DE10162246B4

DE10162246B4 - Power supply device for a voltage source inverter

Info

Publication number: DE10162246B4
Application number: DE10162246A
Authority: DE
Inventors: Susanne Gaksch; Kurt GÖPFRICH
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-12-18
Filing date: 2001-12-18
Publication date: 2009-10-15
Anticipated expiration: 2021-12-19
Also published as: DE10162246A1

Abstract

Stromversorgungseinrichtung (6) für einen Spannungszwischenkreis-Umrichter (2) mit einem eingangsseitigen Netzgleichrichter (26), einem Pufferkondensator (28) und einem ausgangsseitigen DC/DC-Wandler (30), wobei der Pufferkondensator (28) und der ausgangsseitige DC/DC-Wandler (30) elektrisch parallel zu gleichspannungsseitigen Ausgangsanschlüssen (32, 34) des Netzgleichrichters (26) geschaltet sind, wobei diese gleichspannungsseitigen Ausgangsanschlüsse (32, 34) des Netzgleichrichters (26) jeweils mittels einer Entkopplungsdiode (40, 42) mit einem Gleichspannungs-Eingangsanschluss (44, 46) der Stromversorgungseinrichtung (6) verknüpft sind, wobei eine Schalteinrichtung (48) zur Unterbrechung der Energiezufuhr des Pufferkondensators (28) vorgesehen ist, wobei elektrisch parallel zum Pufferkondensator (28) eine Spannungsmesseinrichtung (52) geschaltet ist, und wobei eine Steuereinrichtung (56) vorgesehen ist, deren Messeingänge jeweils mit einem Ausgang der Messeinrichtungen (50, 52) und deren Ausgang mit einem Steuereingang der Schalteinrichtung (48) verknüpft ist.Power supply device (6) for a voltage intermediate-circuit converter (2) with an input-side mains rectifier (26), a buffer capacitor (28) and an output-side DC / DC converter (30), wherein the buffer capacitor (28) and the output side DC / DC converter Transducer (30) are electrically connected in parallel to the DC side output terminals (32, 34) of the mains rectifier (26), said DC side output terminals (32, 34) of the mains rectifier (26) each by means of a decoupling diode (40, 42) with a DC input terminal (44, 46) of the power supply device (6) are linked, wherein a switching device (48) for interrupting the power supply of the buffer capacitor (28) is provided, wherein electrically parallel to the buffer capacitor (28), a voltage measuring device (52) is connected, and wherein a Control device (56) is provided, the measuring inputs each with an output of the measuring means (50, 52 ) and whose output is linked to a control input of the switching device (48).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stromversorgungseinrichtung für einen Spannungszwischenkreis-Umrichter.The The invention relates to a power supply device for a Voltage-source inverter.

Aus der DE 40 37 390 C1 ist eine Schaltungsanordnung zur Spannungsversorgung einer Steuereinrichtung für einen selbstgeführten Wechselrichter eines Spannungszwischenkreis-Umrichters bei einem Ausfall des speisenden Netzes dieses Spannungszwischenkreis-Umrichters bekannt. Diese Schaltungsanordnung weist einen Hilfsumrichter auf, der über einen Anpasstransformator an das speisende Netz des Spannungszwischenkreis-Umrichters angeschlossen ist. Dieser Hilfsumrichter, der einen eingangsseitigen Netzgleichrichter, einem Pufferkondensator und einen ausgangsseitigen DC/DC-Wandler aufweist, weist ebenfalls einen Komparator auf, mit dem ein Netzausfall des speisenden Netzes detektiert wird. Der Pufferkondensator und der ausgangsseitige DC/DC-Wandler sind elektrisch parallel zu den gleichspannungsseitigen Ausgangsanschlüssen einer Reihenschaltung aus dem Netzgleichrichter und einer Entkopplungsdiode geschaltet. Der Komparator ist elektrisch parallel zu gleichspannungsseitigen Ausgangsanschlüssen des Netzgleichrichters geschaltet. Außerdem weist diese Schaltungsanordnung einen Koppelbaustein auf, der zwei Leistungszenerdioden, zwei Entkopplungsdioden, eine Logik und ein Hilfsrelais aufweist. Dieser Koppelbaustein ist mittels seiner beiden Entkopplungsdioden jeweils mit einem Anschluss des Zwischenkreiskondensators des Spannunungszwischenkreis-Umrichters verbunden.From the DE 40 37 390 C1 a circuit arrangement for supplying power to a control device for a self-commutated inverter of a voltage source inverter in case of failure of the feeding network of this voltage source inverter is known. This circuit has an auxiliary converter, which is connected via a matching transformer to the supply network of the voltage source inverter. This auxiliary converter, which has an input-side power rectifier, a buffer capacitor and an output-side DC / DC converter, also has a comparator with which a power failure of the feeding network is detected. The buffer capacitor and the output side DC / DC converter are electrically connected in parallel with the DC side output terminals of a series circuit of the power rectifier and a decoupling diode. The comparator is electrically connected in parallel to the DC side output terminals of the mains rectifier. In addition, this circuit arrangement has a coupling module, which has two power diodes, two decoupling diodes, a logic and an auxiliary relay. This coupling module is connected by means of its two decoupling diodes each with a terminal of the intermediate circuit capacitor of the voltage source DC-DC converter.

