WO1999063651A1 - Symmetrievorrichtung - Google Patents

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WO1999063651A1
WO1999063651A1 PCT/AT1999/000131 AT9900131W WO9963651A1 WO 1999063651 A1 WO1999063651 A1 WO 1999063651A1 AT 9900131 W AT9900131 W AT 9900131W WO 9963651 A1 WO9963651 A1 WO 9963651A1
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WO
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primary
energy
symmetry
transformer
winding
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PCT/AT1999/000131
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English (en)
French (fr)
Inventor
Walter Pammer
Original Assignee
Fronius Schweissmaschinen Kg Austria
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fronius Schweissmaschinen Kg Austria filed Critical Fronius Schweissmaschinen Kg Austria
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/493—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode the static converters being arranged for operation in parallel
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/285—Single converters with a plurality of output stages connected in parallel

Definitions

  • the invention relates to a symmetry device as described in the preamble of claim 1.
  • Symmetry devices are already known in which a balance or symmetrization of two primary windings of a transformer or of two primary modules is achieved by transmitting or feeding in additional energy.
  • the disadvantage here is that a high level of technical effort results in an energy balance between the individual primary windings or the individual primary modules, as a result of which the size of such a power supply unit and thus the power losses are increased.
  • the present invention has for its object to provide a symmetry device in which an energy balance between two or more primary windings or two or more primary modules of a transformer or a power supply is achieved in a simple form and with little technical effort.
  • This object of the invention is achieved by the features in the characterizing part of claim 1. It is advantageous here that by arranging the symmetry device in the form of a symmetry transformer, a simple energy balance between at least two structural units, in particular two primary modules, or at least two primary windings can be created, so that with such a power supply unit the two primary modules or the two components or the two primary windings are always loaded with the same current, which simplifies component calculation and dimensioning and can be carried out more precisely. Another advantage is that for the energy transfer between the individual primary modules or between the individual primary windings of a transformer, the energy from that back-up capacitor with a higher operating voltage is always higher
  • the symmetrization acts on the voltage or voltage distribution of the switched support capacitors at the same time and thus has a higher symmetry property than e.g. with voltage compensation resistors in a capacitor series circuit, as are known from the prior art, is achieved.
  • the embodiment according to claim 10 is also advantageous, since the use of two primary modules and one secondary module means that the dimensioning of the components on the primary side of the power supply unit can be made smaller, since the energy required can be divided between the two primary modules.
  • An embodiment according to claim 11 is also advantageous, since it enables two independently operated power supply units to be operated symmetrically in a simple form using such a symmetry device.
  • An embodiment according to claim 12 is also advantageous, since it enables two independent energy sources to be used, so that in the event of a drop in power in one energy source, it is still possible to supply the power supply unit (s) via the further independent energy source.
  • an embodiment according to claim 14 is also advantageous since low-loss operation of a transformer for several consumers or primary modules can be created in a simple form.
  • Figure 1 shows a power supply with a symmetry device according to the invention in a simplified, schematic representation.
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of an energy source for the power supply unit in a simplified, schematic representation
  • Figure 3 shows an embodiment of the power supply with the symmetry device according to the invention in a simplified, schematic representation.
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of the power supply unit with the symmetry device according to the invention in a simplified, schematic representation
  • FIG. 5 shows another embodiment of the power supply unit with the symmetry device according to the invention in a simplified, schematic representation
  • FIG. 6 shows a further exemplary embodiment of the power supply unit with three independent primary modules and a common transformer and the symmetry device according to the invention in a simplified, schematic representation
  • Fig. 7 shows another embodiment of the power supply with a primary module and three independent transformers and the symmetry device according to the invention in a simplified, schematic representation.
  • FIG. 1 shows a power supply unit 1, in particular a primary switched-mode power supply unit, with two primary modules 2, 3 and a secondary module 4.
  • the primary modules 2, 3 are connected to the secondary module 4 via a transformer 5, the transformer 5 each having a primary winding 6, 7 for each primary module 2, 3 and at least one secondary winding 8 for the secondary module 4.
  • the power supply unit 1 can be supplied with energy, in particular with current and voltage, the power supply unit 1 is connected to an energy source 9.
  • the energy source 9 is formed, for example, from a public supply network or a generator etc. and, as subsequently shown in FIG. 2, has a switching device 10.
  • the switching device 10 is indicated schematically in FIG. 1 by dashed lines in the energy source 9 shown schematically, an equivalent circuit for the switching device 10 being shown in FIG. 2.
  • the two primary modules 2, 3 consist, for example, of a step-up converter 11, 12 and a respective switching device 13, 14, in particular a half-bridge 15, 16, for each primary winding 6, 7 of the transformer 5, the step-up converter 11, 12 and the switching devices 13 , 14, in particular the half bridges 15, 16, are already known from the prior art and therefore the function of the individual assemblies is not discussed in detail.
  • a step-up converter 11, 12 and a half bridge 15, 16 for example a step-down converter and a full bridge or other modules can be used to supply the primary windings 6, 7 of the transformer 5 with energy.
  • the two primary modules 2, 3 are connected to the energy source 9 via supply lines 17 to 20, as a result of which the two primary modules 2, 3 can be supplied with energy, for example from a public supply network, via the energy source 9 and the switching device 10.
  • the AC voltage supplied is rectified via the switching device 10, as explained in more detail in FIG. 2, and then supplied to the primary modules 2, 3 via the supply line 17 to 20.
  • the two step-up converters 11, 12 are of identical design and each consist, for example, of an inductor 21, 22, a switching element 23, 24 and a backup capacitor 25, 26, the individual components via lines, as is known is known in the art, are interconnected. So that the respective switching elements 23, 24 can be controlled, the primary clocked power supply unit 1 has, for example, a common control device 27. To control the individual switching elements 23, 24, individual measuring devices for determining the voltage level and the current flow are arranged in the primary modules 2, 3 and connected to the control device 27, so that the two switching elements 23, 24 can be optimally controlled by the control device 27 . For the sake of clarity, however, the individual measuring devices are not shown in FIG. 1.
  • the two step-up converters 11, 12 have the task of increasing the DC voltage supplied by the energy source 9 or the switching device 10 by a corresponding factor, so that the switching devices 13, 14, which are connected via lines 28 to the two step-up converters 11, 12 are supplied with a correspondingly high energy.
  • the switching elements 23, 24 are closed by the control device 27, so that between the supply lines 17, 18 and 19,
  • a short circuit is formed and thus energy storage in the inductor 21, 22 is achieved.
  • the two switching elements 23, 24 are then opened by the control device 27, so that the stored energy can flow to the supporting capacitor 25, 26 via a diode 29, 30 arranged in the forward direction.
  • the arrangement of the supporting capacitor 25, 26 ensures that when the two switching devices 23, 24 are activated, that is to say in the event of a short circuit, the switching device 13, 14 is supplied with energy from the supporting capacitor 25, 26, so that the switching devices 13, 14 are continuously supplied is achieved with energy.
  • the step-up converter 11, 12 can be omitted, so that the switching devices 13, 14 with the supporting capacitor 25, 26 directly to the energy source 9 or to the switching device 10 via the lines 28 or can be connected via the supply lines 17 to 20.
  • the two supporting capacitors 25, 26 are in turn arranged between the switching device 10 and the two switching devices 13, 14, so that an energy buffer is arranged and thus a smoothing of the DC voltage can be achieved with a rectified AC voltage.
  • the switching devices 13, 14 are formed as half bridges 15, 16, which are each formed by two switching elements 31 to 34 and two diodes 35 to 38, as are known from the prior art, ie that by controlling the two switching elements 31, 32 and 33, 34 arranged in the half bridge 15, 16, an alternating voltage with a higher frequency is again generated from the rectified direct voltage, so that a transmission of the alternating voltage formed is possible via the transformer 5.
  • the diodes 35, 36 and 37, 38 are arranged in series, so that demagnetization is possible when the switching elements 31 to 34 of the primary windings 6, 7 are open or deactivated.
  • the two primary windings 6, 7 are connected via connecting lines 39, 40 and 41, 42 between the switching element 31, 32 and 33, 34 and the series-connected diode 35, 36 and 37, 38 of each switching device 13, 14 connected.
  • the interconnection of the primary windings 6, 7 via the connecting lines 39 to 42 with the switching devices 13, 14 is already known from the prior art.
  • the consumer 43 can be formed from any consumer 43 known from the prior art.
  • a welding torch can be arranged as a consumer 43, i.e. that a welding process can be supplied by the power supply unit 1, for example, by connecting or supplying the welding torch with energy via the secondary winding 8.
  • the consumer 43 is represented schematically by a simple resistor. So that a DC voltage is again available on the secondary side of the transformer 5, it is possible for a rectifier circuit 44 to be connected to the secondary winding 8.
  • a symmetry device 45 is arranged in the power supply unit 1.
  • the symmetry device 45 is made from a transmission device 46, in particular from a Symmetry transformer 47, formed.
  • the symmetry transformer 47 has a winding 48, 49 for each primary module 2, 3, the windings 48, 49 of the symmetry transformer 47 being arranged in series with the primary windings 6, 7 of the two primary modules 2, 3 in the connecting lines 40, 41.
  • the two windings 48, 49 of the symmetry transformer 47 are wound in the same direction in the exemplary embodiment shown.
  • the windings 48, 49 of the symmetry transformer 47 are in a primary module 2 or 3, in particular in the primary module 2, with the winding end of the primary winding 6 and on the further primary module 3 with the start of the winding the primary winding 7, or vice versa, interconnected.
  • the beginning of the winding of the individual windings 48, 49 or the primary winding 6, 7 or the secondary winding 8 used is represented by a point.
  • Such an arrangement of the symmetry device 45, in particular the windings 48, 49 of the symmetry transformer 47, ensures that, in the event of an excess of energy or different charges of the support capacitors 25, 26 by the energy source 9, an energy balance between the two primary modules 2, 3 is achieved, that is, because of the different magnetic fields in the windings 48, 49 due to the different energy flow through the windings 48, 49 from the individual primary modules 2 or 3, the difference, in particular half the difference in the excess energy, to the further primary module 3 or 2 is transmitted.
  • the winding 48 or 49 of the symmetry transformer 47 acts with the smaller amount of energy supplied as an additional energy source, so that to the energy source 9 or to the backup capacitor 25, 26 and the additional one formed
  • the two windings 48, 49 of the symmetry transformer 47 have the same number of turns, so that an increase or reduction in the amount of energy transmitted is prevented.
  • the advantage of arranging the symmetry device 45 in the form of the symmetry trietrafos 47 is now that by balancing the energy on the two primary windings 6, 7 of the transformer 5, a uniform control of the two primary windings 6, 7 is achieved, thereby preventing an asymmetrical operation of the transformer 5 and thus the losses, which in the form of Thermal energy occurring at the transformer 5 can be reduced.
  • Another advantage of forming such a power supply unit 1 is that the individual components used to feed the consumer 43 can be dimensioned smaller or lower, since the use of two primary modules 2, 3 provides a double power supply for the consumer 43 is achieved.
  • the transformer 5 is preferably controlled from only one primary module 2 or 3, so that in order to be able to transmit the same amount of energy, the primary module 2 or 3 must be supplied with correspondingly high amounts of energy, so that A high dimensioning of the components is necessary in order to ensure a flawless energy transfer.
  • the exemplary embodiment of the power supply unit 1 shown halves the amount of energy in each primary module 2, 3, these amounts of energy subsequently being transmitted together via the transformer 5, so that the consumer 43 can in turn be supplied with the same amount of energy.
  • the arrangement of the symmetry transformer 47 according to the invention now ensures that, with different loads on the primary modules 2, 3 or with different supply of the individual primary modules 2, 3, more energy is withdrawn from the primary module 2, 3 with the higher energy, so that in turn a more uniform one Supply of the two primary windings 6, 7 of the common transformer 5 for the energy transfer to the secondary module 4 is created, that is to say that an energy transfer from a primary module 2, 3 to the further primary module 3, 2 takes place through the symmetry transformer 47, thereby balancing the energy at the Primary windings 6, 7 of the transformer 5 and thus operation of the transformer 5 is achieved or created with low losses.
  • the primary module 2 is supplied with a voltage level of 350 V, that is to say that the backup capacitor 25 is charged to 350 V, and the primary module 3 is supplied with a voltage of, for example, 250 V, there is a voltage difference of 100 V between the two primary modules 2, 3.
  • these voltages which are present at the supporting capacitor 25, 26 would now be supplied to the primary windings 6, 7 of the transformer 5 without the symmetry device 45 according to the invention , which would result in an asymmetry at the transformer 5, since each primary winding 6, 7 with a lower different voltage level is supplied, so that there are high losses in the transmission from the primary to the secondary side of the transformer 5.
  • the arrangement of the symmetry device 45, in particular the transmission device 46, causes an energy equalization in the primary modules 2, 3, that is to say that the voltage difference of, for example, 100 V means that this voltage is now halved via the symmetry device 45 and by the primary module 2, the halved voltage in the amount of 50 V is transmitted to the further primary module 3 via the symmetry transformer 47, as a result of which energy compensation occurs at the primary windings 6, 7.
  • a voltage of 50 V is now transmitted from the primary module 2 via the symmetry transformer 47 to the further primary module 3, so that the two primary windings 6, 7 are each supplied with a voltage level of 300 V and thus a symmetry compensation and a lossless transmission via the transformer 5 is achieved.
  • this energy compensation is also possible in the reverse manner, so that an energy transfer from the primary module 3 to the primary module 2 can be carried out.
  • Consumer 43 from several, for example three or four primary modules 2, 3 is possible at any time, as is subsequently described in FIGS. 6 and 7.
  • a separate secondary winding 8 each with its own independent consumer 43, can be used for each primary winding 6, 7. If the symmetry device 45 is used in such a system, as subsequently shown in the different illustrated exemplary embodiments, an energy balance is created under the individual primary modules 2, 3, so that irregular energy withdrawal from the primary modules 2, 3 is prevented.
  • the symmetry transformer 47 in particular the windings 48 and 49, to be wound with an opposite winding direction.
  • the windings 48, 49 of the symmetry device 45 must be connected to the primary windings 6, 7 of the transformer 5 in such a way that both windings 48, 49 are connected in series either at the start of the primary winding 6, 7 or at the end of the primary windings 6, 7.
  • the reversal of the winding direction from the primary winding 48 to the primary winding 49 reverses the energy Power transmission achieved, so that in turn a so-called energy source for feeding the primary modules 2 or 3 is created.
  • the individual energy sources 9 used to supply the power supply units 1 can be designed with a corresponding switchover device 10, as described in FIG. 2, ie that the individual energy sources 9 are used when single-phase or multi-phase network perform an automatic switchover between the individual networks, so that the user can connect the power supply unit 1 to any supply network or to any energy source 9 without taking appropriate precautions.
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of the energy source 9 with the switching device 10 arranged therein for controlling the two primary modules 2, 3, as described for the power supply unit 1 in FIG. 1.
  • any supply system known from the prior art can be used for the two primary modules 2, 3.
  • the primary modules 2, 3 can be connected independently of one another to their own energy source 9.
  • the energy source 9 is connected to a public supply network 50, which is preferably formed by a single-phase or multi-phase network.
  • the connection to the public supply network 50 can be carried out, for example, by means of plug-in devices known from the prior art, such as power sockets.
