninkel von zumindest 60° haben, daß mit dem Dreifachen der ϊτφβηζ aufsteigende und abfallende Spannungswellenforfflenabschnitte erzeugt werden, daß die aufsteigenden und abfallenden Spannungswellenfonaenabechnitte aufeinanderfolgend eu den Auegangsleitern verteilt werden, um Spannungen zwischen entsprechenden Paaren von Leiterleitungen in wesentlicher Annäherung an sinusförmige Spannungen bei der Frequenz zusammenzusetzen, indem entsprechende aufsteigende, abfallende und oben abgeflachte Vellenabschnitte kombiniert werden.

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