Wenn der Komparator infolge einer Störung im speisenden Netz eine Unterspannung im Hilfsspannungszwischenkreis erkennt, wird das Hilfsrelais angesteuert, so dass sich seine Kontakte schließen. Dadurch sind der Pufferkondensator des Hilfsumrichters und der Zwischenkreiskondensator des Spannungszwi schenkreis-Umrichters elektrisch parallel geschaltet, wobei die Leistungszenerdioden die Spannung am Pufferkondensator auf einen vorbestimmten Spannungswert begrenzen. Damit im Normalbetrieb, d. h. wenn die Energie nicht aus dem Zwischenkreiskondensator des Spannungszwischenkreis-Umrichters ausgekoppelt werden muss, keine Verluste an diesen Leistungszenerdioden erzeugt werden, erfolgt die Kopplung der beiden Kondensatoren erst dann, wenn eine Unterspannung detektiert worden ist. Damit sind die Kontakte des Hilfsrelais nur während einer detektierten Unterspannung geschlossen. Mittels dieser bekannten Schaltungsanordnung wird die Versorgungsspannung für eine Steuereinrichtung eines selbstgeführten Wechselrichters eines Spannungszwischenkreis-Umrichters im Falle eines Netzspannungsausfalls gewährleistet. Erst bei einem Netzausfall wird der Zwischenkreis des Hilfsspannungszwischenkreises aus dem Hauptzwischenkreis des Spannungzwischenkreis-Umrichters versorgt, wobei dieser während des Netzausfalles eingangsseitig vom speisenden Netz getrennt ist.If the comparator as a result of a fault in the feeding mains an undervoltage in the auxiliary voltage intermediate circuit detects, the auxiliary relay is activated, so that its contacts shut down. As a result, the buffer capacitor of the auxiliary converter and the DC link capacitor of Voltage intermediate circuit converter electrically connected in parallel, wherein the power diodes the voltage at the buffer capacitor to limit to a predetermined voltage value. So in normal operation, d. H. if the energy is not from the DC link capacitor of the Voltage source inverter must be disconnected, none Losses are generated at these power diodes, done the coupling of the two capacitors only when an undervoltage has been detected. Thus, the contacts of the auxiliary relay are only while a detected undervoltage is closed. By means of these known Circuit arrangement is the supply voltage for a control device a self-guided Inverter of a voltage source inverter in case ensures a mains voltage failure. First In the event of a power failure, the DC link of the auxiliary voltage DC link becomes from the main DC link of the voltage source inverter supplied, while this the power failure is separated on the input side of the feeding network.

In der 1 ist eine Stromversorgungseinrichtung näher dargestellt, die beispielsweise bei einem im Handel erhältlichen Spannungszwischenkreis-Umrichter verwendet wird. In dieser 1 sind mit 2 ein Spannungszwischenkreis-Umrichter, mit 4 eine Kommutierungsdrossel und mit 6 eine Stromversorgungseinrichtung gekennzeichnet. Der Spannungszwischenkreis-Umrichter 2 weist einen netzseitigen und einen lastseitigen Stromrichter 8 und 10 auf, die gleichspannungsseitig mittels eines Zwischenkreiskondensators 12 miteinander verknüpft sind. Als lastseitiger Stromrichter 10 ist ein selbstgeführter Pulsstromrichter vorgesehen, an dessen Umrichterausgängen 14, 16 und 18 eine nicht näher dargestellte Drehstromlast angeschlossen werden kann. Der netzseitige Stromrichter 8 ist in der dargestellten Ausführungsform ein ungesteuerter Stromrichter, beispielsweise ein Diodengleichrichter. Soll der Spannungszwischenkreis-Umrichter 2 netzfreundlich und rückspeisefähig ausgebildet sein, so wird als netzseitiger Stromrichter 8 ein selbstgeführter Pulsstromrichter verwendet. Ein derartig ausgebildeter netzseitiger Stromrichter 8 wird dann auch als Active-Front-End (AFE) bezeichnet, mit dem Energie in ein speisendes Netz gespeist werden kann. Die Eingänge des netzseitigen Stromrichters 8 sind jeweils mittels einer Kommutierungsdrossel 4 mit einem Anschluss 20, 22 und 24 eines speisenden Netzes verknüpft.In the 1 is a power supply device shown in more detail, which is used for example in a commercially available voltage source inverter. In this 1 are with 2 a voltage source inverter, with 4 a commutation choke and with 6 a power supply device characterized. The voltage source inverter 2 has a mains side and a load side power converter 8th and 10 on, the DC side by means of a DC link capacitor 12 linked together. As a load-side converter 10 a self-commutated pulse-controlled converter is provided at its converter outputs 14 . 16 and 18 a three-phase load, not shown, can be connected. The mains side converter 8th is in the illustrated embodiment an uncontrolled power converter, such as a diode rectifier. Should the voltage source inverter be 2 be designed network-friendly and regenerative, so is as a grid-side converter 8th a self-commutated pulse-controlled converter is used. Such a trained network-side converter 8th is also referred to as Active Front End (AFE), which can be used to feed energy into a feeding network. The inputs of the line-side converter 8th are each by means of a commutation reactor 4 with a connection 20 . 22 and 24 linked to a feeding network.

