DE2614445C2 - Stromrichteranordnung zur Umformung einer vorgegebenen Netzwechselspannung - Google Patents

Stromrichteranordnung zur Umformung einer vorgegebenen Netzwechselspannung

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DE2614445C2 DE19762614445 DE2614445A DE2614445C2 DE 2614445 C2 DE2614445 C2 DE 2614445C2 DE 19762614445 DE19762614445 DE 19762614445 DE 2614445 A DE2614445 A DE 2614445A DE 2614445 C2 DE2614445 C2 DE 2614445C2
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Description

— daß der selbstgeführte Gleich- und Wechselrichter (2) über seine Gleichspannungsseite kommutiert,
— daß der Direktumrichter (1) fremdgeführt ist
— daß durch Ansteuerung der Ventile des selbstgeführten Gleich- und Wechselrichters (2) die höher ? Frequenz der führenden Sekundärspannung (UFi) am Transformator (3) einstellbar ist.
— daß der Gleich- und Wechselrichter (2) den eingangsseitigen Direktumrichter (1) führt,
— daß bei Verwendung einer kapazitiven Glättungseinrichtung (27) diese unabhängig vom Betrieb des Direktumrichters (1) und des selbstgeführten Gleich- und Wechselrichters (2) aufladbar ist
2. Stromrichteranordnung nach Anspruch 1 zur 'Bildung einer zusätzlichen veränderbaren Gleichspannung, gekennzeichnet durch den Anschluß eines zusätzlichen steuerbaren Gteic-nrrhters (6) an den Transformator (3).
3. Stromrichteranordnung nach Anspruch 1 zur Bildung einer zusätzlichen Wechselspannung anderer Frequenz. Amplitude und/oder Phasenzahl, gekennzeichnet durch den zusätzlichen Anschluß eines Direktumrichters (45) auf der Sekundärseite des Transformators (3).
4. Stromrichteranordnung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine dritte Transformatorwicklung für den Anschluß des zusätzlichen steuerbaren Gleichrichters (6) oder des Direktumrichters (45).
5. Stromrichteranordnung nach Anspruch 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet daß die kapazitive Glättungseinrichtung (27) von der Netzwechselspannung (Ui) niederer Frequenz über einen Hiifsiransformator (4) und einen ungesteuerten Gleichrichter (5) aufladbar ist
6. Stromrichteranordnung nach Anspruch 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß auf der Gleichspannungsseite des selbstgetunrten Uleicn- und Wechselrichters (2) als zusätzliche Glättungseinrichtung Saugkreise dienen.
7. Stromrichteranordnung nach Anspruch 1 bis 6. gekennzeichnet durch eine Steuer- oder Regeleinrichtung, der ein konstanter Sollwert (Udnoii) für die Gleichspannung (UdJ) am Ausgang des selbstgeführten Gleich- und Wechselrichters (2) vorgesehen wird und die die Ventile des eingangsseitigen Direktumrichters (1) entsprechend steuert.
8. Stromrichteranoi'dnung nach Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Steuerung oder Regelung des eingangsseitigen Direktumrichters (1) auf
Leistungsfaktoroptimierung im Versorgungsnetz.
9. Stromrichteranordnung nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine Steuerung oder Regelung auf eine konstante Frequenz des selbstgeführten Gleich- und Wechselrichters (2) und damit Frequenz der Transformatorspannung (Un)-
10. Stromrichteranordnung nach Anspruch 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der selbstgeführte Gleich- und Wechselrichter (2) in seiner Frequenz auf ein ganzzahliges Vielfaches der Frequenz des zusätzlich angeschlossenen Direktumrichters (45) einstellbar und mit letzterer Frequenz synchronisierbar ist
11. Stromrichteranordnung nach Anspruch 10. gekennzeichnet durch eine Schalteinrichtung für verschiedene ganzzahlige Frequenzverhältnisse.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Stromrichteranordnung zur Umformung einer vorgegebenen Netzwechselspannung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs I.Sie kann Anwendung finden für stromrichtergespeiste Antriebe, insbesondere Traktionsantriebe.