  • the two primary modules 2, 3 are shown schematically.
  • the control device 27 for controlling the primary modules 2, 3 or the power supply unit 1 is entered in FIG. 2.
  • the arrangement of the switching device 10 for the power supply unit 1 ensures that when using different public supply networks 50 with different voltage levels, an automatic switchover or the use of different supply networks 50 is possible and thus the user does not have to take into account the energy source 9 used.
  • the switching device 10 has the task of evaluating the energy supplied by the public supply network 50 and, depending on the voltage level, performing a switchover, for example in the case of a single-phase or multi-phase public supply network 50, for example from 230 V to 400 V or vice versa.
  • the switching device 10 has two line rectifiers 51, 52 connected in series.
  • the line rectifier 51 is connected to the line rectifier 52 via a line 53 with the interposition of a storage element 54, in particular a capacitor 55, the positive potential of the line rectifier 51 being connected via line 53 to the negative potential of the further line rectifier 52.
  • the positive potential of the further mains rectifier 52 is in turn connected via a line 56 to the negative potential of the mains rectifier 51 with the interposition of a further storage element 57, in particular a capacitor 58, as a result of which a series connection of the two mains rectifiers 51, 52 with the interposition of one storage element 54 each , 57 is created.
  • the rectifiers 51, 52 can be supplied with energy, they are connected via connecting lines 59 to 64 to the common energy source 9, in particular the public supply network 50.
  • the connection of the network rectifiers 51, 52 to the public supply network 50 or to a plug-in device for connecting to the public supply network 50 is known from the prior art, ie a network rectifier 51, 52 which is part of the prior art is used. so that a simple interconnection of the public supply network 50 with the two network rectifiers 51, 52 is possible.
  • the arrangement of the storage elements 54, 57, in particular the capacitors 55, 58, would result in a short circuit between the positive potential at the start of charging when the network rectifiers 51, 52 are connected to the public supply network 50 by supplying energy and cause the negative potential, so that a high short-circuit current would be supplied by the energy source 9, which can lead to destruction of individual components. So that this is prevented, the connecting lines 59 to 61 for the Mains rectifier 51 arranged a charging device 65.
  • the charging device 65 is a charging device 65 which is part of the prior art and causes the connecting lines 59 to 61 to be interrupted when the connecting lines 59 to 61 are connected to the public supply network 50, with subsequent continuous switching of the energy supplied to the mains rectifier 51 is caused, whereupon a slow voltage rise is created at the mains rectifier 51 and thus a continuous charging of the two capacitors 55, 58 is carried out, so that the short circuit in the initial stage of the charging cycle of the capacitors 55, 58 does not affect the public supply network 50, and thus none Components are damaged by the short circuit, especially the high current flow.
  • a switching device 66 is arranged in the connection lines 62 to 64 for the line rectifier 52, whereby an interruption of the connection lines 62 to 64 is achieved and thus a supply of the capacitors 55, 58 via the line rectifier 52 is prevented.
  • the switching device 66 can be formed, for example, from a contactor or from other switching components. In order that control of the switching device 66 can be carried out, the switching device 66, in particular the contactor, has an excitation module 67 which controls individual schematically represented switches 68 to 70.
  • the network evaluation device 71 has the task of to evaluate the energy or voltage level supplied to the public supply network 50 and to control the switching device 66 in accordance with the voltage level, that is to say, for example, if a setpoint value stored in the network evaluation device 71 for the determined voltage level is exceeded, the network evaluation device 71 does not control the switching device 66 and thus the The storage elements 54, 57 are supplied with energy via the mains rectifier 51.
  • the network evaluation device device 71 activates the switching device 66, so that the mains rectifier 52 is connected to the energy source 9 and thus rectification and supply of the memory elements 54, 57 via the two mains rectifiers 51, 52.
  • the switching device 66 when the switching device 66 is activated, the two mains rectifiers 51, 52 are operated simultaneously, that is to say in parallel, so that a simultaneous feeding of energy into the supply circuit for the primary modules 2, 3 is created.
  • the switching device 66 When the switching device 66 is deactivated, the supply circuit for the primary modules 2, 3 is supplied exclusively via the mains rectifier 51, so that a series connection or an automatic flow of energy through the further mains rectifier 52 is achieved and thus in turn both storage elements 54, 57 are supplied with energy can.
  • an independent circuit 72, 73 must be formed over the individual storage elements 54, 57, that is to say, for example, that the two primary modules 2, 3 via the supply lines 17 to 20 each form a circuit 72, 73 via a respective storage element 54, 57, so that the energy fed in can be divided between the two storage elements 54, 57 or taken from them.
  • Such a switching device 10 now makes it possible for two independent consumers, in particular the power supply unit 1, to be supplied with energy with the two primary modules 2, 3, only one energy source 9, in particular the public supply network 50, being required.
  • Such a switching device 10 can be connected to a single-phase network of a public supply network 50.
  • the function of the energy source 9 or the switching device 10 is that by connecting the switching device 10 to the public supply network 50, an energy flow from the public supply network 50 via the charging device 65 to the first network rectifier 51 is effected. Preventing a further flow of current via the further connecting lines 62 to 64 to the further network rectifier 52 is prevented by deactivating the switching device 66 in the initial cycle, that is to say in the charging cycle of the memory elements 54, 57, as a result of which the memory elements 54, 57 are supplied exclusively via the network rectifier - ter 51 is carried out.
  • the arrangement of the charging device 65 now has the effect that a complete flow of energy from the public supply network 50 to the network rectifier 51 and thus to the storage elements 54, 57 is prevented, however, by connecting the switching device 10 to the public supply network 50 or by Activating a switch arranged in the connecting lines 59 to 61 activates the charging device 65, so that a steadily increasing energy flow to a pre-dimensioned value, in particular a voltage value, is brought about via the charging device 65, that is to say that first of the charging device 65 the direct one
  • Energy flow through the first line rectifier 51 is interrupted and then a continuous energy increase of the energy flow to the line rectifier 51 is carried out via the charging device 65, so that a short circuit with correspondingly high short-circuit currents through the storage elements 54, 57, in particular the capacitors 55, 58, is prevented.
  • the switching device 66 Since the switching device 66 is not activated by the network evaluation device 51 when the switchover device 10 is started up and the individual schematically illustrated switches 68 to 70 are thus open, an energy flow is interrupted via the further connecting lines 62 to 64 to the network rectifier 52, thereby causing a Series connection or series connection of the two line rectifiers 51, 52 and the memory elements 54, 57 is given and thus the charging cycle for the memory elements 54, 57 is carried out via the line rectifier 51.
  • the network evaluation device 71 Before complete forwarding of energy from the public supply network 50 via the charging device 65 to the network rectifier 51 is achieved, i.e. there is a complete switching of the energy flow, the network evaluation device 71 now decides or checks whether the additional network rectifier 52 is activated via the switching device 66 shall be. For this purpose, a corresponding value, in particular a target value, is stored in the network evaluation device 71, so that when the energy flow, in particular the voltage level, is exceeded, the switching device 66 remains deactivated and thus a series connection or series connection of the two line rectifiers 51, 52 or the Memory elements 54, 57 are maintained.
  • the series connection or series connection of the two network rectifiers 51, 52 and the memory elements 54, 57 ensures that the individual primary modules 2, 3 of the power supply unit 1, each of which forms an independent circuit 72, 73 via a storage element 54, 57, can be supplied with energy via the storage elements 54, 57, with a charge by the series circuit when energy is removed from the two storage elements 54, 57 or by the mains rectifier 51.
  • the same dimensioning of the two storage elements 54, 57 ensures that the energy supplied is divided equally between the two storage elements 54, 57 and thus two identical circuits 72, 73 can be formed.
  • an energy source 9 in particular a public supply network 50, were used, in which the energy flow, in particular the voltage level, is below the value stored in the network evaluation device 71, this is recognized by the network evaluation device 71 and then by forming a circuit via the excitation module 67 the switching device 66 activates, that is to say that the schematically represented switches 68 to 70 are closed, so that in parallel with the supply of the line rectifier 51 via the connecting lines 59 to 61 from the public supply network 50, energy is supplied via the further line rectifier 52 by connecting the connecting lines 62 to 64 is effected with the connecting lines 59 to 61.
  • the advantage of such a design of the switching device 10, as described in the exemplary embodiment shown, is that for the most diverse energy sources 9, in particular the public supply networks 50 with different voltage levels, the individual components of the switching device 10 do not match the different ones Energy sources 9 or to the different lent public supply networks 50 must be coordinated or dimensioned, but that the components are dimensioned for a maximum output or a maximum voltage value, although different energy sources 9 can be used.
  • Such a switching device 10 is used in particular when the power supply unit 1 is to be used on different public supply networks 50 with different voltage levels, for example of 230 V or 400 V.
  • the power supply unit 1 can be connected to any energy source 9 for supplying the two primary modules 2, 3.
  • FIG 3 shows another embodiment of the power supply unit 1, the same reference numerals being used for the same parts or components of the figures described above.
  • the power supply unit 1 in turn has two primary modules 2, 3, which are connected to the secondary module 4 via a common transformer 5.
  • the transformer 5 in turn has its own primary winding 6, 7 for each primary module 2, 3, which is controlled independently of each further primary module 2, 3.
  • a schematic consumer 43 is shown with a rectifier circuit 44 connected to the secondary winding 8.
  • any consumer known from the prior art can be connected to the secondary winding 8.
  • the two primary modules 2, 3 are now each connected to their own energy source 9, 74 via the supply lines 17 to 20, ie each primary module 2, 3 is supplied with energy from the energy source 9, 74 independently of one another.
  • the energy source 9 it is possible, for example, for the energy source 9 to be formed from a public supply network 50 and the further energy source 74 from a private supply network or from a generator.
  • the energy sources 9, 74 are designed such that they convert the supplied AC voltage into a DC voltage from an AC voltage network and then pass them on to the two primary modules 2, 3 via the supply lines 17 to 20.
  • the two primary modules 2, 3 are now formed by the supporting capacitor 25, 26 and the switching device 13, 14.
  • the switching device 13, 14 of the two primary modules 2, 3 is now formed from a full bridge 75, 76 which is part of the prior art.
  • the full bridge 75, 76 in turn consists of the switching elements 31, 32 for the switching device 13 and the switching elements 33, 34 for the switching device 14.
  • further switching elements 77 to 80 are now arranged, so that a current reversal can be achieved by applying the individual switching elements 31, 32 and 77, 78 and 33, 34 and 79, 80 in the same way.
  • This is advantageous in that the transformer 5 does not have to be demagnetized explicitly, but that a current reversal is achieved by driving the individual switching elements 31 to 34 and 77 to 80 in pairs, so that the transformer 5 is automatically demagnetized.
  • the control of the individual switching elements 31 to 34 and 77 to 80 is in turn carried out via the control device 27, the control device 27 and the connecting line for the switching elements 31 to 34 and 77 to 80 not being shown for the sake of clarity.
  • Such a power supply unit 1 can be reduced by directly switching on the switching device 13, 14 of the two primary modules 2, 3 via the supply lines 17 to 20.
  • the supporting capacitors 25, 26 are arranged in parallel with the energy sources 9 and 74, so that energy buffering for the switching device 13, 14 is possible. It is also achieved that the rectifying alternating voltage from the energy source 9, 74 is achieved by arranging the supporting capacitor 25, 26.
  • the symmetry device 45 in the form of the transmission device 46 in particular the symmetry device, in turn be used for balancing or for energy balancing on the two primary windings 6, 7 of the transformer 5.
  • Metrietrafos 47 is arranged, that is, due to the differently supplied amount of energy from the energy sources 9, 74 to the primary windings 6, 7 of the transformer 5, an energy balance is carried out by the windings 48, 49 of the symmetry transformer 47, so that the transformer 5 can be operated with little loss is.
  • the symmetry device 45, in particular the symmetry transformer is now used here
  • the winding 48 of the symmetry transformer 47 is interposed in the connecting line 39 at the beginning of the winding of the primary winding 6, i.e. the winding 48 of the symmetry transformer 47 is connected in series with the start of the winding of the primary winding 6.
  • the further winding 49 of the symmetry transformer 47 is in turn arranged in series at the start of the winding of the further primary winding 7 in the connecting line 41, so that now both windings
  • the winding direction of the two windings 48, 49 of the symmetry transformer 47 is now reversed, ie that, for example, the winding direction or the start of the winding Winding 48, which is represented by a point on which the side facing away from the primary winding 6 is arranged, whereas the beginning of the winding of the further winding 49 of the symmetry transformer 47 is arranged on the side facing the primary winding 7.
  • the iron core connecting the two windings 48, 49 is shown in broken lines in the form of a "Z".
  • both windings 48, 49 can be arranged in the connecting lines 40, 42, and again when the windings 48, 49 are arranged in the connecting lines 40, 42, the two windings 48, 49 must have opposite polarity. It is also possible that, as shown in FIG. 1, one of the two windings 48, 49 with one of the two primary windings 6, 7 can be arranged at the start of the winding and the other at the winding end of the primary windings 6, 7, so that a corresponding energy balance, as described in Fig. 1, can take place.
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of the power supply unit 1 in a simplified form, the same reference numbers being used again for the same components or parts.
  • the primary module 2 is in turn connected to the energy source 9 via the supply lines 17, 18.
  • the primary module 2 is in turn formed from the switching device 13 and the backup capacitor 25.
  • the supporting capacitor 25 has the task of buffering the AC voltage rectified by the energy source 9 or, as is known from the prior art, of smoothing it.
  • the switching device as used in the illustrated exemplary embodiments, is in turn, as described in FIG. 1, formed by the half bridge 15, consisting of the switching elements 31, 32 and the diodes 35, 36.
  • each transformer 5, 81 has a secondary module 4, 86, an independent consumer 43, 87 again on the secondary module 4 or on the secondary windings 8, 83, for example via a rectifier circuit 44, 88 , can be connected. It is again possible that any consumer 43, 87 belonging to the prior art can be connected to the secondary winding 8, 83.
  • the primary winding 6 with its winding start which is shown in the form of a point, is at the center between the switching element 31 and the diode 36 via the connecting line 40 the switching device 13 connected.
  • the winding end of the primary winding 6 of the transformer 5 is connected via the connecting line 39 to the switching device 13, in particular between the diode 35 and the switching element 32.
  • the further primary winding 82 of the further transformer 81 is connected via connecting lines 84, 85 in parallel to the primary winding 6 of the transformer 5, ie that the beginning of the winding of the primary winding 82 via the connecting line 84 with the connecting line 40 or with the switching device 13, in particular between the switching element 31 and the diode 36 is connected, whereas the winding end of the primary winding 82 is connected via the connecting line 85 to the connecting line 39 or the switching device 13, in particular between the diode 35 and the switching element 32.
  • Such a connection of the transformers 5, 81 to the switching device 13 or to the primary module 2 ensures that both primary windings 6, 82 simultaneously form a circuit via the connecting lines 39, 40, 84, 85 via the one switching device 13.
  • the power supply unit 1 in turn has the symmetry device 45 in the form of a transmission device 46.
  • the transmission device 46 is in turn formed by the symmetry transformer 47, which is formed by the two windings 48, 49, as used in the previously described figures.
  • the symmetry transformer 47 is designed such that the winding 48 and the winding 49 are wound in the same direction on the iron core, which is shown in broken lines, so that there is no energy reversal when flowing through the individual windings 48, 49.