Die Stromversorgungseinrichtung 6 weist einen eingangsseitigen Netzgleichrichter 26, einen Pufferkondensator 28 und einen ausgangsseitigen DC/DC-Wandler 30 auf. Der Netzgleichrichter 26 ist ein Diodengleichrichter, der gleichspannungsseitig mit dem Pufferkondensator 28 verknüpft ist. Der ausgangsseitige DC/DC-Wandler 30 ist ebenfalls, wie der Pufferkondensator 28, mit gleichspannungsseitigen Ausgangsanschlüssen 32 und 34 des Netzgleichrichters 26 elektrisch leitend verbunden. An den Ausgangsanschlüssen 36 und 38 der Stromversorgungseinrichtung 6 wird eine nicht näher dargestellte Elektronik des Spannungszwischenkreis-Umrichters 2 angeschlossen. Eingangsseitig ist diese Stromversorgungseinrichtung 6 mit den Anschlüssen 20, 22 und 24 eines speisenden Netzes verknüpft. Außerdem kann diese Stromversorgungseinrichtung 6 auch mit den Anschlüssen des Zwischenkreiskondensators 12 des Spannungszwischenkreis-Umrichters 2 verbunden werden. Dazu sind den gleichspannungsseitigen Ausgangsanschlüssen 32 und 34 des Netzgleichrichters 26 der Stromversorgungseinrichtung 6 jeweils eine Entkopplungsdiode 40 und 42 nachgeschaltet, deren freie Enden jeweils einen gleichspannungsseitigen Eingangsanschluss 44 bzw. 46 der Stromversorgungseinrichtung 6 bilden. Diese Gleichspannungs-Eingangsanschlüsse 44 und 46 können jeweils mit einem Anschluss des Zwischenkreiskondensators 12 des Spannungszwischenkreis-Umrichters 2 verbunden werden.The power supply device 6 has an input side power rectifier 26 , a buffer capacitor 28 and an output side DC / DC converter 30 on. The power rectifier 26 is a diode rectifier, the DC side with the buffer capacitor 28 is linked. The output side DC / DC converter 30 is also like the buffer capacitor 28 , with DC side output connections 32 and 34 of the mains rectifier 26 electrically connected. At the output terminals 36 and 38 the power supply device 6 is a not-shown electronics of the voltage source inverter 2 connected. On the input side is this power supply device 6 with the connections 20 . 22 and 24 linked to a feeding network. In addition, this power supply device 6 also with the connections of the DC link capacitor 12 of the voltage source inverter 2 get connected. These are the DC side output terminals 32 and 34 of the mains rectifier 26 the power supply device 6 in each case a decoupling diode 40 and 42 downstream, the free ends of each one DC side input terminal 44 respectively. 46 the power supply device 6 form. These DC input terminals 44 and 46 can each with a connection of the DC link capacitor 12 of the voltage source inverter 2 get connected.

In dieser dargestellten Ausführungsform ist es erlaubt, dass die Stromversorgungseinrichtung 6 eingangsseitig mit den Anschlüssen 20, 22 und 24 eines nicht näher dargestellten Netzes und mit den Anschlüssen des Zwischenkreiskondensators 12 des Spannungszwischenkreis-Umrichters 2 verbunden ist. Da durch kann die im Zwischenkreiskondensator 12 gespeicherte Energie bei einem Netzausfall zur Versorgung der Elektronik des Spannungszwischenkreis-Umrichters 2 herangezogen werden.In this illustrated embodiment, it is allowed that the power supply device 6 on the input side with the connections 20 . 22 and 24 a network not shown in detail and with the terminals of the DC link capacitor 12 of the voltage source inverter 2 connected is. Because of the can in the DC link capacitor 12 stored energy in the event of a power failure to supply the electronics of the voltage source inverter 2 be used.