Eine solche Stromrichteranordnung zur Umformung einer vorgegebenen Netzwechselspannucg ist aus der DE-OS 22 24 830 bekannt
Spannungen mit niedriger Frequenz, insbesondere mit 162/j Hz, haben bei Vollbahnen weite Verbreitung gefunden. Die Umformung derartiger niederfrequenter Spannungen in eine Gleichspannung bekommt wegen neuer Antriebstechniken — Weüenstrommotoren mit gesteuerten Gleichrichtern, Drehstrommotoren mit Umrichtern und Gleichspannungszwischenkreis — eine steigende Bedeutung. Für die Umformung ergeben sich eine Reihe von Anforderungen, deren Beherrschung mit den bekannten technischen Mitteln nur unvollkommen oder nur mit erheblichem Aufwand realisierbar ist
Die wesentlichen Forderungen sind:
Der Leistungsfaktor im Versorgungsnetz soll möglichst groß sein, d.h. nahe bei 1 liegen, die Giättung der Gleichspannung soll möglichst vollkommen, aber wenig aufwendig sein, der Transformator zur Spannungsanpassung soll möglichst klein sein (ETZ-A. Bd. 94 (1973), H. 8, Seiten 466 bis 471; ZEV-Gias Anm.97 (1973), Seiten 87 bis 96).
Zur Verbesserung des Leistungsfaktors sind verschiedene spezielle Gleichrichterschaltungen bekannt z. B.
Mehrfach-Brückenschaltungen oder löschbare Schaltungen, (s. o. und Zeitschrift »Elektrische Bahnen«, H. i (13. Jg. 1972). S. 13 bis 19). Die Verbesserung des Leistungsfaktors bei diesen Schaltungen ist aber begrenzt, außerdem werden als Glättungsmittel im Gleichstromkreis Drosselspulen benötigt die im Vergleich zu Kondensatoren schwerer und teuerer sind.
Ein wesentlich verbesserter Leistungsfaktor wird mit dem Vierquadrantensteller erzielt, bei dem außerdem Kondensatoren als Glättungsmittel eingesetzt werden können (iFAC-Symposium J 974, Proceedings Volume 2, Seiten 357 bis 372). Bei Anwendung für Bahnen wird der schwere Transformator mit I6V3HZ Betriebsfrequenz auch bei diesem Umformsystem benötigt
Es ist möglich, den Transformator dadurch zu verkleinern, daß auf der Primärseite ein Gleichrichter und ein Wechselrichter mit hoher Frequenz vorgeschaltet werden, wie es beispielsweise in der DE-OS 16 38 905 vorgesehen wird. Dort wird eine Schaltungs-
anordnung zur Umwandlung von Wechselspannung, insbesondere von Netzfrequenz, in eine Gleichspannung beschrieben, wobei anstelle eines direkt mit der Netzfrequenz beaufschlagten Transformators eine Gleichnchteranordniing mit Glättungsmitteln und eine Wandlereinrichtung zur Umwandlung der gleichgerichteten Wechselspannung in eine Wechselspannung mit einer gegenüber der Netzfiequenz wesentlich höheren Frequenz einen Transformator beaufschlagen, der die höherfrequente Wechselspannung in eine geeignete Arbeitsspannung transformiert, welche durch eine weitere Gleichrichteranordnung in eine Gleichspannung gleichgerichtet wird.
Eine weitere Stromrichteranordnung mi> '<*■ kleinertem Transformator ist aus der .rinc-uigs --mannten DE-OS 22 24 830 bekannt Dort wild c'.r. vielseitig verwendbarer Leitungskonverter m:t einer Hochfrequenzverbindung beschrieben, dt. *.ur Wandlung und Regelung von Spannung, Fre uenz und Phase dient Die ausgangsseitige Wellenform vird dabei aus der Eingangsseite gebildet Der primärseitige Stromrichter ist selbstgeführt
Derartige Systeme sind sehr aufwendig, könr ;n keine Energie zurückspeisen und die technische Ausführung eines selbstgeführten Wechselrichters auf der Kochspannungsseite ist nur schwer zu realisieren.
Der Erfindung liegt davon ausgehend die Aufgabe zugrunde, eine Stromrichteranordnung zur Umformung einer vorgegebenen Netzwechselspannung der eingangs genannten Art anzugeben, die wenig aufwendig ist und eine Energierückspeisung ermöglicht
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch Ί gekennzeichneten Merkmale gelöst.
Durch die Erfindung läßt sich, ähnlich wie beim Vierquadrantensteller. ein sehr guter Leistungsfaktor im Versorgungsnetz erzielen. Als Glättungsmittel können Kondensatoren verwendet werden. Außerdem kann der Transformator wegen seiner höheren Betriebsfrequenz — z. B. 200 Hz — wesentlich kleiner ausgeführt werden. Auf der Priinärseite, der Hochspannungsseite, wird nur ein fremdgefühlter Direktumrichter benötigt, der wesentlich einfacher zu realisieren ist als ein selbstgeführter Stromrichter für Hochspannungen.