  • the winding 48 of the symmetry transformer 47 is connected in series with the primary winding 6, in particular with the winding end of the primary winding 6, whereas the further winding 49 of the symmetry transformer 47 is connected in series with the primary winding 82, in particular at the beginning of the winding of the primary winding 82, is arranged.
  • the arrangement of the symmetry device 45 in the form of the symmetry transformer 47 now ensures that, in the case of different energy withdrawal via the consumers 43, 87, a voltage drop at one of the two primary windings 6, 82 is prevented, ie that with that consumer 43, 87, the more Energy requires without the symmetry device 45 according to the invention the amount of energy or the voltage level at the corresponding primary winding 82, 6 collapsing, so that more energy is transmitted via the transformer 5.
  • Primary windings 6, 82 are supplied with the same amount of energy or voltage level.
  • the advantage of the arrangement of the symmetry device 45 now lies in the fact that it is ensured that, in the case of different consumers 43, 87, the corresponding transformer 5, 81 is supplied with sufficient energy, so that transmission via the transformer 5, 81 is ensured.
  • a further advantage is that at least two or more consumers 43, 87 can be supplied by such a configuration of the power supply unit 1 from an energy source 9, the individual transformers 5, 81 being loaded equally and thus by the corresponding energy compensation via the symmetry device 45 a different dimensioning of the different transformers 5, 81 is not necessary.
  • the symmetry device 45 in particular the windings 48, 49, as described in FIG. 3, can be connected in series to the start of the winding of the primary windings 6, 82, but in this case the winding direction of the two windings 48, 49 in opposite directions must be trained.
  • FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of the power supply unit 1 in a simplified schematic illustration, the same reference numbers being used for the same components or parts.
  • the power supply unit 1 is in turn formed from two primary modules 2, 3, the two primary modules 2, 3 being each supplied with energy by an independent energy source 9, 74.
  • the primary modules 2, 3 each have a switching device 13, 14, which is schematically represented by a block.
  • a backup capacitor 25, 26 is arranged in each case in the primary modules 2, 3.
  • the two primary modules 2, 3 are each connected to a primary winding 6, 82 of a transformer 5, 81, i.e. a separate transformer 5, 81 is used for each primary module 2, 3.
  • the secondary modules 4, 86 of the two transformers 5, 81 are connected in parallel to one another, that is to say that the two secondary windings 8, 83 are connected to one another via lines, and then, for example via a rectifier circuit 44, a common consumer 43, which is schematically represented by a resistor is shown, is supplied with energy from the two secondary modules 4, 86.
  • the advantage of such a design of the power supply unit 1 is that by connecting the two transformers 5, 81 in parallel, they are of slightly smaller dimensions. can be renated, since the consumer 43 is supplied with energy by both transformers 5, 81.
  • the symmetry device 45 in the form of a transmission device 46 which is formed by the symmetry transformer 47, is again arranged in the two primary modules 2, 3.
  • the two windings 48, 49 of the symmetry transformer 47 are wound in the same direction, so that the winding 48 of the symmetry transformer 47 is arranged at the end of the turn of the primary winding 6 of the transformer 5 and the further winding 49 of the symmetry transformer 47 is arranged at the start of the winding of the further primary winding 82 of the transformer 81 .
  • the iron core of the transmission device 46 is again shown in dashed lines. The function for energy transmission via the symmetry device 45 can be seen from the figures described above.
  • Such a configuration ensures that when the individual primary modules 2, 3 are supplied by the different energy sources 9, 74, that energy source 9, 74 is supported by the further energy source 9, 74 which can deliver less power to the transformer 5, 81, ie that again energy transfer can take place via the symmetry device 45 from a primary module 2 to the further primary module 3 or vice versa, so that in turn the two transformers 5, 81 are supplied with the same energy or voltage level, so that an asymmetrical load is prevented.
  • This has the advantage that it is possible to interconnect the two secondary modules 4, 86 without additional switching devices.
  • the arrangement of the symmetry device 45 in the form of the symmetry transformer 47 forms an additional energy source from one of the windings 48, 49 of the symmetry transformer 47, so that the external energy source 9, 74 is supported by the over the symmetry device 45 created energy source is reached.
  • FIG. 6 shows a further exemplary embodiment of the power supply unit 1 for supplying a common consumer 43 from three independent energy sources 9, 74 and 89 shown.
  • the power supply unit 1 is now formed from three primary modules 2, 3 and 90, each of which is supplied with energy by an independent energy source 9, 74, 89.
  • the primary modules 2, 3 and 90 in turn each have a switching device 13, 14 and 91, which are shown schematically by a block.
  • a step-up converter or a step-down converter or a step-up and step-down converter can in turn be arranged between the individual energy sources 9, 74, 89 and the switching devices 13, 14, 91.
  • a backup capacitor 25, 26, 92 is arranged in each primary module 2, 3, 90 between the energy sources 9, 74, 89 and the switching devices 13, 14, 91.
  • the power supply unit 1 has a common transformer 5 with three primary windings 6, 7 and 93 and a secondary winding 8.
  • the consumer 43 can, as is known from the prior art, be connected to the secondary winding 8 via a rectifier circuit 44. So that a uniform supply of the individual primary windings 6, 7, 93 from the different energy sources 9, 74, 89 or the primary modules 2, 3, 90 is ensured, between the individual primary modules 2, 3, 90 and the primary windings 6, 7, 93 each have a symmetry device 45, 94, 95 arranged.
  • the individual symmetry devices 45, 94, 95 are in turn, as is known from the figures described above, formed from a symmetry transformer 47, the individual windings 48, 49 of the symmetry transformer 47 in turn being connected in series with the individual primary windings 6, 7, 93 .
  • the symmetry device 45 is used to balance the energy between the primary module 2 and the primary module 3.
  • the further symmetry device 94 is arranged for energy balancing between the primary module 3 and the primary module 90. So that an energy balance too between the primary module 2 and the primary module 90, the further symmetry device 45 is arranged between these two.
  • the function for transmitting the energy from a primary module 2, 3, 90 to a further primary module 2, 3, 90 corresponds to the description of the figures in the previously described figures, so that the mode of operation of the symmetry devices 45, 94, 95 is not discussed in detail. It is only pointed out that when using several primary modules 2, 3, 90 corresponding to the number of primary modules 2, 3, 90 used, a corresponding number of symmetry devices 45, 94, 95 must be used, so that it is ensured that an energy exchange between the individual primary modules 2, 3, 90 can take place with each other.
  • FIG. 7 shows a further exemplary embodiment of the power supply unit 1 with the symmetry device 45, 94, 95 according to the invention.
  • a plurality of consumers 43, 87 and 96 are now supplied with energy from an energy source 9. For this purpose, every consumer 43, 87,
  • symmetry devices 45, 94, 95 are arranged in accordance with the number of primary windings 6, 82, 98, as has already been described in FIG. 6.
  • the individual symmetry devices 45, 94, 95, in particular their windings 48, 49, are in turn connected in series with the individual primary windings 6, 82, 98.
  • the interconnection of the individual transformers 5, 81, 97 with the symmetry devices 45, 94, 95 corresponds to the arrangement of the previously described written figures, in particular Fig. 6.
  • the mode of operation for transmitting energy from a primary winding 6, 82, 98 to a further primary winding 6, 82, 98 via the symmetry device 45, 94, 95 can be seen from the figures described above.
  • a further winding 100 of a further symmetry device 101 is shown in dashed lines in FIG. 7.
  • a further transformer can be used to supply a further consumer.
  • This transformer is in turn connected in parallel to the further transformers 5, 81, 97, which enables this transformer to be supplied by the energy source 9.
  • a plurality of windings 48, 49 of the symmetry devices 45, 94, 95, 101 can be connected in series with the primary windings 6, 7, 82, 98, without losses in the energy transmission from a primary winding 6 , 7, 82, 98 arise on a further primary winding 6, 7, 82, 98.
  • FIGS. 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7 shown embodiments form the subject of independent, inventive solutions.
  • the tasks and solutions according to the invention in this regard can be found in the detailed descriptions of these figures.
  • Power supply unit 41 connecting line primary module 42 connecting line primary module 43 consumer secondary module 44 rectifier circuit transformer 45 symmetry device primary winding 46 transmission device primary winding 47 symmetry transformer secondary winding 48 winding energy source 49 winding switching device 50 supply network step-up converter 51 line rectifier step-up converter 52 line rectifier switching device 53 line switching device 54 storage element half bridge 55 capacitor half bridge 56 line supply line 57 Storage element supply line 58 capacitor supply line 59 connecting line supply line 60 connecting line inductance 61 connecting line inductance 62 connecting line switching element 63 connecting line switching element 64 connecting line supporting capacitor 65 charging device supporting capacitor 66 switching device control device 67 excitation module line 68 switch diode 69 switch diode 70 switch Scha ltelement 71 network evaluation device switching element 72 circuit switching element 73 circuit switching element 74 energy source diode 75 full bridge diode 76 full bridge diode 77 switching element diode 78 switching element connecting line 79 switching element connecting line 80 switching element 81 transformer

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Symmetrievorrichtung (45), insbesondere für ein oder mehrere primär getaktete Leistungsnetzteile (1), bestehend aus zumindest einem von einer Steuervorrichtung (27) getakteten Primärmodul (2, 3) und zumindest einem Sekundärmodul (4), wobei die Energieübertragung zwischen dem Primärmodul (2, 3) und dem Sekundärmodul (4) über einen oder mehrere Transformatoren (5) mit jeweils zumindest einer Primärwicklung (6, 7) und zumindest einer Sekundärwicklung (8) erfolgt. Im Versorgungskreis für jede Primärwicklung (6, 7) des Transformators (5) bzw. für jeden von mehreren Transformatoren (5) ist eine gemeinsame Symmetrievorrichtung (45), insbesondere eine Übertragungsvorrichtung (46), zum Energieausgleich zwischen den Primärwicklungen (6, 7) angeordnet.

Description

Symmetrievorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Symmetrievorrichtung, wie sie im Oberbegriff des Anspruches 1 beschrieben ist.
Es sind bereits Symmetrievorrichtungen bekannt, bei denen durch Übertragung bzw. Einspeisung von zusätzlicher Energie ein Ausgleich bzw. eine Symmetrierung von zwei Primärwicklungen eines Transformators bzw. von zwei Primärmodulen erzielt wird. Nachteilig ist hierbei, daß durch hohen technischen Aufwand ein Energieaus- gleich zwischen den einzelnen Primärwicklungen bzw. den einzelnen Primärmodulen erzielt wird, wodurch die Baugröße eines derartigen Leistungsnetzteils und somit auch die Verlustleistungen erhöht werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Symmetrievorrichtung zu schaffen, bei der in einfacher Form und mit geringem technischen Aufwand ein Energieausgleich zwischen zwei oder mehreren Primärwicklungen bzw. zwei oder mehreren Primärmodulen eines Transformators oder eines Leistungsnetzteils erreicht wird.
Diese Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale im Kennzeichenteil des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhaft ist hierbei, daß durch die Anordnung der Symmetrievorrichtung in Form eines Symmetrietrafos ein einfacher Energieausgleich zwischen zumindest zwei Baueinheiten, insbesondere zwei Primärmodulen, oder zumindest zwei Primärwicklungen geschaffen werden kann, sodaß bei einem derartigen Leistungsnetz- teil die beiden Primärmodule bzw. die beiden Bauelemente oder die beiden Primärwicklungen immer strommäßig gleich belastet werden, wodurch die Bauteilberechnung bzw. -dimensionierung vereinfacht und genauer durchführbar ist. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß für die Energieübertragung zwischen den einzelnen Primärmodulen bzw. zwischen den einzelnen Primärwicklungen eines Transformators die Energie immer von jenem Stützkondensator mit höherer Betriebsspannung auch die höhere
Energie entnommen wird, sodaß bei einer derartigen Schaltungstechnik die Symmetrierung auf die Spannung bzw. Spannungsaufteilung der geschalteten Stützkondensatoren gleichzeitig einwirkt und somit eine höhere Symmetrieeigenschaft als z.B. bei Spannungsausgleichswiderständen in einer Kondensatorserienschaltung, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, erreicht wird.
Von Vorteil sind auch die Ausbildungen nach den Ansprüchen 2 bis 5, da dadurch eine kostengünstige Herstellung der Symmetrievorrichtung, insbesondere des Symmetrietrafos, erreicht wird.
Vorteilhaft sind auch die Ausbildungen nach den Ansprüchen 6 bis 8, da dadurch in einfacher Form die gelieferte Gleichspannung bzw. die erzeugte Gleichspannung in eine hochfrequente Wechselspannung bzw. pulsierende Gleichspannung umgewandelt werden kann.
Es ist aber auch die Ausbildung nach Anspruch 9 von Vorteil, da dadurch eine Spannungserhöhung bzw. eine Spannungsverringerung der von der Energiequelle gelieferten Energie möglich wird.
Von Vorteil ist auch die Ausbildung nach Anspruch 10, da durch die Verwendung von zwei Primärmodulen und einem Sekundärmodul die Dimensionierung der Bauelemente auf der Primärseite des Leistungsnetzteils geringer ausgeführt werden kann, da die benötigte Energie auf die beiden Primärmodule aufgeteilt werden kann.
Vorteilhaft ist auch eine Ausbildung nach Anspruch 11 , da dadurch zwei unabhängig voneinander betriebene Leistungsnetzteile über eine derartige Symmetrievorrichtung in einfacher Form symmetrisch betrieben werden können.
Es ist auch eine Ausbildung nach Anspruch 12 von Vorteil, da dadurch zwei unabhängige Energiequellen verwendet werden können, sodaß bei einem Leistungseinbruch einer Energiequelle noch immer über die weitere unabhängige Energiequelle eine Ver- sorgung des oder der Leistungsnetzteile möglich ist.
Mit der Ausbildung nach Anspruch 13 wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß eine symmetrische Aufteilung von einer Energiequelle auf mehrere Leistungsnetzteile bzw. Primärmodule erreicht wird.
Schließlich ist auch eine Ausbildung nach Anspruch 14 von Vorteil, da in einfacher Form ein verlustarmes Betreiben eines Transformators für mehrere Verbraucher bzw. Primärmodule geschaffen werden kann.
Die Erfindung wird im nachfolgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Leistungsnetzteil mit einer erfindungsgemäßen Symmetrievorrichtung in vereinfachter, schematischer Darstellung;
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer Energiequelle für das Leistungsnetzteil in vereinfachter, schematischer Darstellung;
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel des Leistungsnetzteils mit der erfindungsgemäßen Symmetrievorrichtung in vereinfachter, schematischer Darstellung;
Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Leistungsnetzteils mit der erfindungsgemäßen Symmetrievorrichtung in vereinfachter, schematischer Darstellung;
Fig. 5 ein anderes Ausführungsbeispiel des Leistungsnetzteils mit der erfindungsgemäßen Symmetrievorrichtung in vereinfachter, schematischer Darstellung;
Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Leistungsnetzteils mit drei unabhängigen Primärmodulen und einem gemeinsamen Transformator sowie der erfindungsgemäßen Symmetrievorrichtung in vereinfachter, schematischer Darstellung;
Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Leistungsnetzteils mit einem Primärmodul und drei unabhängigen Transformatoren sowie der erfindungsgemäßen Symmetrievorrichtung in vereinfachter, schematischer Darstellung.