Wenn jedoch als netzseitiger Stromrichter 8 ein selbstgeführter Pulsstromrichter verwendet wird, kann es zu sehr hohen Spannungen am Pufferkondensator 28 der Stromversorgungseinrichtung 6 kommen. Verursacht werden diese hohen Spannungen durch die Betriebsweise des netzseitigen selbstgeführten Pulsstromrichters des Spannungszwischenkreis-Umrichters 2. Aus diesem Grund darf die Stromversorgungseinrichtung 6 bei einem Spannungszwischenkreis-Umrichter 2 eingangsseitig nur mit dem Netz oder mit den Anschlüssen des Zwischenkreiskondensators 12 des Spannungszwischenkreis-Umrichters 2 verbunden sein. Damit aber bei Netzstörungen die Energieversorgung für eine vorbestimmte Zeit aufrecht erhalten werden kann, müssen zwei Stromversorgungseinrichtungen 6 verwendet werden, die ausgangsseitig elektrisch parallel geschaltet sind und eingangsseitig einerseits mit einem Netz und andererseits mit dem Zwischenkreiskondensator 12 verbunden sind. Die Verwendung von zwei parallel geschalteten Stromversorgungseinrichtungen 6 verteuert den Spannungszwischenkreis-Umrichter 2 erheblich.However, if as a mains side converter 8th a self-commutated pulse-controlled converter is used, it can lead to very high voltages on the buffer capacitor 28 the power supply device 6 come. These high voltages are caused by the operation of the line-side self-commutated pulse-controlled converter of the voltage source inverter 2 , For this reason, the power supply device may 6 at a voltage source inverter 2 on the input side only with the mains or with the connections of the DC link capacitor 12 of the voltage source inverter 2 be connected. But in order for the power supply for a predetermined time can be maintained in network disturbances, two power supply facilities 6 can be used, the output side are electrically connected in parallel and the input side on the one hand with a network and on the other hand with the DC link capacitor 12 are connected. The use of two parallel-connected power supplies 6 makes the voltage source inverter more expensive 2 considerably.

Will man bei einem Spannungszwischenkreis-Umrichter 2 mit einem selbstgeführten Pulsstromrichter als netzseitigen Stromrichter 8 nur eine Stromversorgungseinrichtung 6 verwenden, so muss der Netzgleichrichter 26 der Stromversorgungseinrichtung 6 anstelle mit den Anschlüssen 20, 22 und 24 mit den Eingängen des netzseitigen Stromrichters 8 verknüpft werden. Zwischen den Anschlüssen 20, 22 und 24 eines speisenden Netzes und den Eingängen des netzseitigen Stromrichters 8 dieses Umrichters 2 sind die Kommutierungsdrosseln 4 des Umrichters 2 angeordnet. Gleichzeitig darf dann die gleichspannungsseitigen Eingangsanschlüsse 44 und 46 der Stromversorgungseinrichtung 6 mit den Anschlüssen des Zwischenkreiskondensators 12 des Spannungszwischenkreis-Umrichters 2 verbunden sein.If you want at a voltage source inverter 2 with a self-commutated pulse-controlled converter as a line-side converter 8th only one power supply device 6 use, so must the power rectifier 26 the power supply device 6 instead of the connections 20 . 22 and 24 with the inputs of the line-side converter 8th be linked. Between the connections 20 . 22 and 24 a feeding network and the inputs of the line-side converter 8th this inverter 2 are the commutation chokes 4 of the inverter 2 arranged. At the same time, the DC side input connections may be used 44 and 46 the power supply device 6 with the connections of the DC link capacitor 12 of the voltage source inverter 2 be connected.

Daraus resultiert jedoch der Nachteil, dass die Eingangsanschlüsse des netzseitigen Stromrichters 8 zugänglich sein müssen und dass die Verschaltung einer Stromversorgungseinrichtung 6 von der Schaltung des netzseitigen Stromrichters 8 abhängig ist.This, however, has the disadvantage that the input terminals of the network-side converter 8th must be accessible and that the interconnection of a power supply device 6 from the circuit of the line-side converter 8th is dependent.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die bekannte Stromversorgungseinrichtung derart weiterzubilden, dass diese unabhängig von der Ausgestaltung des Spannungszwischenkreis-Umrichters verwendet werden kann.Of the The invention is based on the object, the known power supply device in such a way that they are independent of the design of the voltage source inverter can be used.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem kennzeichnenden Merkmal des Anspruchs 1 gelöst.These Task is according to the invention with the Characteristic feature of claim 1 solved.