Die erfindungsgemäße Anordnung bietet vielfältige Mögliciikeiten zur weiteren Umformung für die Hauptleistung oder für Hilfsbetriebe. weil am Transformator eine Spannung höherer Frequenz zur Verfügung steht Die Stromrichtera.iordnung läßt sich einsetzen zur Bildung einer zusätzlichen, veränderbaren Gleichspannung oder einer Wechselspannung anderer Frequenz oder auch anderer Phasenzahi, als sie die Eingangsspannung besitzt Im einen Fall wird sekundärseitig des Transformators zweckmäßig ein steuerbarer Gleichrichter, im anderen Fall ein zusätzlicher Direktumrichter, angeschlossen. Der zusätzliche Direktumricnter kann ausgangsseitig mit wecnsei- oder Urehstrommaschinen sowie mit Energiespeicher^ d. h. Kondensatoren oder Drosselspulen, verbunden sein. Der zusätzliche Gleich- und Wechselrichter kann erfindungsgemäß auch an eine dritte Wicklung des Transformators angeschlossen sein, ebenso der Qirektumrichter. Derartige Zusatzwicklungen an einem Transformator sind bei Stromversorgungseinrichtungen für Bordnetze an sich bekannt (DE-AS 21 28 078). Es handelt sich jedoch dort um den Anschluß von Verbrauchern kleiner Leistung über entsprechende Gleichstromsteller.
Um eine veränderliche Ausgangsfrequenz zu erzeugen, kann die Frequenz des selbstgeführten G;eich- und Wechselrichters auf ein ganzzahliges Vielfaches der Frequenz des Direktumrichters am Ausgang eingestellt und mit dieser synchronisiert werden, so daß sich bei Frequenzänderung am Ausgang die Frequenz des selbstgeführten Gleich- und Wechselrichters ebenfalls ändert Durch diese Art der Synchronisation werden beim Steuerumrichter die sonst so schwer zu beherrschenden Unterschwingungen vermieden. Zur Erweitern rung des Frequenzbereiches am Ausgang kann erfindungsgemäß auch zwischen verschiedenen ganzzahligen Frequenzverhältnissen umgeschaltet werden.
Die erfindungsgemäße Schaltung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausfüh- -, ruiigsbeispieles näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 die erfindungsgemäße Stromrichteranordnung,
Fig.2 eine Erweiterung der Anordnung nach Fig. 1, F i g. 3 eine andere Erweiterung der Anordnung nach F i g. 1 und
F i g. 4 eine Ladeschaltung für den Glättungskondensator in der Anordnung nach F i g. 1.
Die Stromrichteranordnung ist im wesentlichen aus einem fremdgeführten Direktumrichter 1, einen: selbstgeführten Gleich- und Wechselrichter 2 und einem Transiormator 3 aufgebaut (F i g. 1). Sie ist gegebenenfalls ergüiizbar durch einen Hilfstransformator 4 und einen ungesteuerten Vollweg-Gleichrichter 5 (Fig.4) sowie ferner ggf. durch einen gesteuerten Gleichrichter 6 (F i g. 2). Die Primärwicklung 7 des Transformators 3 ist an den Ausgang des fremdgeführten Direktumrichters 1 angeschlossen, dessen Eingang mit der Wechselspannungsquelle 8 niedriger Frequenz in Verbindung steht.
Der Direktumrichter l ist in diesem Beispiel in allgemein bekannter Weise als Brückenschaltung mit Thyristoren 9 und 30,11 und 12,13 und 14,15 und 16 in den Brückenzweigen aufgebaut. Die Mittelabzweige von je zwei antiparalle! zueinander angeordneten Brückenzweigen stehen mit dem ersten bzw. dem zv- ?iten Anschluß der Primärwicklung 7 des Transformators 3 in Verbindung. Ein Wechselspannungspol steht über eine Entkopplungsdrossel 17 mit dem Direktumrichter 1 in Verbindung. Der andere ist direkt an den Dirckiurnnchirr ί angeschlossen. Die Enikoppiungsdrossel 17 dient zur Begrenzung der Oberschwir.gungen, die durch Unterschiede des Spannungsverlaufes zwischen der an der Wechselspannungsquelle 8 anliegenden Versorgungsspannung U\ und der Eingangsspannung Un \ des Direktumrichters 1 auftreten.