Einführend sei festgehalten, daß in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsfor- men gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispie- len für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.
In Fig. 1 ist ein Leistungsnetzteil 1, insbesondere ein primär getaktetes Leistungsschaltnetzteil, mit zwei Primärmodulen 2, 3 und einem Sekundärmodul 4 gezeigt. Die Pri- märmodule 2, 3 sind über einen Transformator 5 mit dem Sekundärmodul 4 verbunden, wobei der Transformator 5 jeweils eine Primärwicklung 6, 7 für jedes Primärmodul 2, 3 und zumindest eine Sekundärwicklung 8 für das Sekundärmodul 4 aufweist.
Damit das Leistungsnetzteil 1 mit Energie, insbesondere mit Strom und Spannung, ver- sorgt werden kann, ist das Leistungsnetzteil 1 mit einer Energiequelle 9 verbunden.
Die Energiequelle 9 wird beispielsweise aus einem öffentlichen Versorgungsnetz oder einem Generator usw. gebildet und weist, wie in Fig. 2 anschließend dargestellt, eine Umschaltvorrichtung 10 auf. Die Umschaltvorrichtung 10 ist in Fig. 1 schematisch durch strichlierte Linien in der schematisch dargestellten Energiequelle 9 angedeutet, wobei in Fig. 2 eine Ersatzschaltung für die Umschaltvorrichtung 10 gezeigt ist.
Die beiden Primärmodule 2, 3 bestehen beispielsweise aus einem Hochsetzsteller 1 1, 12 und jeweils einer Schaltvorrichtung 13, 14, insbesondere einer Halbbrücke 15, 16, für jede Primärwicklung 6, 7 des Transformators 5, wobei die Hochsetzsteller 11 , 12 und die Schaltvorrichtungen 13, 14, insbesondere die Halbbrücken 15, 16, bereits aus dem Stand der Technik bekannt sind und daher auf die Funktion der einzelnen Baugruppen nicht näher eingegangen wird. Selbstverständlich ist es möglich, daß anstelle eines Hochsetzstellers 1 1 , 12 und einer Halbbrücke 15, 16 beispielsweise ein Tiefsetz- steller und eine Vollbrücke oder andere Baugruppen zum Versorgen der Primär- Wicklungen 6, 7 des Transformators 5 mit Energie eingesetzt werden können.
Die beiden Primärmodule 2, 3 sind über Versorgungsleitungen 17 bis 20 mit der Energiequelle 9 verbunden, wodurch über die Energiequelle 9 und die Umschaltvorrichtung 10 die beiden Primärmodule 2, 3 mit Energie beispielsweise aus einem öffent- liehen Versorgungsnetz versorgt werden können. Hierzu wird über die Umschaltvorrichtung 10, wie anschließend in Fig. 2 näher erläutert, die gelieferte Wechselspannung gleichgerichtet und anschließend über die Versorgungsleitung 17 bis 20 an die Primärmodule 2, 3 geliefert.
Die beiden Hochsetzsteller 1 1, 12 sind identisch ausgebildet und bestehen beispielsweise jeweils aus einer Induktivität 21 , 22, einem Schaltelement 23, 24 und einem Stützkondensator 25, 26, wobei die einzelnen Bauelemente über Leitungen, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist, miteinander verbunden sind. Damit die jeweiligen Schaltelemente 23, 24 gesteuert werden können, weist das primär getaktete Leistungsnetzteil 1 beispielsweise eine gemeinsame Steuervorrichtung 27 auf. Zur Steuerung der einzelnen Schaltelemente 23, 24 sind in den Primärmodulen 2, 3 einzelne Meßvor- richtungen zum Ermitteln der Spannungshöhe sowie des Stromflusses angeordnet und mit der Steuervorrichtung 27 verbunden, sodaß eine optimale Ansteuerung der beiden Schaltelemente 23, 24 von der Steuervorrichtung 27 erfolgen kann. Die einzelnen Meßvorrichtungen sind jedoch der Übersichtlichkeit halber in Fig. 1 nicht dargestellt.
Die beiden Hochsetzsteller 1 1 , 12 haben die Aufgabe, die von der Energiequelle 9 bzw. von der Umschaltvorrichtung 10 gelieferte Gleichspannung um einen entsprechenden Faktor zu erhöhen, sodaß die Schaltvorrichtungen 13, 14, die über Leitungen 28 mit den beiden Hochsetzstellern 11 , 12 verbunden sind, mit einer entsprechend hohen Energie versorgt werden. Hierzu werden von der Steuervorrichtung 27 die Schaltele- mente 23, 24 geschlossen, sodaß zwischen den Versorgungsleitungen 17, 18 und 19,
20 ein Kurzschluß gebildet wird und somit eine Energiespeicherung in der Induktivität 21, 22 erzielt wird. Anschließend werden von der Steuervorrichtung 27 die beiden Schaltelemente 23, 24 geöffnet, sodaß die gespeicherte Energie über eine in Durchlaßrichtung angeordnete Diode 29, 30 an den Stützkondensator 25, 26 fließen kann. Durch die Anordnung des Stützkondensators 25, 26 wird erreicht, daß beim Aktivieren der beiden Schaltvorrichtungen 23, 24, also im Kurzschlußfall, die Schaltvorrichtung 13, 14 vom Stützkondensator 25, 26 aus mit Energie versorgt wird, sodaß eine ununterbrochene Versorgung der Schaltvorrichtungen 13, 14 mit Energie erreicht wird.
Selbstverständlich ist es möglich, daß bei einer derartigen Ausbildung des Leistungsnetzteils 1 der Hochsetzsteller 11, 12 entfallen kann, sodaß die Schaltvorrichtungen 13, 14 mit dem Stützkondensator 25, 26 direkt an die Energiequelle 9 bzw. an die Umschaltvorrichtung 10 über die Leitungen 28 bzw. über die Versorgungsleitungen 17 bis 20 angeschlossen sein können. Hierzu ist es jedoch erforderlich, daß die beiden Stütz- kondensatoren 25, 26 wiederum zwischen der Umschaltvorrichtung 10 und den beiden Schaltvorrichtungen 13, 14 angeordnet sind, sodaß ein Energiepuffer angeordnet ist und somit bei einer gleich gerichteten Wechselspannung eine Glättung der Gleichspannung erzielt werden kann.
Die Schaltvorrichtungen 13, 14 werden in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Halbbrücken 15, 16, die durch jeweils zwei Schaltelementen 31 bis 34 und zwei Dioden 35 bis 38, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, ausgebildet sind, d.h., daß durch Ansteuerung der beiden in der Halbbrücke 15, 16 angeordneten Schaltelemente 31, 32 und 33, 34 aus der gleich gerichteten Gleichspannung wiederum eine Wechselspannung mit höherer Frequenz erzeugt wird, sodaß eine Übertragung der gebildeten Wechselspannung über den Transformator 5 möglich ist. Hierzu sind zusätz- lieh zu den einzelnen Schaltelementen 31, 32 und 33, 34 jeweils in Serie die Dioden 35, 36 und 37, 38 angeordnet, wodurch eine Entmagnetisierung bei geöffneten bzw. deaktivierten Schaltelementen 31 bis 34 der Primärwicklungen 6, 7 möglich ist. Selbstverständlich ist es möglich, anstelle der Halbbrücke 15 , 16 eine Vollbrücke anzuordnen, sodaß anstelle von zwei Schaltelementen 31 , 32 und 33, 34 vier Schaltelemente 31 bis 34 in jeder Schaltvorrichtung 13, 14 angeordnet sind und somit ein beliebiges Umkehren des Stromflusses über die Primärwicklungen 6, 7 von der Steuervorrichtung 27 steuerbar ist.
Damit die Primärwicklungen 6, 7 des Transformators 5 mit Energie von den Primär- modulen 2, 3 versorgt werden können, sind die beiden Primärwicklungen 6, 7 über Verbindungsleitungen 39, 40 und 41 , 42 zwischen dem Schaltelement 31, 32 und 33, 34 und der in Serie geschalteten Diode 35, 36 und 37, 38 jeder Schaltvorrichtung 13, 14 verbunden. Das Zusammenschalten der Primärwicklungen 6, 7 über die Verbindungsleitungen 39 bis 42 mit den Schaltvorrichtungen 13, 14 ist bereits aus dem Stand der Technik bekannt.
Am Sekundärmodul 4, insbesondere an der Sekundärwicklung 8, können nunmehr unterschiedliche Verbraucher 43 angeschlossen werden. Der Verbraucher 43 kann aus jedem beliebigen, aus dem Stand der Technik bekannten Verbraucher 43 gebildet sein. Hierzu ist es beispielsweise möglich, daß als Verbraucher 43 ein Schweißbrenner angeordnet sein kann, d.h., daß beispielsweise durch Verbinden bzw. durch Versorgen des Schweißbrenners über die Sekundärwicklung 8 mit Energie ein Schweißvorgang von dem Leistungsnetzteil 1 versorgt werden kann. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Verbraucher 43 durch einen einfachen Widerstand schematisch darge- stellt. Damit auf der Sekundärseite des Transformators 5 wiederum eine Gleichspannung zur Verfügung steht, ist es möglich, daß eine Gleichrichterschaltung 44 an die Sekundärwicklung 8 angeschlossen werden kann.
Damit nunmehr die beiden Primärmodule 2, 3 symmetrisch zueinander arbeiten, d.h., daß die beiden Primärwicklungen 6, 7 mit dem gleichen Energiefluß versorgt werden, wird eine Symmetrievorrichtung 45 im Leistungsnetzteil 1 angeordnet. Die Symmetrievorrichtung 45 wird aus einer Übertragungsvorrichtung 46, insbesondere aus einem Symmetrietrafo 47, gebildet. Der Symmetrietrafo 47 weist jeweils für jedes Primärmodul 2, 3 eine Wicklung 48, 49 auf, wobei die Wicklungen 48, 49 des Symmetrietrafos 47 in Serie zu den Primärwicklungen 6, 7 der beiden Primärmodule 2, 3 in den Verbindungsleitungen 40, 41 angeordnet sind. Die beiden Wicklungen 48, 49 des Symmetrie- trafos 47 sind bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel gleichsinnig gewickelt. Damit jedoch eine Energieübertragung zwischen den beiden Primärmodulen 2, 3 untereinander stattfinden kann, werden die Wicklungen 48, 49 des Symmetrietrafos 47 in einem Primärmodul 2 oder 3, insbesondere im Primärmodul 2, mit dem Wicklungsende der Primärwicklung 6 und am weiteren Primärmodul 3 mit dem Wicklungsanfang der Pri- märwicklung 7, oder umgekehrt, zusammengeschaltet. Der Wicklungsanfang der einzelnen verwendeten Wicklungen 48, 49 bzw. der Primärwicklung 6, 7 oder der Sekundärwicklung 8 wird durch einen Punkt dargestellt.
Durch eine derartige Anordnung der Symmetrievorrichtung 45, insbesondere der Wick- lungen 48, 49 des Symmetrietrafos 47, wird erreicht, daß bei einem Energieüberschuß bzw. bei unterschiedlichen Ladungen der Stützkondensatoren 25, 26 durch die Energiequelle 9 ein Energieausgleich zwischen den beiden Primärmodulen 2, 3 erzielt wird, d.h., daß aufgrund der unterschiedlichen Magnetfelder in den Wicklungen 48, 49 durch den unterschiedlichen Energiedurchfluß durch die Wicklungen 48, 49 von den einzelnen Primärmodulen 2 oder 3 die Differenz, insbesondere die Hälfte der Differenz des Energieüberschusses, auf das weitere Primärmodul 3 oder 2 übertragen wird. Durch eine derartige Übertragung des Energieüberschusses bzw. der Differenz des Energieüberschusses wirkt die Wicklung 48 oder 49 des Symmetrietrafos 47 mit der geringeren gelieferten Energiemenge als zusätzliche Energiequelle, sodaß zu der Ener- giequelle 9 bzw. zu dem Stützkondensator 25, 26 und der gebildeten zusätzlichen
Energiequelle durch die Wicklung 48 oder 49 die beiden Energiemengen zusammenaddiert werden. Bei dem Primärmodul 2 oder 3 mit der höheren gelieferten Energiemenge von der Energiequelle 9 wird dabei die übertragene Energie von der gelieferten Energiemenge subtrahiert, sodaß an den beiden Primärwicklungen 6, 7 des Transforma- tors 5 die gleiche Energiemenge bzw. die gleiche Spannungshöhe anliegt.
Damit jedoch ein entsprechend in den beiden Richtungen funktionierender Energieausgleich durchgeführt werden kann, weisen die beiden Wicklungen 48, 49 des Symmetrietrafos 47 die gleiche Windungsanzahl auf, sodaß eine Erhöhung bzw. Reduzierung der übertragenen Energiemenge verhindert wird.
Der Vorteil durch die Anordnung der Symmetrievorrichtung 45 in Form des Symme- trietrafos 47 liegt nun darin, daß durch den Energieausgleich an den beiden Primärwicklungen 6, 7 des Transformators 5 eine gleichmäßige Ansteuerung der beiden Primärwicklungen 6, 7 erzielt wird, wodurch ein unsymmetrisches Betreiben des Transformators 5 unterbunden wird und somit die Verluste, die in Form von Wärmeenergie am Transformator 5 auftreten, reduziert werden. Ein weiterer Vorteil zum Ausbilden eines derartigen Leistungsnetzteils 1 liegt darin, daß die einzelnen Bauelemente, die zum Speisen des Verbrauchers 43 verwendet werden, geringer bzw. niedriger dimensioniert werden können, da durch die Verwendung von zwei Primärmodulen 2, 3 eine doppelte Energieversorgung des Verbrauchers 43 erzielt wird. Bei den aus dem Stand der Tech- nik bekannten Leistungsnetzteilen 1 wird der Transformator 5 bevorzugt aus nur einem Primärmodul 2 oder 3 angesteuert, sodaß, um die gleiche Energiemenge übertragen zu können, das Primärmodul 2 oder 3 mit entsprechend hohen Energiemengen versorgt werden muß, sodaß eine hohe Dimensionierung der Bauelemente nötig ist, um eine einwandfreie Energieübertragung sicherstellen zu können. Durch das gezeigte Ausführungsbeispiel des Leistungsnetzteils 1 wird eine Halbierung der Energiemenge in jedem Primärmodul 2, 3 erreicht, wobei diese Energiemengen anschließend gemeinsam über den Transformator 5 übertragen werden, sodaß der Verbraucher 43 wiederum mit der gleichen Energiemenge versorgt werden kann.