Dadurch, dass die Stromversorgungseinrichtung nach der Erfindung in Abhängigkeit eines Strom- und/oder Spannungsmesswertes vom Netz oder vom Zwischenkreiskondensator des Spannungszwischenkreis-Umrichters getrennt werden kann, kann diese Stromversorgungseinrichtung wie bekannt mit einem Netz und einem Zwischenkreiskondensator eines Spannungszwischenkreis-Umrichters gleichzeitig verschaltet werden. Dadurch ist die Verschaltung dieser Stromversorgungseinrichtung wieder unabhängig von der Ausführungsform des netzseitigen Stromrichters des Spannungszwischenkreis-Umrichters. Somit ist die erfindungsgemäße Stromversorgungseinrichtung universell einsetzbar und gewährt ein höheres Maß an Spannungsversorgungssicherheit.Thereby, that the power supply device according to the invention in dependence a current and / or voltage measured value from the mains or from the DC link capacitor of the voltage source inverter can be this Power supply device as known with a network and a DC link capacitor of a voltage source inverter at the same time be interconnected. As a result, the interconnection of this power supply device again independent from the embodiment the line-side converter of the voltage source inverter. Thus, the power supply device according to the invention universally applicable and granted higher Measure Power supply security.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung sind in einer Verbindungsleitung zwischen einem Ausgangsanschluss des Netzgleichrichters und einem Anschluss des Pufferkondensators eine Strommesseinrichtung und ein Begrenzer geschaltet. Dadurch kann nicht nur ein Überstrom im Gleichspannungskreis der Stromversorgungseinrichtung festgestellt werden, sondern auch begrenzt werden. Somit erhält man eine Stromversorgungseinrichtung, die überspannungs- und -stromfest ist.at an advantageous embodiment the power supply device according to the invention are in a connection line between an output terminal of the Mains rectifier and a buffer capacitor one connection Current measuring device and a limiter connected. This can not just an overcurrent detected in the DC voltage circuit of the power supply device but also be limited. Thus, one obtains a power supply device, the overvoltage and -stromfest.

Die unterschiedlichen Verschaltungsmöglichkeiten der Schalteinrichtung sind den Unteransprüchen 2 bis 4 zu entnehmen. Bei der Verwendung dieser erfindungsgemäßen Schalteinrichtung ist deren Platzierung unerheblich, solange die Energiezufuhr zum Pufferkondensator der Stromversorgungseinrichtung in Abhängigkeit seines Spannungswertes unterbrochen werden kann.The different interconnection options the switching device can be found in the subclaims 2 to 4. When using this switching device according to the invention is the Placement irrelevant, as long as the energy supply to the buffer capacitor the power supply device is interrupted depending on its voltage value can be.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen 6 bis 11 zu entnehmen.advantageous Embodiments can be found in the subclaims 6 to 11.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der mehrere Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung schematisch veranschaulicht sind.To further explain the invention, reference is made to the drawing, in which several Embodiments of a power supply device according to the invention are illustrated schematically.

1 zeigt das Blockschaltbild einer bekannten Stromversorgungseinrichtung bei einem Spannungszwischenkreis-Umrichter, die 1 shows the block diagram of a known power supply device in a voltage source inverter, the

2 zeigt eine erste vorteilhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung, in den 2 shows a first advantageous embodiment of a power supply device according to the invention, in the

3 und 4 sind jeweils eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung dargestellt, wobei die 3 and 4 each show a further embodiment of the power supply device according to the invention, wherein the

5 eine Realisierung der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung nach 2 näher dargestellt. 5 an implementation of the embodiment of the power supply device according to the invention 2 shown in more detail.