Die Anschlüsse 18.7 und 18i>der Sekundärwicklung 18 des Transformators 3 sind mit einem Gleich- und Wechselrichter 2 verbunden. Der Gleich- und Wechselrichter 2 ist als einphasige Brückenschaltung mit vier löschbaren Ventilen 19 und 20 bzw. 21 und 22 mit Ηΐιιψαι aiicicii Rüvk^iJ^iscuiuucii 23 unu 24 uzv». 23 uii'i 26 aufgebaut Die löschbaren Ventile 19, 20, 21 und 22 können in bekannter Weise (Buch von Heumann/Stumpe »Thyristoren... 1974, Teubner-Verlag Stuttgart, Seite 139, Bild 139.1), mit Löschkondensatoren und Hilfsventilen beschaltet sein. Sie liegen in gleicher Durchlaßrichtung zwischen den ausgangsseitigen Gleichstrompölen; ihre VerbindungspunHe sind in bekannter Weise mit den Anschlüssen 18a, 186 der Sekundärwicklung des Transformators verbunden.
Zwischen den Gieichstrompolen üegt ein Glättungskondensator 27. Die Gleichspannungsseite des Gleich- und Wechselrichters 2 stellt eine Gleichspannungsquelle
28 dar, an der die Gleichspannung Ua ι abgegriffen werden kann.
Zur Anfangsaufladung des Glättungskondensators kann die Gleichspannungsseite des Gleich- und Wechselrichters 2 über den ungesteuerten Gleichrichter S und einen Transformator 4 mit der Wechselspannungsquelle 8 in Verbindung stehen (F i g. 4). Dabei ist die Gleichspannungsseite des Gleich- und Wechselrichters 2 mit der Gleichspannungsseite des ungesteuerten Gleichrichters 5 verbunden. Der üngesteueftc Gleichrichter 5 ist als Voiiwteggieicnrichtcr mit Dioden 29, 30, 31 und 32 ausgebildet. Die Mittelabzweige der beiden Brückenzweige sind an den ersten bzw. zweiten Anschluß der Sekundärwicklung des Transformators 4 angeschlossen.
An die Sekundärwicklung 18 des Transformators 3 kann zusätzlich der gesteuerte Gleichrit ;er 6 angeschlossen sein (F i g. 2). Der Gleichrichter 6 ist als Beispiel in bekannter Weise (Buch von Heumann/Siumpe »Thyristoren«. 1974. Teubner-Verlag Stuttgart. Seite 112. Bild 112.1). als unsymmetrisch halbgesteuerte Brückenschaltung mit zwei in Serie geschalteten Thyristoren 35 und 36. und zwei in Serie geschalteten Dioden 37 und 38 ausgebildet. Die Mittelabzweige der beiden Brückenzweige sind an den ersten bzw. zweiten Anschluß 18a bzw. ISb der Sekundärwicklung 18 des Transformators 3 angeschlossen. In ».irier Gleichstromausgangsleitung befindet sich eine Glättungsdrossel 39. An der durch den gesteuerten Gleichrichter 6 gebildeten Gleichspannungsquelle 40 kann eine veränderliche Gleichspannung Ud* abgegriffen werden.
Die erfindungsgemäße Schaltung hat folgende Wirkungsweise:
Es soll beispielsweise eine Wechselspannung mit einer Frequenz von !62Z1 Hz in eine konstante oder eine veränderliche Gleichspannung umgewandelt wetden Hierzu muß zunächst einmal die Schaltung in Betrieb geset/t werden, d. h. zunächst muß der Kondensator 27 auf der Gleichspannungsseite des Gleich- und Wechselrichters 2 aufgeladen werden. Dies geschieht bei Inbetriebnahme der Schaltung über den Transformator 4 und den ungesteuerten Gleichrichter 5. Damit wird bewirkt, daß unmittelbar nach dem Einschalten der Versorgungsspannung l/, an der Wechselspannungsquelle 8 eine Gleichspannung auf der Gleichspannungsseite des Gleich- und Wechselrichters 2 erzeugt wird. Im Betrieb erfolgt die Aufladung des Kondensators 27 über den Direktumnchter 1 und den Gleich- und Wechselrichter Z