Durch die Anordnung des erfindungsgemäßen Symmetrietrafos 47 wird nunmehr erreicht, daß bei unterschiedlicher Belastung der Primärmodule 2, 3 bzw. bei unterschiedlicher Versorgung der einzelnen Primärmodule 2, 3 aus dem Primärmodul 2, 3 mit der höheren Energie mehr Energie entzogen wird, sodaß wiederum ein gleichmäßiges Versorgen der beiden Primärwicklungen 6, 7 des gemeinsamen Transformators 5 für die Energieübertragung auf das Sekundärmodul 4 geschaffen wird, d.h., daß eine Energieübertragung von einem Primärmodul 2, 3 auf das weitere Primärmodul 3, 2 durch den Symmetrietrafo 47 erfolgt, wodurch ein Energieausgleich an den Primärwicklungen 6, 7 des Transformators 5 und somit ein Betrieb des Transformators 5 mit geringen Verlusten erzielt bzw. geschaffen wird. Wird beispielsweise das Primärmodul 2 mit einer Spannungshöhe von 350 V versorgt, d.h., daß der Stützkondensator 25 auf 350 V aufgeladen wird, und wird das Primärmodul 3 mit einer Spannung in Höhe von beispielsweise 250 V versorgt, so ergibt sich eine Spannungsdifferenz von 100 V zwischen den beiden Primärmodulen 2, 3. Durch Aktivieren der einzelnen Schaltelemente 31 bis 34 der Schaltvorrichtungen 13, 14 würden nun diese Spannungen, die am Stützkondensa- tor 25, 26 anliegen, ohne der erfindungsgemäßen Symmetrievorrichtung 45 an die Primärwicklungen 6, 7 des Transformators 5 geliefert werden, wodurch am Transformator 5 eine Unsymmetrie entstehen würde, da jede Primärwicklung 6, 7 mit einer unter- schiedlichen Spannungshöhe versorgt wird, sodaß es zu hohen Verlusten bei der Übertragung von der Primärseite auf die Sekundärseite des Transformators 5 kommt.
Durch die Anordnung der Symmetrievorrichtung 45, insbesondere der Übertragungsvor- richtung 46, wird ein Energieausgleich in den Primärmodulen 2, 3 bewirkt, d.h., daß durch die Differenz der Spannung von beispielsweise 100 V diese Spannung nunmehr über die Symmetrievorrichtung 45 halbiert wird und von dem Primärmodul 2 über den Symmetrietrafo 47 die halbierte Spannung in der Höhe von 50 V an das weitere Primärmodul 3 übertragen wird, wodurch ein Energieausgleich an den Primärwicklungen 6, 7 entsteht. Bei einer derartigen Differenz von beispielsweise 100 V wird nunmehr von dem Primärmodul 2 über den Symmetrietrafo 47 eine Spannung von 50 V an das weitere Primärmodul 3 übertragen, sodaß die beiden Primärwicklungen 6, 7 mit einer Spannungshöhe von jeweils 300 V versorgt werden und somit ein Symmetrieausgleich und eine verlustlose Übertragung über den Transformator 5 erreicht wird. Dieser Ener- gieausgleich ist jedoch auch in umgekehrter Weise möglich, sodaß ein Energietransfer vom Primärmodul 3 auf das Primärmodul 2 durchgeführt werden kann.
Weiters ist es möglich, daß mehrere parallel zueinander arbeitende Primärmodule 2, 3 über einen entsprechenden Symmetrietrafo 47 mit jeweils einer Wicklung 48, 49 für jedes Primärmodul 2, 3 symmetriert werden können, wodurch die Versorgung eines
Verbrauchers 43 aus mehreren, beispielsweise drei oder vier Primärmodulen 2, 3 jederzeit möglich ist, wie dies anschließend in den Fig. 6 und 7 beschrieben ist. Selbstverständlich ist es auch möglich, daß für jede Primärwicklung 6, 7 eine eigene Sekundärwicklung 8 mit jeweils einem eigenen unabhängigen Verbraucher 43 eingesetzt wer- den kann. Wird bei einem derartigen System, wie anschließend in den unterschiedlichen, dargestellten Ausführungsbeispielen gezeigt, die Symmetrievorrichtung 45 eingesetzt, so wird ein Energieausgleich unter den einzelnen Primärmodulen 2, 3 geschaffen, sodaß eine unregelmäßige Energieentnahme aus den Primärmodulen 2, 3 unterbunden wird.
Selbstverständlich ist es möglich, daß der Symmetrietrafo 47, insbesondere die Wicklungen 48 und 49, mit einem umgekehrten Wicklungssinn gewickelt werden. Hierzu müssen die Wicklungen 48, 49 der Symmetrievorrichtung 45 derartig mit den Primärwicklungen 6, 7 des Transformators 5 verbunden werden, daß beide Wicklungen 48, 49 entweder am Wicklungsanfang der Primärwicklung 6, 7 oder am Wicklungsende der Primärwicklungen 6, 7 in Serie geschaltet sind. Durch die Umkehr des Wicklungssinnes von der Primärwicklung 48 zu Primärwicklung 49 wird eine Umkehr der Ener- gieübertragung erreicht, sodaß wiederum eine sogenannte Energiequelle zur Speisung der Primärmodule 2 oder 3 geschaffen wird.
Weiters ist es möglich, daß die einzelnen zur Versorgung der Leistungsnetzteile 1 ver- wendeten Energiequellen 9 mit einer entsprechenden Umschaltvorrichtung 10, wie sie in Fig. 2 beschrieben ist, ausgebildet sein können, d.h., daß die einzelnen Energiequellen 9 bei Verwendung von einphasigem bzw. mehrphasigem Netz eine automatische Umschaltung zwischen den einzelnen Netzen durchführen, sodaß der Benutzer das Leistungsnetzteil 1 ohne entsprechende Vorkehrungen an jedes beliebige Versorgungsnetz bzw. an jede Energiequelle 9 anschließen kann.
In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Energiequelle 9 mit der darin angeordneten Umschaltvorrichtung 10 zum Ansteuern der beiden Primärmodule 2, 3, wie es in Fig. 1 für das Leistungsnetzteil 1 beschrieben ist, gezeigt. Selbstverständlich ist es mög- lieh, daß jedes beliebige aus dem Stand der Technik bekannte Versorgungssystem für die beiden Primärmodule 2, 3 verwendet werden kann. Es ist auch möglich, daß die Primärmodule 2, 3 unabhängig voneinander an jeweils einer eigenen Energiequelle 9 angeschlossen werden können.
Durch die Verwendung von nur einer Energiequelle 9 muß, um die beiden Primärmodule 2, 3 mit Energie zu versorgen, die gelieferte Energie auf zwei Energiekreise aufgeteilt werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Energiequelle 9 an ein öffentliches Versorgungsnetz 50, welches bevorzugt durch ein ein- oder mehrphasiges Netz gebildet ist, angeschlossen. Das Verbinden mit dem öffentlichen Versor- gungsnetz 50 kann beispielsweise durch aus dem Stand der Technik bekannte Steckvorrichtungen, wie Kraftsteckdosen, durchgeführt werden.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden die beiden Primärmodule 2, 3 schematisch dargestellt. Zusätzlich ist in Fig. 2 die Steuervorrichtung 27 für die Steuerung der Primärmodule 2, 3 bzw. des Leistungsnetzteils 1 eingetragen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist weiters das Sekundärmodul 4, welches über den Transformator 5 mit dem Primärmodul 2, 3 galvanisch getrennt verbunden ist, nicht dargestellt. Die Funktion des Leistungsnetzteils 1 mit den Primärmodulen 2, 3 und dem Sekundärmodul 4 ist aus Fig. 1 zu entnehmen.
Durch die Anordnung der Umschaltvorrichtung 10 für das Leistungsnetzteil 1 wird erreicht, daß bei Verwendung unterschiedlicher öffentlicher Versorgungsnetze 50 mit unterschiedlichen Spannungshöhen eine automatische Umschaltung bzw. eine Verwendung unterschiedlicher Versorgungsnetze 50 möglich wird und somit der Benutzer keine Rücksicht auf die verwendete Energiequelle 9 nehmen muß. Hierzu hat die Umschaltvorrichtung 10 die Aufgabe, die von dem öffentlichen Versorgungsnetz 50 gelie- ferte Energie auszuwerten und entsprechend der Spannungshöhe eine Umschaltung beispielsweise bei einem ein- oder mehrphasigen öffentlichen Versorgungsnetz 50 von beispielsweise 230 V auf 400 V oder umgekehrt vorzunehmen.
Damit ein Betrieb auf unterschiedlichen Versorgungsspannungen automatisch durch- führbar ist, weist die Umschaltvorrichtung 10 zwei in Serie geschaltete Netzgleichrichter 51, 52 auf. Der Netzgleichrichter 51 wird über eine Leitung 53 unter Zwischenschaltung eines Speicherelementes 54, insbesondere eines Kondensators 55, mit dem Netzgleichrichter 52 verbunden, wobei das positive Potential des Netzgleichrichters 51 über die Leitung 53 mit dem negativen Potential des weiteren Netzgleichrichters 52 zusammengeschaltet ist. Das positive Potential des weiteren Netzgleichrichters 52 wird wiederum über eine Leitung 56 mit dem negativen Potential des Netzgleichrichters 51 unter Zwischenschaltung eines weiteren Speicherelementes 57, insbesondere eines Kondensators 58, verbunden, wodurch dadurch eine Reihenschaltung der beiden Netzgleichrichter 51 , 52 unter Zwischenschaltung jeweils eines Speicherelementes 54, 57 geschaffen wird.
Damit eine Versorgung der Netzgleichrichter 51 , 52 mit Energie möglich ist, sind diese über Anschlußleitungen 59 bis 64 mit der gemeinsamen Energiequelle 9, insbesondere dem öffentlichen Versorgungsnetz 50, verbunden. Das Anschließen der Netz- gleichrichter 51, 52 mit dem öffentlichen Versorgungsnetz 50 bzw. mit einer Steckvorrichtung zum Verbinden mit dem öffentlichen Versorgungsnetz 50 ist aus dem Stand der Technik bekannt, d.h., daß ein zum Stand der Technik zählender Netzgleichrichter 51 , 52 eingesetzt wird, sodaß ein einfaches Zusammenschalten des öffentlichen Versorgungsnetzes 50 mit den beiden Netzgleichrichtern 51 , 52 möglich ist.
Durch die Anordnung der Speicherelemente 54, 57, insbesondere der Kondensatoren 55, 58, würden beim Verbinden der Netzgleichrichter 51 , 52 mit dem öffentlichen Versorgungsnetz 50 durch die Lieferung von Energie die beiden Kondensatoren 55, 58 zu Beginn der Ladung einen Kurzschluß zwischen dem positiven Potential und dem nega- tiven Potential verursachen, sodaß ein hoher Kurzschlußstrom von der Energiequelle 9 geliefert würde, wodurch es zu Zerstörungen von einzelnen Bauelementen kommen kann. Damit dies verhindert wird, wird in den Anschlußleitungen 59 bis 61 für den Netzgleichrichter 51 eine Ladevorrichtung 65 angeordnet. Die Ladevorrichtung 65 ist eine zum Stand der Technik zählende Ladevorrichtung 65 und bewirkt, daß beim Verbinden der Anschlußleitungen 59 bis 61 mit dem öffentlichen Versorgungsnetz 50 die Anschlußleitungen 59 bis 61 unterbrochen werden, wobei anschließend ein kontinuier- liches Durchschalten der gelieferten Energie an den Netzgleichrichter 51 bewirkt wird, worauf ein langsamer Spannungsanstieg am Netzgleichrichter 51 geschaffen wird und somit eine kontinuierliche Ladung der beiden Kondensatoren 55, 58 durchgeführt wird, sodaß sich der Kurzschluß im Anfangsstadium des Ladezyklusses der Kondensatoren 55, 58 nicht auf das öffentliche Versorgungsnetz 50 auswirkt, und somit keine Bauteile durch den Kurzschluß, insbesondere den hohen Stromfluß, beschädigt werden.
Durch das zusätzliche Verbinden des weiteren Netzgleichrichters 52 mit dem öffentlichen Versorgungsnetz 50 würde nunmehr eine Energieversorgung der Kondensatoren 55, 58 über den weiteren Netzgleichrichter 52 entstehen, sodaß wiederum durch die Kondensatoren 55, 58 ein Kurzschluß gebildet werden würde. Damit dies verhindert wird, wird eine Schaltvorrichtung 66 in den Anschlußleitungen 62 bis 64 für den Netzgleichrichter 52 angeordnet, wodurch eine Unterbrechung der Anschlußleitungen 62 bis 64 erzielt und somit eine Versorgung der Kondensatoren 55, 58 über den Netz- gleichrichter 52 unterbunden wird. Die Schaltvorrichtung 66 kann beispielsweise aus einem Schütz oder aus anderen Schaltbauteilen gebildet werden. Damit eine Steuerung der Schaltvorrichtung 66 durchgeführt werden kann, weist die Schaltvorrichtung 66, insbesondere der Schütz, ein Erregermodul 67, welches einzelne schematisch dargestellte Schalter 68 bis 70 ansteuert, auf.
Eine Steuerung des Erregermoduls 67 zum Aktivieren der einzelnen Schalter 68 bis 70 für die Anschlußleitung 62 bis 64 zum Verbinden des Netzgleichrichters 52 mit den Energiequellen 9, insbesondere dem öffentlichen Versorgungsnetz 50, erfolgt über eine Netzauswertevorrichtung 71. Die Netzauswertevorrichtung 71 hat die Aufgabe, die vom öffentlichen Versorgungsnetz 50 gelieferte Energie bzw. Spannungshöhe auszuwerten und entsprechend der Spannungshöhe eine Steuerung der Schaltvorrichtung 66 vorzunehmen, d.h., daß beispielsweise bei Überschreiten eines in der Netzauswertevorrichtung 71 hinterlegten Soll-Wertes für die ermittelte Spannungshöhe die Netzauswertevorrichtung 71 die Schaltvorrichtung 66 nicht ansteuert und somit die Versor- gung der Speicherelemente 54, 57 mit Energie über den Netzgleichrichter 51 erfolgt.
Liegt jedoch die Spannungshöhe der gelieferten Energie vom öffentlichen Versorgungsnetz 50 unterhalb des vorgegebenen Soll-Wertes, so wird von der Netzauswertevorrich- tung 71 die Schaltvorrichtung 66 aktiviert, sodaß der Netzgleichrichter 52 mit der Energiequelle 9 verbunden wird und somit eine Gleichrichtung und Versorgung der Speicherelemente 54, 57 über die beiden Netzgleichrichter 51, 52 erfolgt.
Hierzu ist zu erwähnen, daß beim Aktivieren der Schaltvorrichtung 66 die beiden Netzgleichrichter 51, 52 gleichzeitig, also parallel betrieben werden, sodaß eine gleichzeitige Einspeisung von Energie in den Versorgungskreis für die Primärmodule 2, 3 geschaffen wird. Bei deaktivierter Schaltvorrichtung 66 erfolgt eine Versorgung des Versorgungskreises für die Primärmodule 2, 3 ausschließlich über den Netzgleichrichter 51 , sodaß eine Serienschaltung bzw. ein automatisches Durchströmen der Energie durch den weiteren Netzgleichrichter 52 erzielt wird und somit wiederum beide Speicherelemente 54, 57 mit Energie versorgt werden können.
Bei der dargestellten Umschaltvorrichtung 10 muß, um eine Spannungsverdoppelung durch die Serienschaltung bzw. Parallelschaltung der beiden Speicherelemente 54, 57 zu vermeiden, über den einzelnen Speicherelementen 54, 57 ein unabhängiger Stromkreis 72, 73 gebildet werden, d.h., daß beispielsweise die beiden Primärmodule 2, 3 über die Versorgungsleitungen 17 bis 20 jeweils einen Stromkreis 72, 73 über jeweils ein Speicherelement 54, 57 bilden, sodaß die eingespeiste Energie auf die beiden Spei- cherelemente 54, 57 aufgeteilt bzw. von diesen entnommen werden kann.