In der 2 ist ein Prinzipschaltbild einer ersten vorteilhaften Ausführungsform einer Stromversorgungseinrichtung 6 nach der Erfindung näher dargestellt. Diese Stromversorgungseinrichtung 6 unterscheidet sich von der bekannten Stromversorgungseinrichtung 6 nach 1 dadurch, dass zusätzlich eine Schalteinrichtung 48, eine Strommesseinrichtung 50, eine Spannungsmesseinrichtung 52, ein Begrenzer 54 und eine Steuereinrichtung 56 vorgesehen sind. Die Schalteinrichtung 48 ist zwischen den Anschlüssen 20, 22 und 24 eines nicht näher dargestellten speisenden Netzes und dem Netzgleichrichter 26 der Stromversorgungseinrichtung 6 angeschlossen. Der Steuereingang dieser Schalteinrichtung 48 ist mit einem Steuerausgang der Steuereinrichtung 56 verknüpft. Die Strommesseinrichtung 50 ist in der Verbindungsleitung zwischen dem gleichspannungsseitigen Ausgangsanschluss 32 des Netzgleichrichters 26 und einem Anschluss des Pufferkondensators 28 geschaltet. Die Spannungsmesseinrichtung 52 ist elektrisch parallel zu diesem Pufferkondensator 28 geschaltet. Der Begrenzer 54, der nur Bestandteil einer vorteilhaften Ausführungsform ist, ist hier im Gleichspannungskreis, der aus den gleichspannungsseitigen Ausgangsanschlüssen 32 und 34 des Netzgleichrichters 26, dem Pufferkondensator 28 und zweier Verbindungsleitungen besteht, angeordnet. Ein Steuereingang dieses Begrenzers 54 ist mit einem weiteren Steuerausgang der Steuereinrichtung 56 verbunden. Die Ausgänge der Strom- und Spannungsmesseinrichtungen 50 und 52 sind mit Messeingängen der Steuereinrichtung 56 verknüpft. Da der Begrenzer 54 nur Bestandteil einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung 6 ist, und dieser zur Strombegrenzung dient bzw. einen Überstrom im Gleichspannungskreis unterbricht, gehört die Strommessvorrichtung 50 ebenfalls nur zu einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung 6. D. h., diese beiden Elemente 54 und 50 sind funktionell miteinander verknüpft.In the 2 is a schematic diagram of a first advantageous embodiment of a power supply device 6 shown in more detail according to the invention. This power supply device 6 differs from the known power supply device 6 to 1 in that in addition a switching device 48 , a current measuring device 50 , a voltage measuring device 52 , a limiter 54 and a controller 56 are provided. The switching device 48 is between the terminals 20 . 22 and 24 a not shown feeding network and the power rectifier 26 the power supply device 6 connected. The control input of this switching device 48 is with a control output of the control device 56 connected. The current measuring device 50 is in the connection line between the DC side output terminal 32 of the mains rectifier 26 and a terminal of the buffer capacitor 28 connected. The tension measuring device 52 is electrically parallel to this buffer capacitor 28 connected. The limiter 54 , which is only part of an advantageous embodiment, is here in the DC voltage circuit, from the DC voltage side output terminals 32 and 34 of the mains rectifier 26 , the buffer capacitor 28 and two connecting lines arranged. A control input of this limiter 54 is with a further control output of the control device 56 connected. The outputs of the current and voltage measuring devices 50 and 52 are with measuring inputs of the control device 56 connected. Because the limiter 54 only part of an advantageous embodiment of the power supply device according to the invention 6 is, and this is used to limit the current or interrupt an overcurrent in the DC circuit, belongs to the current measuring device 50 also only to an advantageous embodiment of the power supply device according to the invention 6 , That is, these two elements 54 and 50 are functionally linked.

In Abhängigkeit ermittelter Strom- und Spannungsmesswerte I_NG und U_K werden die Schalteinrichtung 48 oder der Begrenzer 54 betätigt. Dabei wird die Schalteinrichtung 48 zur Regelung der am Pufferkondensator 28 anstehenden Spannung U_K und der Begrenzer 54 zur Regelung des Ausgangsstromes I_NG des Netzgleichrichters 26 verwendet. D. h., wenn die Spannung U_K einen vorbestimmten oberen Grenzwert übersteigt, so wird die Schalteinrichtung 48 derart betätigt, dass die Stromversorgungseinrichtung 6 von einem speisenden Netz getrennt wird. Sobald die Spannung U_K einen vorbestimmten unteren Grenzwert unterschreitet, wird die Schalteinrichtung 48 derart betä tigt, dass die Stromversorgungseinrichtung 6 wieder mit dem speisenden Netz verbunden ist. Mit Hilfe des Begrenzers 54 kann ein zu hoher Ausgangsstrom I_NG des Netzgleichrichters 26 auf einen vorbestimmten Strom begrenzt werden. Zur Steuerung des Begrenzers 54 weist die Steuereinrichtung 56 zwei Grenzwerte auf. Somit besteht die Steuereinrichtung 56 im einfachsten Fall aus vier Grenzwertmeldern und einer Logikschaltung.In dependence of determined current and voltage measured values I _NG and U _K are the switching device 48 or the limiter 54 actuated. This is the switching device 48 for the regulation of the buffer capacitor 28 pending voltage U _K and the limiter 54 for regulating the output current I _{NG of} the mains rectifier 26 used. That is, when the voltage U _K exceeds a predetermined upper limit, the switching device becomes 48 actuated such that the power supply device 6 is disconnected from a feeding network. Once the voltage U _K falls below a predetermined lower limit, the switching device 48 actuated such that the power supply device 6 is again connected to the feeding network. With the help of the limiter 54 can be too high output current I _{NG of} the mains rectifier 26 be limited to a predetermined current. For controlling the limiter 54 has the control device 56 two limits. Thus, the control device exists 56 in the simplest case, four limit detectors and a logic circuit.

In der 3 ist eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung 6 nach 2 näher dargestellt. Diese zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform nach 2 dadurch, dass die Schalteinrichtung 48 nun im Gleichspannungskreis der Stromversorgungseinrichtung angeordnet ist. Mittels dieser Schalteinrichtung 48 wird nun der Netzgleichrichter 26 der Stromversorgungseinrichtung 6 nicht vom speisenden Netz, sondern von den nachfolgenden Teilen der Stromversorgungseinrichtung 6, getrennt. D. h., der Pufferkondensator 28 wird nun vom Zwischenkreiskondensator 12 des Spannungszwischenkreis-Umrichters 2 mit Energie versorgt. Die Steuerung der Schalteinrichtung 48 erfolgt weiterhin von der Steuereinrichtung 56 und der gemessenen Spannung U_K am Pufferkondensator 28.In the 3 is a second embodiment of the power supply device according to the invention 6 to 2 shown in more detail. This second embodiment differs from the first embodiment 2 in that the switching device 48 is now arranged in the DC voltage circuit of the power supply device. By means of this switching device 48 now becomes the mains rectifier 26 the power supply device 6 not from the supply network, but from the subsequent parts of the power supply device 6 , separated. That is, the buffer capacitor 28 will now be from the DC link capacitor 12 of the voltage source inverter 2 energized. The control of the switching device 48 continues to be done by the controller 56 and the measured voltage U _K on the buffer capacitor 28 ,

Die 4 zeigt eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung 6 nach 2. Diese dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform nach 2 dadurch, dass nun die Schalteinrichtung 48 den Gleichspannungs-Eingangsanschlüssen 44 und 46 der Stromversorgungseinrichtung 6 nachgeschaltet ist. D. h., die Schalteinrichtung 48 ist zwischen den Entkopplungsdioden 40 und 42 und den Gleichspannungs-Eingangsanschlüssen 44 und 46 der Stromversorgungseinrichtung 6 angeordnet. Mittels dieser Schalteinrichtung 48 wird die Stromversorgungseinrichtung 6 vom Zwischenkreiskondensator 12 des Spannungszwischenkreis-Umrichters 2 getrennt. D. h., der Pufferkondensator 28 wird nun vom speisenden Netz mittels des Netzgleichrichters 26 mit Energie versorgt. Die Steuerung der Schalteinrichtung 48 wird hier auch von der Steuereinrichtung 56 in Abhängigkeit der gemessenen Spannung U_K am Pufferkondensator 28 vorgenommen.The 4 shows a third embodiment of the power supply device according to the invention 6 to 2 , This third embodiment differs from the first embodiment 2 in that now the switching device 48 the DC input terminals 44 and 46 the power supply device 6 is downstream. D. h., The switching device 48 is between the decoupling diodes 40 and 42 and the DC input terminals 44 and 46 the power supply device 6 arranged. By means of this switching device 48 becomes the power supply device 6 from the DC link capacitor 12 of the voltage source inverter 2 separated. That is, the buffer capacitor 28 is now from the supplying network by means of the mains rectifier 26 energized. The control of the switching device 48 is also here by the controller 56 as a function of the measured voltage U _K on the buffer capacitor 28 performed.

In der 5 ist eine Realisierung der ersten Ausführungsform der Stromversorgungseinrichtung 6 nach 2 näher dargestellt. In dieser Ausführungsform sind für die Schalteinrichtung 48, der Strom- und Spannungsmesseinrichtungen 50 und 52 und für den Begrenzer 54 der 2 jeweils eine Ausführungsform angegeben. Als Schalteinrichtung 48 ist für jede Phase R, S und T eines speisenden Netzes ein Schalter 58 vorgesehen, die mittels eines Relais 60 betätigt werden, wobei die entsprechenden Steuersignale von der Steuereinrichtung 56 geliefert werden. Diese Ausführungsform der Schalteinrichtung 48 kann auch bei den weitren Ausführungsformen nach den 3 und 4 verwendet werden, wobei dann jedoch nur zwei Schalter 58 benötigt werden. Als Strommesseinrichtung 50 ist ein Shunt-Widerstand 62 vorgesehen, der hier in der Verbindungsleitung zwischen dem gleichspannungsseitigen Ausgang 34 des Netzgleichrichters 26 und einem Anschluss des Pufferkondensators 28 eingebunden ist. Ebenfalls ist in dieser Verbindungsleitung ein Transistor 64 angeordnet, der als Begrenzer 54 vorgesehen ist. Als Spannungsmesseinrichtung 52 dient ein Spannungsteiler 66, der elektrisch parallel zum Pufferkondensator 28 geschaltet ist.In the 5 is an implementation of the first embodiment of the power supply device 6 to 2 shown in more detail. In this embodiment, for the switching device 48 , the current and voltage measuring equipment 50 and 52 and for the limiter 54 of the 2 in each case given an embodiment. As a switching device 48 is a switch for each phase R, S and T of a feeding network 58 provided by means of a relay 60 are actuated, wherein the corresponding control signals from the control device 56 to be delivered. This embodiment of the switching device 48 can also in the weitren embodiments according to the 3 and 4 be used, but then only two switches 58 needed. As a current measuring device 50 is a shunt resistor 62 provided here in the connecting line between the DC side output 34 of the mains rectifier 26 and a terminal of the buffer capacitor 28 is involved. Also in this connection line is a transistor 64 arranged as a limiter 54 is provided. As a voltage measuring device 52 serves a voltage divider 66 , which is electrically parallel to the buffer capacitor 28 is switched.