Durch eine derartige Umschaltvorrichtung 10 ist es nunmehr möglich, daß zwei unabhängige Verbraucher, insbesondere das Leistungsnetzteil 1, mit den beiden Primärmodulen 2, 3 mit Energie versorgt werden können, wobei nur eine Energiequelle 9, insbe- sondere das öffentliche Versorgungsnetz 50, benötigt wird.
Selbstverständlich ist es möglich, daß eine derartige Umschaltvorrichtung 10 an ein Einphasennetz eines öffentlichen Versorgungsnetzes 50 angeschlossen werden kann.
Die Funktion der Energiequelle 9 bzw. der Umschaltvorrichtung 10 liegt nun darin, daß durch das Verbinden der Umschaltvorrichtung 10 mit dem öffentlichen Versorgungsnetz 50 ein Energiefluß vom öffentlichen Versorgungsnetz 50 über die Ladevorrichtung 65 an den ersten Netzgleichrichter 51 bewirkt wird. Eine Unterbindung eines weiteren Stromflusses über die weiteren Anschlußleitungen 62 bis 64 an den weiteren Netzgleichrichter 52 wird durch das Deaktivieren der Schaltvorrichtung 66 im Anfangszyklus, also im Ladezyklus der Speicherelemente 54, 57, unterbunden, wodurch eine Versorgung der Speicherelemente 54, 57 ausschließlich über den Netzgleichrich- ter 51 durchgeführt wird.
Durch die Anordnung der Ladevorrichtung 65 wird nun bewirkt, daß ein vollständiger Energiefluß von dem öffentlichen Versorgungsnetz 50 an den Netzgleichrichter 51 und somit an die Speicherelemente 54, 57 unterbunden wird, wobei jedoch durch das Verbinden der Umschaltvorrichtung 10 mit dem öffentlichen Versorgungsnetz 50 bzw. durch Aktivieren eines in den Anschlußleitungen 59 bis 61 angeordneten Einschalters die Ladevorrichtung 65 aktiviert wird, sodaß ein stetig erhöhender Energiefluß auf einen vordimensionierten Wert, insbesondere einen Spannungswert, über die Ladevor- richtung 65 bewirkt wird, d.h., daß zuerst von der Ladevorrichtung 65 der direkte
Energiefluß über den ersten Netzgleichrichter 51 unterbrochen wird und anschließend über die Ladevorrichtung 65 eine kontinuierliche Energieerhöhung des Energieflusses an den Netzgleichrichter 51 durchgeführt wird, sodaß ein Kurzschluß mit entsprechend hohen Kurzschlußströmen durch die Speicherelemente 54, 57, insbesondere die Kondensatoren 55, 58, unterbunden wird.
Da die Schaltvorrichtung 66 von der Netzauswertevorrichtung 51 bei der Inbetriebnahme der Umschaltvorrichtung 10 nicht aktiviert ist und somit die einzelnen schematisch dargestellten Schalter 68 bis 70 geöffnet sind, wird ein Energiefluß über die wei- teren Anschlußleitungen 62 bis 64 an den Netzgleichrichter 52 unterbrochen, wodurch eine Reihenschaltung bzw. Serienschaltung der beiden Netzgleichrichter 51 , 52 sowie der Speicherelemente 54, 57 gegeben ist und somit der Ladezyklus für die Speicherelemente 54, 57 über den Netzgleichrichter 51 durchgeführt wird.
Bevor eine vollständige Energieweiterleitung von dem öffentlichen Versorgungsnetz 50 über die Ladevorrichtung 65 an den Netzgleichrichter 51 erreicht ist, also ein vollständiges Durchschalten des Energieflusses gegeben ist, wird von der Netzauswertevorrichtung 71 nunmehr entschieden bzw. überprüft, ob der zusätzliche Netzgleichrichter 52 über die Schaltvorrichtung 66 aktiviert werden soll. Hierzu ist in der Netzauswerte - Vorrichtung 71 ein entsprechender Wert, insbesondere ein Soll-Wert hinterlegt, sodaß bei Überschreiten des Energieflusses, insbesondere der Spannungshöhe, die Schaltvorrichtung 66 deaktiviert bleibt und somit eine Reihenschaltung bzw. Serienschaltung der beiden Netzgleichrichter 51, 52 bzw. der Speicherelemente 54, 57 aufrecht erhalten bleibt.
Durch die Reihenschaltung bzw. Serienschaltung der beiden Netzgleichrichter 51, 52 bzw. der Speicherelemente 54, 57 wird erreicht, daß die einzelnen Primärmodule 2, 3 des Leistungsnetzteils 1, die jeweils über ein Speicherelement 54, 57 einen unabhängigen Stromkreis 72, 73 bilden, mit Energie über die Speicherelemente 54, 57 versorgt werden können, wobei bei der Entnahme von Energie aus den beiden Speicherelementen 54, 57 eine Ladung durch die Serienschaltung bzw. durch den Netzgleichrichter 51 erfolgt. Durch die gleiche Dimensionierung der beiden Speicherelemente 54, 57 wird erreicht, daß sich die gelieferte Energie auf die beiden Speicherelemente 54, 57 zu gleichen Teilen aufteilt und somit zwei gleiche Stromkreise 72, 73 gebildet werden können.
Würde eine Energiequelle 9, insbesondere ein öffentliches Versorgungsnetz 50, verwendet, bei der der Energiefluß, insbesondere die Spannungshöhe, unterhalb des in der Netzauswertevorrichtung 71 hinterlegten Wertes liegt, so wird dies von der Netzauswertevorrichtung 71 erkannt und anschließend durch Bildung eines Stromkreises über das Erregermodul 67 die Schaltvorrichtung 66 aktiviert, d.h., daß die schematisch dargestellten Schalter 68 bis 70 geschlossen werden, sodaß parallel zum Versorgen des Netzgleichrichters 51 über die Anschlußleitungen 59 bis 61 vom öffentlichen Versorgungsnetz 50 eine Energieeinspeisung über den weiteren Netzgleichrichter 52 durch das Verbinden der Anschlußleitungen 62 bis 64 mit den Anschlußleitungen 59 bis 61 bewirkt wird. Durch das Schließen bzw. Aktivieren der Schaltvorrichtung 66 wird nunmehr erreicht, daß ein gleichzeitiger Energiefluß von der Energiequelle 9 bzw. dem öffentlichen Versorgungsnetz 50 an den Netzgleichrichter 51 und an den Netzgleichrichter 52 durchgeführt wird, wodurch eine Parallelschaltung der beiden Netzgleichrichter 51 , 52 bzw. der Speicherelemente 54, 57 gebildet wird. Durch das parallele Zuführen von Energie über die beiden Netzgleichrichter 51, 52 erfolgt nun eine getrennte Speisung der beiden Speicherelemente 54, 57, sodaß wiederum jedem Speicherelement 54, 57 die selbe Energiemenge zugeführt wird und somit eine gleiche Energieentnahme über die Stromkreise 72, 73 bei einem Versorgungsnetz 50 mit geringerer Spannungshöhe möglich ist. Durch das parallele Zuführen von Energie über die beiden Netzgleichrichter 51 , 52 erfolgt eine getrennte Speisung der beiden Speicherele- mente 54, 57, sodaß wiederum jedem Speicherelement 54, 57 die selbe Energiemenge zur Verfügung steht.
Der Vorteil durch eine derartige Ausbildung der Umschaltvorrichtung 10, wie sie in dem dargestellten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, liegt darin, daß für die unter- schiedlichsten Energiequellen 9, insbesondere die öffentlichen Versorgungsnetze 50 mit unterschiedlichen Spannungshöhen, die einzelnen Bauelemente der Umschaltvorrichtung 10 nicht auf die unterschiedlichen Energiequellen 9 bzw. an die unterschied- liehen öffentlichen Versorgungsnetze 50 abgestimmt bzw. dimensioniert werden müssen, sondern daß die Bauelemente auf eine maximale Leistung bzw. auf einen maximalen Spannungswert dimensioniert werden, wobei jedoch unterschiedliche Energiequellen 9 verwendet werden können.
Eine derartige Umschaltvorrichtung 10 wird insbesondere dann eingesetzt, wenn das Leistungsnetzteil 1 an unterschiedlichen öffentlichen Versorgungsnetzen 50 mit unterschiedlichen Spannungshöhen, beispielsweise von 230 V oder 400 V, eingesetzt werden soll.
Selbstverständlich ist es möglich, daß das Leistungsnetzteil 1 an jede beliebige Energiequelle 9 zum Versorgen der beiden Primärmodule 2, 3 angeschlossen werden kann.
In Fig. 3 ist eine andere Ausführungsform des Leistungsnetzteils 1 gezeigt, wobei für dieselben Teile bzw. Bauelemente der zuvor beschriebenen Figuren wiederum dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Leistungsnetzteil 1 wiederum zwei Primärmodule 2, 3, die über einen gemeinsamen Transformator 5 mit dem Sekun- därmodul 4 verbunden sind, auf. Hierzu weist der Transformator 5 wiederum für jedes Primärmodul 2, 3 eine eigene Primärwicklung 6, 7, die unabhängig von jedem weiteren Primärmodul 2, 3 angesteuert wird, auf. Auf der Sekundärseite, insbesondere im Sekundärmodul 4, ist ein schematischer Verbraucher 43 mit einer an die Sekundärwicklung 8 angeschlossenen Gleichrichterschaltung 44 dargestellt. Selbstverständlich ist es möglich, daß jeder beliebige aus dem Stand der Technik bekannte Verbraucher an die Sekundärwicklung 8 angeschlossen werden kann.
Die beiden Primärmodule 2, 3 werden nunmehr jeweils mit einer eigenen Energiequelle 9, 74 über die Versorgungsleitungen 17 bis 20 verbunden, d.h., daß jedes Pri- märmodul 2, 3 unabhängig voneinander mit Energie von der Energiequelle 9, 74 versorgt wird. Hierzu ist es beispielsweise möglich, daß die Energiequelle 9 aus einem öffentlichen Versorgungsnetz 50 und die weitere Energiequelle 74 aus einem privaten Versorgungsnetz bzw. aus einem Generator gebildet werden kann. Die Energiequellen 9, 74 sind derartig ausgebildet, daß sie von einem Wechselspannungsnetz die gelie- ferte Wechselspannung in eine Gleichspannung umwandeln und anschließend über die Versorgungsleitungen 17 bis 20 an die beiden Primärmodule 2, 3 weiterleiten. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel werden die beiden Primärmodule 2, 3 nunmehr durch den Stützkondensator 25, 26 und die Schaltvorrichtung 13, 14 gebildet. Hierbei ist die Schaltvorrichtung 13, 14 der beiden Primärmodule 2, 3 nunmehr aus einer zum Stand der Technik zählenden Vollbrücke 75, 76 gebildet. Die Voll- brücke 75, 76 besteht wiederum aus den Schaltelementen 31 , 32 für die Schaltvorrichtung 13 und den Schaltelementen 33, 34 für die Schaltvorrichtung 14. Anstelle der in Fig. 1 dargestellten Dioden 35 bis 38 sind nunmehr weitere Schaltelemente 77 bis 80 angeordnet, sodaß eine Stromumkehr durch gegengleiches Beaufschlagen der einzelnen Schaltelemente 31, 32 und 77, 78 sowie 33, 34 und 79, 80 erzielt werden kann. Dies ist insofern von Vorteil, da dadurch der Transformator 5 nicht explizit entmagnetisiert werden muß, sondern daß durch paarweises Ansteuern der einzelnen Schaltelemente 31 bis 34 und 77 bis 80 eine Stromumkehr erreicht wird, sodaß eine automatische Entmagnetisierung des Transformators 5 erzielt wird.
Die Ansteuerung der einzelnen Schaltelemente 31 bis 34 und 77 bis 80 wird wiederum über die Steuervorrichtung 27 durchgeführt, wobei der Übersichtlichkeit halber nunmehr die Steuervorrichtung 27 sowie die Anschlußleitung für die Schaltelemente 31 bis 34 und 77 bis 80 nicht dargestellt sind.
Durch das direkte Anschalten der Schaltvorrichtung 13, 14 der beiden Primärmodule 2, 3 über die Versorgungsleitungen 17 bis 20 kann die Baugröße eines derartigen Leistungsnetzteils 1 verringert werden. Hierzu ist es jedoch erforderlich, daß parallel zu den Energiequellen 9 und 74 jeweils die Stützkondensatoren 25, 26 angeordnet sind, sodaß eine Energiepufferung für die Schaltvorrichtung 13, 14 möglich ist. Weiters wird erreicht, daß durch Anordnung des Stützkondensators 25, 26 eine Glättung der gleichgerichteten Wechselspannung von der Energiequelle 9, 74 erzielt wird.
Durch die Verwendung von zwei getrennten Energiequellen 9, 74 und einem gemeinsamen Transformator 5 ist es erforderlich, daß wiederum zur Symmetrierung bzw. zum Energieausgleich an den beiden Primärwicklungen 6, 7 des Transformators 5 die Symmetrievorrichtung 45 in Form der Übertragungsvorrichtung 46, insbesondere des Sym- metrietrafos 47, angeordnet wird, d.h. daß aufgrund der unterschiedlich gelieferten Energiemenge von den Energiequellen 9, 74 an den Primärwicklungen 6, 7 des Transformators 5 ein Energieausgleich durch die Wicklungen 48, 49 des Symmetrietrafos 47 durchgeführt wird, sodaß ein verlustarmes Betreiben des Transformators 5 möglich ist. Hierbei wird nunmehr die Symmetrievorrichtung 45, insbesondere der Symmetrietrafo
47, derartig ausgebildet, daß im Primärmodul 2 die Wicklung 48 des Symmetrietrafos 47 am Wicklungsanfang der Primärwicklung 6 in die Verbindungsleitung 39 zwischengeschaltet ist, d.h., daß die Wicklung 48 des Symmetrietrafos 47 seriell zu dem Wick- lungsanfang der Primärwicklung 6 geschaltet ist. Die weitere Wicklung 49 des Symmetrietrafos 47 wird wiederum seriell zum Wicklungsanfang der weiteren Primärwicklung 7 in der Verbindungsleitung 41 angeordnet, sodaß nunmehr beide Wicklungen
48, 49 mit dem Wicklungsanfang der beiden Primärwicklungen 6, 7 des Transformators 5 in Serie geschaltet sind. Hierzu ist es jedoch erforderlich, um eine Energieüber- tragung von einem Primärmodul 2 auf das weitere Primärmodul 3 zu erreichen, daß nunmehr der Wicklungssinn der beiden Wicklungen 48, 49 des Symmetrietrafos 47 umgekehrt wird, d.h., daß beispielsweise der Wicklungssinn bzw. der Wicklungsanfang der Wicklung 48, welcher durch einen Punkt dargestellt ist, auf der der Primärwicklung 6 abgewendeten Seite angeordnet ist, wogegen der Wicklungsanfang der wei- teren Wicklung 49 des Symmetrietrafos 47 an der der Primärwicklung 7 zugewendeten Seite angeordnet ist. Der die beiden Wicklungen 48, 49 verbindende Eisenkern ist strichliert in Form eines "Z" dargestellt.
Durch eine derartige Anordnung eines gegengleichen Wicklungssinnes für die beiden Primärmodule 2, 3 wird nunmehr erreicht, daß bei der Energieübertragung der Symmetrievorrichtung 45 eine Magnetfeldumkehr bzw. eine Spannungsumkehr von einer Wicklung 48 auf die Wicklung 49 oder umgekehrt stattfindet, sodaß wiederum eine Addierung der übertragenen Energiemenge zu der gelieferten Energiemenge eines der beiden Primärmodule 2, 3 stattfindet. Hierzu fungiert wiederum die Symmetrievorrich- tung 45 bei jenem Primärmodul 2, 3 mit der niedrigeren Energiemenge als weitere
Energiequelle, sodaß eine Hinzuaddierung zu der die beiden Primärmodule 2, 3 versorgenden Energiequelle 9 oder 74 stattfinden kann und somit die beiden Primärwicklungen 6, 7 des Transformators 5 wiederum mit der gleichen Energiemenge bzw. Spannungshöhe versorgt werden.
Selbstverständlich ist es möglich, daß beide Wicklungen 48, 49 in den Verbindungsleitungen 40, 42 angeordnet sein können, wobei wiederum bei Anordnung der Wicklungen 48, 49 in den Verbindungsleitungen 40, 42 eine Gegenpolung der beiden Wicklungen 48, 49 stattfinden muß. Es ist auch möglich, daß, wie in Fig. 1 gezeigt, eine der beiden Wicklungen 48, 49 mit einer der beiden Primärwicklungen 6, 7 am Wicklungsanfang und die weitere am Wicklungsende der Primärwicklungen 6, 7 angeordnet sein können, sodaß ein entsprechender Energieausgleich, wie er in Fig. 1 beschrieben ist, stattfinden kann.
Bei einem derartigen Ausführungsbeispiel, wie es in Fig. 3 beschrieben ist, ist es unbedingt notwendig, daß bei Verwendung eines Transformators 5 mit nur einem Verbrau- eher 43 und zwei unabhängig voneinander fungierenden Energiequellen 9, 74 ein Energieausgleich in Form einer Symmetrievorrichtung 45 verwendet wird, da ansonsten bei geringen Energieunterschieden bzw. Spannungsunterschieden die beiden Primärwicklungen 6, 7 mit unterschiedlichen Energiemengen bzw. Spannungen versorgt werden, sodaß entsprechend hohe Verluste im Transformator 5 entstehen und somit eine hohe Erwärmung des Transformators 5 gegeben ist, sodaß es zum Überhitzen des Transformators 5 führen kann.
Den Funktionsablauf zur Übertragung von Energie über die Symmetrievorrichtung 45 kann aus der Fig. 1 entnommen werden.
In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Leistungsnetzteils 1 in vereinfachter Form gezeigt, wobei wiederum für die selben Bauteile bzw. Teile die selben Bezugszeichen verwendet werden.
Der Unterschied zu den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 3 liegt nun darin, daß nunmehr das Leistungsnetzteil 1 nicht mehr aus zwei Primärmodulen 2, 3, sondern nur mehr aus einem Primärmodul 2 gebildet wird. Das Primärmodul 2 ist wiederum über die Versorgungsleitungen 17, 18 mit der Energiequelle 9 verbunden. Das Primärmodul 2 wird wiederum aus der Schaltvorrichtung 13 und dem Stütz- kondensator 25 gebildet. Der Stützkondensator 25 hat die Aufgabe, die von der Energiequelle 9 gleichgerichtete Wechselspannung zu puffern bzw., wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist, zu glätten. Die Schaltvorrichtung, wie sie bei den dargestellten Ausführungsbeispielen verwendet wird, wird wiederum, wie in Fig. 1 beschrieben, durch die Halbbrücke 15, bestehend aus den Schaltelementen 31, 32 und den Dioden 35, 36 gebildet. Durch die Verwendung der Halbbrücke 15 ist es nunmehr möglich, daß durch Beaufschlagung der Schaltelemente 31 , 32 ein Stromkreis über den Transformator 5, der das Primärmodul 2 mit dem Sekundärmodul 4 galvanisch getrennt verbindet, aufgebaut wird, wobei bei geöffneten Schaltelementen 31 , 32 sich die in dem Transformator 5 aufmagnetisierte Energie über die Dioden 35, 36 und den Stützkonden- sator 25 entladen kann, sodaß bei abermaliger Betätigung der Schaltvorrichtung 31, 32 eine weitere Übertragung von Energie über den Transformator 5 stattfinden kann. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird nunmehr nicht nur ein Transformator 5, sondern werden mit dem Primärmodul 2 zwei Transformatoren 5, 81 mit jeweils einer Primärwicklung 6, 82 und einer Sekundärwicklung 8, 83 an das Primärmodul 2 über die Verbindungsleitungen 39, 40 und 84, 85 verbunden. Dabei werden die beiden Primärwicklungen 6, 82 der Transformatoren 5, 81 im Mittelpunkt der in Serie geschalteten Bauelemente der Schaltvorrichtung 13, also zwischen dem Schaltelement 31 und der Diode 36 sowie der Diode 35 und dem Schaltelement 32, verbunden. Durch die Anordnung zweier unabhängiger Transformatoren 5, 81 weist jeder Transformator 5, 81 ein Sekundärmodul 4, 86 auf, wobei wiederum an dem Sekundärmodul 4 bzw. an die Sekundärwicklungen 8, 83 ein unabhängiger Verbraucher 43, 87, beispielsweise über eine Gleichrichterschaltung 44, 88, angeschlossen werden kann. Es ist hierbei wiederum möglich, daß jeder beliebige, zum Stand der Technik zählende Verbraucher 43, 87 an die Sekundärwicklung 8, 83 angeschlossen werden kann.
Damit eine einwandfreie Versorgung der Primärwicklungen 6, 82 der beiden Transformatoren 5, 81 mit Energie gewährleistet ist, ist die Primärwicklung 6 mit ihrem Wicklungsanfang, der in Form eines Punktes dargestellt ist, über die Verbindungsleitung 40 im Mittelpunkt zwischen dem Schaltelement 31 und der Diode 36 der Schaltvorrichtung 13 angeschlossen. Das Wicklungsende der Primärwicklung 6 des Transformators 5 ist über die Verbindungsleitung 39 mit der Schaltvorrichtung 13, insbesondere zwischen der Diode 35 und dem Schaltelement 32 angeschlossen.
Die weitere Primärwicklung 82 des weiteren Transformators 81 ist über Verbindungsleitungen 84, 85 parallel zur Primärwicklung 6 des Transformators 5 geschaltet, d.h., daß der Wicklungsanfang der Primärwicklung 82 über die Verbindungsleitung 84 mit der Verbindungsleitung 40 bzw. mit der Schaltvorrichtung 13, insbesondere zwischen dem Schaltelement 31 und der Diode 36 verbunden ist, wogegen das Wicklungsende der Primärwicklung 82 über die Verbindungsleitung 85 mit der Verbindungsleitung 39 bzw. der Schaltvorrichtung 13, insbesondere zwischen der Diode 35 und dem Schaltele- ment 32 angeschlossen ist. Durch eine derartige Verbindung der Transformatoren 5, 81 mit der Schaltvorrichtung 13 bzw. mit dem Primärmodul 2 wird erreicht, daß über die eine Schaltvorrichtung 13 beide Primärwicklungen 6, 82 gleichzeitig einen Stromkreis über die Verbindungsleitungen 39, 40, 84, 85 bilden.
Weiters ist es möglich, daß durch die getrennte Ausführung der Transformatoren 5, 81 und somit durch die getrennte Versorgung der Verbraucher 43, 87 diese getrennt mit Energie von der gemeinsamen Energiequelle 9 über das Primärmodul 2 versorgt werden.
Damit ein Energieausgleich zwischen den beiden Transformatoren 5, 81 erzielt werden kann, weist das Leistungsnetzteil 1 wiederum die Symmetrievorrichtung 45 in Form einer Übertragungsvorrichtung 46 auf. Die Übertragungsvorrichtung 46 wird wiederum durch den Symmetrietrafo 47 gebildet, wobei dieser durch die beiden Wicklungen 48, 49, wie sie in den zuvor beschriebenen Figuren verwendet wurden, gebildet ist. Hierbei ist der Symmetrietrafo 47 derartig ausgebildet, daß die Wicklung 48 und die Wicklung 49 gleichsinnig am Eisenkern, welcher strichliert dargestellt ist, aufgewic- kelt sind, sodaß keine Energieumkehr beim Durchströmen der einzelnen Wicklungen 48, 49 stattfindet. Damit nunmehr ein Ausgleich zwischen den einzelnen Transformatoren 5, 81 erzielt wird, ist die Wicklung 48 des Symmetrietrafos 47 in Serie mit der Primärwicklung 6, insbesondere mit dem Wicklungsende der Primärwicklung 6, verbunden, wogegen die weitere Wicklung 49 des Symmetrietrafos 47 in Serie zur Primär- wicklung 82, insbesondere zum Wicklungsanfang der Primärwicklung 82, angeordnet ist.
Durch die Anordnung der Symmetrievorrichtung 45 in Form des Symmetrietrafos 47 wird nun erreicht, daß bei unterschiedlichem Energieentzug über die Verbraucher 43, 87 ein Spannungseinbruch an einer der beiden Primärwicklungen 6, 82 verhindert wird, d.h., daß bei jenem Verbraucher 43, 87, der mehr Energie benötigt, ohne der erfindungsgemäßen Symmetrievorrichtung 45 die Energiemenge bzw. die Spannungshöhe an der entsprechenden Primärwicklung 82, 6 einbricht, sodaß mehr Energie über den Transformator 5 übertragen wird. Dies wird durch die erfindungsgemäße Symme- trievorrichtung 45 insofern verhindert, da durch Einbruch der Spannung, beispielsweise an der Primärwicklung 82, nunmehr eine höhere Energiemenge über die Wicklung 48 des Symmetrietrafos 47 fließt, sodaß wiederum, wie in den zuvor beschriebenen Figuren, eine Übertragung über die Symmetrievorrichtung 45 stattfindet, d.h., daß die Differenz bzw. die Hälfte der Differenz zwischen der Primärwicklung 6 und der Primärwicklung 82 über den Symmetrietrafo 47, insbesondere über die Wicklungen 48, 49 an die weitere Primärwicklung 6, 82 übertragen wird. Durch eine derartige Energieübertragung über den Symmetrietrafo 47 wird erreicht, daß die entsprechende Wicklung 48, 49 mit der an der Primärwicklung 6, 82 niedrigeren Energiemenge bzw. Spannungshöhe als weitere Energiequelle wirkt, sodaß eine Addierung der gelieferten Energiemenge zu der übertragenen Energiemenge erfolgt und somit wiederum beide
Primärwicklungen 6, 82 mit der gleichen Energiemenge bzw. Spannungshöhe versorgt werden. Der Vorteil durch die Anordnung der Symmetrievorrichtung 45 liegt nun darin, daß sichergestellt ist, daß bei unterschiedlichen Verbrauchern 43, 87 der entsprechende Transformator 5, 81 mit ausreichend Energie versorgt wird, sodaß eine Übertragung über den Transformator 5, 81 sichergestellt ist. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß durch eine derartige Ausbildung des Leistungsnetzteils 1 von einer Energiequelle 9 zumindest zwei oder mehr Verbraucher 43, 87 versorgt werden können, wobei durch den entsprechenden Energieausgleich über die Symmetrievorrichtung 45 die einzelnen Transformatoren 5, 81 gleich belastet werden und somit eine unterschiedliche Dimensionierung der unterschiedlichen Transformatoren 5, 81 nicht notwendig ist.
Selbstverständlich ist es möglich, daß die Symmetrievorrichtung 45, insbesondere die Wicklungen 48, 49, wie in Fig. 3 beschrieben, in Serie zu dem Wicklungsanfang der Primärwicklungen 6, 82 geschaltet sein können, wobei dabei jedoch der Wicklungssinn der beiden Wicklungen 48, 49 gegensinnig ausgebildet sein muß.
In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Leistungsnetzteils 1 in vereinfachter schematischer Darstellung gezeigt, wobei für die selben Bauelemente bzw. Teile wiederum die selben Bezugszeichen verwendet werden.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Leistungsnetzteil 1 wiederum aus zwei Primärmodulen 2, 3 gebildet, wobei die beiden Primärmodule 2, 3 von jeweils einer unabhängigen Energiequelle 9, 74 mit Energie versorgt werden. Die Primärmodule 2, 3 weisen wiederum jeweils eine Schaltvorrichtung 13, 14, die schematisch durch einen Block dargestellt ist, auf. Weiters ist in den Primärmodulen 2, 3 wiederum jeweils ein Stützkondensator 25, 26 angeordnet.
Die beiden Primärmodule 2, 3 sind jeweils mit einer Primärwicklung 6, 82 eines Transformators 5, 81 verbunden, d.h., daß für jedes Primärmodul 2, 3 ein eigener Transformator 5, 81 eingesetzt wird. Die Sekundärmodule 4, 86 der beiden Transformatoren 5, 81 sind parallel zueinander geschaltet, d.h., daß die beiden Sekundärwicklungen 8, 83 über Leitungen miteinander verbunden sind, wobei anschließend, beispielsweise über eine Gleichrichterschaltung 44, ein gemeinsamer Verbraucher 43, der schematisch durch einen Widerstand dargestellt ist, mit Energie von den beiden Sekundärmodulen 4, 86 versorgt wird.
Der Vorteil einer derartigen Ausbildung des Leistungsnetzteils 1 liegt darin, daß durch das Parallelschalten der beiden Transformatoren 5, 81 diese geringfügiger dimensio- niert werden können, da der Verbraucher 43 von beiden Transformatoren 5, 81 mit Energie versorgt wird.
Damit eine gleichmäßige Versorgung der beiden Transformatoren 5, 81 gewährleistet ist, ist wiederum in den beiden Primärmodulen 2, 3 die Symmetrievorrichtung 45 in Form einer Übertragungsvorrichtung 46, die durch den Symmetrietrafo 47 gebildet ist, angeordnet. Hierbei sind die beiden Wicklungen 48, 49 des Symmetrietrafos 47 gleichsinnig gewickelt, sodaß die Wicklung 48 des Symmetrietrafos 47 am Wendungsende der Primärwicklung 6 des Transformators 5 und die weitere Wicklung 49 des Symme- trietrafos 47 am Wicklungsanfang der weiteren Primärwicklung 82 des Transformators 81 angeordnet ist. Der Eisenkern der Übertragungsvorrichtung 46 ist wiederum strich- liert dargestellt. Die Funktion zur Energieübertragung über die Symmetrievorrichtung 45 kann aus den zuvor beschriebenen Figuren entnommen werden.
Durch eine derartige Ausbildung wird erreicht, daß bei Versorgung der einzelnen Primärmodule 2, 3 durch die unterschiedlichen Energiequellen 9, 74 jene Energiequelle 9, 74 von der weiteren Energiequelle 9, 74 unterstützt wird, welche weniger Leistung an den Transformator 5, 81 liefern kann, d.h., daß wiederum ein Energietransfer über die Symmetrievorrichtung 45 von einem Primärmodul 2 auf das weitere Primärmodul 3 oder umgekehrt stattfinden kann, sodaß wiederum die beiden Transformatoren 5, 81 mit der gleichen Energie bzw. Spannungshöhe versorgt werden, sodaß eine asymmetrische Belastung verhindert wird. Dies hat den Vorteil, daß dadurch ein Zusammenschalten der beiden Sekundärmodule 4, 86 ohne zusätzliche Schaltvorrichtungen möglich ist.