Somit erhält man eine Stromversorgungseinrichtung 6, die gegenüber einer bekannten Stromversorgungseinrichtung 6 nach 1, nicht wesentlich aufwendiger geworden ist. Jedoch ist diese erfindungsgemäße Stromversorgungseinrichtung universeller einsetzbar. Durch diese erfindungsgemäße Weiterbildung erhält man eine Stromversorgungseinrichtung 6, die unabhängig von der Ausgestaltung des netzseitigen Stromrichters 8 des Spannungszwischenkreis-Umrichters 2 gleichzeitig mit den Eingängen seines Netzgleichrichters 26 an ein speisendes Netz, an dem auch der Umrichter 2 angeschlossen ist, und mit seinen gleichspannungsseitigen Eingangsanschlüssen 44 und 46 an den Zwischenkreiskondensator 12 dieses Umrichters 2 angeschlossen werden kann, ohne dass die eingangsgenannten Probleme auftreten. D. h., für die Verschaltung der erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung 6 ist es unerheblich, wie der netzseitige Stromrichter 8 dieses Umrichters 2 ausgeführt ist. Somit kann diese erfindungsgemäße Stromversorgungseinrichtung 6 wie eine handelsübliche Stromversorgungseinrichtung in einem Spannungszwischenkreis-Umrichter 2 verschaltet werden, ohne dass die genannten Nachteile durch die Verwendung eines selbstgeführten Pulsstromrichters als netzseitigen Stromrichter 8 dieses Umrichters 2 mehr auftreten können.Thus, one obtains a power supply device 6 facing a known power supply device 6 to 1 , has not become much more expensive. However, this power supply device according to the invention is universally applicable. By means of this development according to the invention, a power supply device is obtained 6 , regardless of the design of the network-side converter 8th of the voltage source inverter 2 simultaneously with the inputs of its mains rectifier 26 to a feeding network, on which also the inverter 2 is connected, and with its DC side input terminals 44 and 46 to the DC link capacitor 12 this inverter 2 can be connected without the problems mentioned above occur. D. h., For the interconnection of the power supply device according to the invention 6 it is irrelevant, as the mains side converter 8th this inverter 2 is executed. Thus, this power supply device according to the invention 6 like a commercial power supply in a voltage source inverter 2 be connected without the disadvantages mentioned by the use of a self-commutated pulse converter as a network-side converter 8th this inverter 2 can occur more.

Claims

Power supply device ( 6 ) for a voltage source inverter ( 2 ) with an input-side power rectifier ( 26 ), a buffer capacitor ( 28 ) and an output side DC / DC converter ( 30 ), wherein the buffer capacitor ( 28 ) and the output side DC / DC converter ( 30 ) electrically parallel to DC side output terminals ( 32 . 34 ) of the mains rectifier ( 26 ), these DC side output terminals ( 32 . 34 ) of the mains rectifier ( 26 ) each by means of a decoupling diode ( 40 . 42 ) with a DC input terminal ( 44 . 46 ) of the power supply device ( 6 ), wherein a switching device ( 48 ) for interrupting the power supply of the buffer capacitor ( 28 ), wherein electrically parallel to the buffer capacitor ( 28 ) a voltage measuring device ( 52 ), and wherein a control device ( 56 ) whose measuring inputs are each connected to an output of the measuring devices ( 50 . 52 ) and its output with a control input of the switching device ( 48 ) is linked.

Power supply device ( 6 ) according to claim 1, characterized in that in a connecting line between an output terminal ( 32 . 34 ) of the mains rectifier ( 26 ) and a connection of the buffer capacitor ( 28 ) a current measuring device ( 50 ) and a limiter ( 54 ) are switched.

Power supply device ( 6 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the switching device ( 48 ) the mains rectifier ( 26 ) is connected upstream on the alternating voltage side.

Power supply device ( 6 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the switching device ( 48 ) the mains rectifier ( 26 ) is followed by the DC side.

Power supply device ( 6 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the switching device ( 48 ) the DC input terminals ( 44 . 46 ) is connected downstream.

Power supply device ( 6 ) according to claim 1, characterized in that the switching device ( 48 ) at least two switches ( 58 ), which are actuated by means of a controllable handling.

Power supply device ( 6 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the tension measuring device ( 52 ) a voltage divider ( 66 ).

Power supply device ( 6 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the current measuring device ( 50 ) a shunt resistor ( 62 ).

Power supply device ( 6 ) according to claim 2, characterized in that the limiter ( 54 ) a transistor ( 64 ).

Power supply device ( 6 ) according to claim 6, characterized in that the handling means is a relay ( 60 ).

Power supply device ( 6 ) according to claim 1, characterized in that between the decoupling diodes ( 40 . 42 ) and the DC input terminals ( 44 . 46 ) A fuse is arranged in each case.