Vorteilhaft ist hierbei, daß gleich dimensionierte Bauelemente für beide Primärmodule 2, 3 bzw. die beiden Transformatoren 5, 81 eingesetzt werden können, sodaß die Herstellungskosten eines derartigen Leistungsnetzteils 1 verringert werden.
Grundsätzlich kann zu den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen gesagt werden, daß durch die Anordnung der Symmetrievorrichtung 45 in Form des Symmetrietrafos 47 eine zusätzliche Energiequelle von einer der Wicklungen 48, 49 des Symmetrietrafos 47 gebildet wird, sodaß eine Unterstützung der externen Energiequelle 9, 74 durch die über die Symmetrievorrichtung 45 geschaffene Energiequelle erreicht wird.
In Fig. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Leistungsnetzteils 1 zur Versorgung eines gemeinsamen Verbrauchers 43 aus drei unabhängigen Energiequellen 9, 74 und 89 dargestellt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Leistungsnetzteil 1 nunmehr aus drei Primärmodulen 2, 3 und 90 gebildet, wobei diese jeweils von einer unabhängigen Energie- quelle 9, 74, 89 mit Energie versorgt werden. Die Primärmodule 2, 3 und 90 weisen wiederum jeweils eine Schaltvorrichtung 13, 14 und 91, die schematisch durch einen Block dargestellt sind, auf. Hierzu ist es möglich, daß zwischen den einzelnen Energiequellen 9, 74, 89 und den Schaltvorrichtungen 13, 14, 91 wiederum ein Hochsetzsteller bzw. ein Tiefsetzsteller oder ein Hoch- und Tiefsetzsteller angeordnet sein kann. Zusätzlich ist in jedem Primärmodul 2, 3, 90 zwischen den Energiequellen 9, 74, 89 und den Schaltvorrichtungen 13, 14, 91 jeweils ein Stützkondensator 25, 26, 92 angeordnet.
Damit der Verbraucher 43 mit Energie aus den drei Primärmodulen 2, 3, 90 versorgt werden kann, weißt das Leistungsnetzteil 1 einen gemeinsamen Transformator 5 mit drei Primärwicklungen 6, 7 und 93 sowie einer Sekundärwicklung 8 auf. Der Verbraucher 43 kann, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist, über eine Gleichrichterschaltung 44 mit der Sekundärwicklung 8 verbunden werden. Damit eine gleichmäßige Versorgung der einzelnen Primärwicklungen 6, 7, 93 von den unterschiedlichen Ener- giequellen 9, 74, 89 bzw. den Primärmodulen 2, 3, 90 gewährleistet ist, ist zwischen den einzelnen Primärmodulen 2, 3, 90 und den Primärwicklungen 6, 7, 93 jeweils eine Symmetrievorrichtung 45, 94, 95 angeordnet. Die einzelnen Symmetrievorrichtungen 45, 94, 95 werden wiederum, wie aus den zuvor beschriebenen Figuren bekannt, aus einem Symmetrietrafo 47 gebildet, wobei die einzelnen Wicklungen 48, 49 des Sym- metrietrafos 47 wiederum seriell zu den einzelnen Primärwicklungen 6, 7, 93 geschaltet werden.
Durch die Verwendung von nunmehr drei Primärmodulen 2, 3, 90 ist es erforderlich, daß für den Energieausgleich zwischen den einzelnen Primärwicklungen 6, 7, 93 je- weils der Anzahl der eingesetzten Primärmodule 2, 3, 90 entsprechend viele Symmetrievorrichtungen 45, 94, 95 verwendet werden müssen, um eine Symmetrierung der einzelnen Primärwicklungen 6, 7, 93 zu erreichen.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Symmetrievorrichtung 45 zum Energieausgleich zwischen dem Primärmodul 2 und dem Primärmodul 3 eingesetzt. Die weitere Symmetrievorrichtung 94 wird für einen Energieausgleich zwischen dem Primärmodul 3 und dem Primärmodul 90 angeordnet. Damit ein Energieausgleich auch zwischen dem Primärmodul 2 und dem Primärmodul 90 stattfinden kann, wird die weitere Symmetrievorrichtung 45 zwischen diesen beiden angeordnet.
Die Funktion zur Übertragung der Energie von einem Primärmodul 2, 3, 90 zu einem weiteren Primärmodul 2, 3, 90 entspricht der Figurenbeschreibung der zuvor beschriebenen Figuren, sodaß nicht näher auf die Funktionsweise der Symmetrievorrichtungen 45, 94, 95 eingegangen wird. Es wird lediglich darauf hingewiesen, daß bei Verwendung von mehreren Primärmodulen 2, 3, 90 entsprechend der Anzahl der eingesetzten Primärmodule 2, 3, 90 eine entsprechende Anzahl von Symmetrievorrichtungen 45, 94, 95 eingesetzt werden müssen, sodaß sichergestellt ist, daß ein Energieaustausch zwischen den einzelnen Primärmodulen 2, 3, 90 untereinander stattfinden kann. Weiters ist darauf zu achten, daß bei Verwendung mehrerer Primärmodule 2, 3, 90 auf dem Wicklungssinn der Wicklungen 48, 49, der wiederum durch eine Punkt dargestellt ist, Rücksicht genommen werden muß, d.h., daß die übertragene Energie durch die in den Primärmodulen 2, 3, 90 gebildete zusätzliche Energiequelle in Form einer Wicklung 48, 49 des Symmetrietrafos 47 zu der Energie von den Energiequellen 9, 74, 89 hinzuaddiert wird.
In Fig. 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Leistungsnetzteils 1 mit der er- findungsgemäßen Symmetrievorrichtung 45, 94, 95 gezeigt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel werden nunmehr mehrere Verbraucher 43, 87 und 96 von einer Energiequelle 9 mit Energie versorgt. Hierzu ist jedem Verbraucher 43, 87,
96 ein eigener Transformator 5, 8 1 , 97, der jeweils eine Primärwicklung 6, 82, 98 und eine Sekundärwicklung 8, 83, 99 aufweist, zugeordnet. Die einzelnen Primärwicklungen 6, 82, 98 der Transformatoren 5, 81 , 97 sind parallel zueinander geschaltet, wie dies bereits in Fig. 4 beschrieben ist, wodurch es nunmehr möglich ist, daß durch eine Schaltvorrichtung 13 die einzelnen Transformatoren 5, 81 , 97 mit Energie versorgt werden.
Damit wiederum ein Energieausgleich zwischen den einzelnen Transformatoren 5, 81,
97 stattfinden kann, sind entsprechend der Anzahl der Primärwicklungen 6, 82, 98 entsprechend viele Symmetrievorrichtungen 45, 94, 95 angeordnet, wie dies bereits in Fig. 6 beschrieben ist. Die einzelnen Symmetrievorrichtungen 45, 94, 95, insbeson- dere deren Wicklungen 48, 49, sind wiederum in Serie zu den einzelnen Primärwicklungen 6, 82, 98 geschaltet. Das Zusammenschalten der einzelnen Transformatoren 5, 81, 97 mit den Symmetrievorrichtungen 45, 94, 95 entspricht der Anordnung der zuvor be- schriebenen Figuren, insbesondere der Fig. 6. Hierbei ist wiederum zu beachten, daß auf den Wicklungssinn der einzelnen Wicklungen 48, 49 der Symmetrievorrichtungen 45, 94, 95 geachtet werden muß, sodaß bei Energieübertragung über die Symmetrievorrichtungen 45, 94, 95 eine Addierung der übertragenen Energie zu der von der Energiequelle 9 gelieferten Energie erfolgt.
Die Funktionsweise zur Übertragung von Energie von einer Primärwicklung 6, 82, 98 auf eine weitere Primärwicklung 6, 82, 98 über die Symmetrievorrichtung 45, 94, 95 kann aus den zuvor beschriebenen Figuren entnommen werden.
Weiters ist in Fig. 7 in strichlierten Linien eine weitere Wicklung 100 einer weiteren Symmetrievorrichtung 101 dargestellt. Durch den Einsatz der weiteren Symmetrievorrichtung 101 ist es möglich, daß ein weiterer Transformator zum Versorgen eines weiteren Verbrauchers eingesetzt werden kann. Dieser Transformator wird wiederum parallel zu den weiteren Transformatoren 5, 81 , 97 geschaltet, wodurch eine Versorgung dieses Transformators von der Energiequelle 9 ermöglicht wird. Durch Anordnung eines weiteren Transformators ist nun ersichtlich, daß mehrere Wicklungen 48, 49 der Symmetrievorrichtungen 45, 94, 95, 101 seriell zu den Primärwicklungen 6, 7, 82, 98 geschaltet werden können, ohne daß dabei Verluste bei der Energieübertragung von einer Primärwicklung 6, 7, 82, 98 auf eine weitere Primärwicklung 6, 7, 82, 98 entstehen.
Selbstverständlich ist es möglich, daß eine derartige Anordnung der Symmetrievorrichtung 45, 94, 95, 101 auch auf einer Sekundärseite der Transformatoren 5, 81, 97 ange- wendet werden kann, wodurch ein Energieausgleich bei Verwendung von zwei oder mehreren unterschiedlichen Verbrauchern 43 ermöglicht wird.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, daß zum besseren Verständnis des Aufbaus der einzelnen Ausführungsbeispiele diese bzw. deren Bauelemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
Vor allem können die einzelnen in den Fig. 1 ; 2; 3; 4; 5; 6; 7 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen. B e z u g s z e i c h e n a u f s t e l l u n g
Leistungsnetzteil 41 Verbindungsleitung Primärmodul 42 Verbindungsleitung Primärmodul 43 Verbraucher Sekundarmodul 44 Gleichrichterschaltung Transformator 45 Symmetrievorrichtung Primärwicklung 46 Übertragungsvorrichtung Primärwicklung 47 Symmetrietrafo Sekundärwicklung 48 Wicklung Energiequelle 49 Wicklung Umschaltvorrichtung 50 Versorgungsnetz Hochsetzsteller 51 Netzgleichrichter Hochsetzsteller 52 Netzgleichrichter Schaltvorrichtung 53 Leitung Schaltvorrichtung 54 Speicherelement Halbbrücke 55 Kondensator Halbbrücke 56 Leitung Versorgungsleitung 57 Speicherelement Versorgungsleitung 58 Kondensator Versorgungsleitung 59 Anschlußleitung Versorgungsleitung 60 Anschlußleitung Induktivität 61 Anschlußleitung Induktivität 62 Anschlußleitung Schaltelement 63 Anschlußleitung Schaltelement 64 Anschlußleitung Stützkondensator 65 Ladevorrichtung Stützkondensator 66 Schaltvorrichtung Steuervorrichtung 67 Erregermodul Leitung 68 Schalter Diode 69 Schalter Diode 70 Schalter Schaltelement 71 Netzauswertevorrichtung Schaltelement 72 Stromkreis Schaltelement 73 Stromkreis Schaltelement 74 Energiequelle Diode 75 Vollbrücke Diode 76 Vollbrücke Diode 77 Schaltelement Diode 78 Schaltelement Verbindungsleitung 79 Schaltelement Verbindungsleitung 80 Schaltelement 81 Transformator
82 Primärwicklung
83 Sekundärwicklung
84 Verbindungsleitung 85 Verbindungsleitung
86 Sekundarmodul
87 Verbraucher
88 Gleichrichterschaltung 89 Energiequelle
90 Primärmodul
91 Schaltvorrichtung
92 Stützkondensator 93 Primärwicklung
94 Symmetrievorrichtung
95 Symmetrievorrichtung
96 Verbraucher 97 Transformator
98 Primärwicklung
99 Sekundärwicklung 100 Wicklung 101 Symmetrievorrichtung

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Symmetrievorrichtung, insbesondere für ein oder mehrere primär getaktete Leistungsnetzteile, bestehend aus zumindest einem von einer Steuervorrichtung getak- teten Primärmodul und zumindest einem Sekundärmodul, wobei die Energieübertragung zwischen dem Primärmodul und dem Sekundärmodul über einen oder mehrere Transformatoren mit jeweils zumindest einer Primärwicklung und zumindest einer Sekundärwicklung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß im Versorgungskreis für jede Primärwicklung (6, 7, 82, 93, 98) des Transformators (5, 81, 97) bzw. für jeden von mehreren Transformatoren (5, 81, 97) eine gemeinsame Symmetrievorrichtung (45, 94, 95, 101), insbesondere eine Übertragungsvorrichtung (46), zum Energieausgleich zwischen den Primärwicklungen (6, 7, 82, 93, 98) angeordnet ist.
2. Symmetrievorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsvorrichtung (46) aus zumindest zwei Wicklungen (48, 49) mit einem gemeinsamen Eisenkern gebildet ist.
3. Symmetrievorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Wicklung (48, 49) der Übertragungsvorrichtung (46) im Versorgungs- kreis seriell zu einer Primärwicklung (6, 7, 82, 93, 98) des Transformators (5, 81 , 97) angeordnet ist.
4. Symmetrievorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungsanzahl der einzelnen Wicklungen (48, 49) der Übertragungsvorrichtung (46) gleich ist.
5. Symmetrievorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen (48, 49) der
Übertragungsvorrichtung (46) gleichsinnig stromdurchflossen sind.
6. Symmetrievorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Transformator (5, 81, 97) und der Übertragungsvorrichtung (46) eine Schaltvorrichtung (13, 14, 91) vorgeschaltet ist.
7. Symmetrievorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung ( 13, 14, 91 ) durch eine Halbbrücke (15, 16) oder eine Vollbrücke gebildet ist.
8. Symmetrievorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltvorrichtung ( 13, 14, 91 ) eine Energiequelle (9, 74, 89) vorgeordnet ist.
9. Symmetrievorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beispielsweise zwischen der Energiequelle (9, 74, 89) und der Schaltvorrichtung (13, 14, 91) ein Hochsetzsteller (1 1 , 12) oder ein Tiefsetzsteller angeordnet ist.
10. Symmetrievorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Primärmodul (2, 3, 90) ein gemeinsames Sekundärmodul (4) mit einem Verbraucher (43, 87, 96) zugeordnet ist.
11. Symmetrievorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Primärmodul (2, 3, 90) ein eigenes Sekundärmodul (4) mit jeweils einem unabhängigen Verbraucher (43, 87, 96) zugeordnet ist.
12. Symmetrievorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Primärmodul (2, 3, 90) eine unabhängige Energiequelle (9, 74, 89) zugeordnet ist.
13. Symmetrievorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Energiequelle (9, 74, 89) ein Primärmodul (2, 3, 90) angeschlossen ist, wobei das Primärmodul (2, 3, 90) mehrere unabhängig voneinander arbeitende Transformatoren (5, 81, 97) zum Übertragen der Energie an mehrere Sekundärmodule (4) aufweist.
14. Symmetrievorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an mehreren Energiequellen (9, 74, 89) jeweils ein Primärmodul (2, 3, 90) mit jeweils einem Transformator (5, 81, 97) angeordnet ist, wobei für jeden Transformator (5, 81 , 97) ein gemeinsames Sekundärmodul (4) mit einem Verbraucher (43, 87, 96) zugeordnet ist.
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