Ist der Kondensator 27 aufgeladen, können der Direktumrichter 1 u.-j der Gleich- und Wechselrichter 2 in Betrieb gesetzt werden, wobei durch geeignete Steuerung oder Regelung die Gleichspannung Uj s an der Gleichspannungsquelle 28 auf einen höheren Wert eir.ges'illt werden kann, was die Hilfsaufladeeinrichtung. die zur Aufladung des Kondensators 27 bei Inbetriebnahme benutzt wird, vollständig von der eigentlichen Energieübertragung befreit. Die Hilfsaufladeeinrichtung beansprucht folglich nur einen geringen Bruchteil der gesamten Durchgangsleistung. Der Kondensator 27 v/irkt nicht nur als Energiespeicher für die verschiedenen Kommutierungsvorgänge in der Schaltung, sondern er muß auch Energieschwankungen, insbesondere die bei einphasiger Einspeisung mit niedriger Frequenz auftretende große Energiependelung ausgleichen. Es kann deswegen vorteilhaft sein, daß auf der Gleichstromseite des Selbstgefühlen Gleich- und Wechselrichters 2 zusätzliche Filtermittel, beispielsweise Saugkreise angeordnet sind
Wie schon oben erwähnt, ist die Erfindung nicht auf einphasige Anordnungen beschränkt. Der selbstgeführte Gleich- und Wechselrichter 2, der Transformator 3 s und der Direktumrichter 1 können auch mehrphasig, irisbesondere dreiphasig, ausgeführt sein. Die Wirkungsweise der Schaltung ändert sich dadurch nicht. Der fremdgeführte Direktumnchter 1 arbeitet an der führenden Spannung Uf \ die zwischen den Anschlüssen
!θ ·§0 uiicjM der Primärwicklung 7 des Transformators 4 anliegt Im NormalbetrieB wird die Energie der an der Wechselspannungsquelle 8 anliegenden Versorgungsspannung Uy zur Spannung Ui ι übertragen.
Es besteht auch die Möglichkeit, den als antiparallele Brückenschaltung aufgebauten Direktumnchter 1 durch eine Mittelpunktschaltung zu ersetzen. Jedes der steu rbaren Ventile 9,10,11,12,13,14,15 und 16 kann weiterhin aus einer Reihenschaltung mehrerer Bauelemente, z. B. Thyristoren h> lehen.
Der fremdgefuhrte Direktumnchter 1 wird von dem Gleich- und Wechselrichter 2 geführt. Durch Zünden und Lo der steuerbaren Ventile 19, 20, 2! und 22
des Glesch- und Wechselrichters 2 läßt sich erreichen, daß an den Anschlüssen 18a und 18* des Transformators 3 eine Wechselspannung Un vorgebbarer Frequenz, z. B. 200 Hz. erzeugt wird. Die Amplitude der Wechselspannung Uf 2 wird dadurch bestimmt, daß aufgrund der Steuerung les Direktumrichters 1 und der Belastung auf der Gleichspannungsseite des Gleich- und Wechselrichters 2 sich eine Spannung Uds am Kondensator 27 einstellt, welche die Amplitude eier Wechselspannung Ufi bestimmt Die führende Wechselspannung Ur ? bewirkt auch die Kommutierung für den fremdgeführten Direktumnchter 1.
Für Vorgänge in dem Frequenzbereich, der bei der Kommutierung auftritt muß die führende Spannung Uf2 — als Spannungsquelle betrachtet — eine kleine innere Impedanz aufweisen, um die notwendigen Stromänderung bei der Kommutierung zu ermöglichen.
Diese kleine innere Impedanz wird erreicht, indem der selbstgeführle Gleich- und Wechselrichter 2 in an sich bekannter Weise auf der Gleichspannungsseite kommutiert und einen Stromrichter mit auf der Gleichspannungsseite eingeprägter Spannung dnrstellt (ETZ-A.
« Bd. 87 (1966). H. 18. Seiten 649 bis 658). Die Umschaltfrequenz des Gleich- und Wechselrichters 2 und damit die Frequenz der Wechselspannung Ufi an den Anschlüssen 18a und 186 der Sekundärwicklung 18 des Transformators 3 kann im Prinzip beliebig eingestellt werden. Für viele Anwendungen wird es besonders günstig sein, wenn diese Zwischenfrequenz konstant gehalten wird.
Durch die Steuerung des Direktumrichters 1 wird der Energiefluß bestimmL Durch geeignete Steuerung des Direktumrichters 1 läßt sich erstens erreichen, daß im Versorgungsnetz ein optimaler Leistungsfaktor vorhanden ist und daß sich zweitens die Größe der Gleichspannung Udi an der Gleichspannungsquelle 28 steuern und regeln läßt. Die Schaltung wird günstig genutzt bei einer Steuerung oder Regelung auf einen konstanten Wert der Gleichspannung Ud*
Soll die an der Wechselspannungsquelle 8 anliegende Versorgungsspannung U\ in eine veränderliche Gleichspannung umgewandelt werden, so wird die Schaltung gemäß Fig.2 angeschlossen und die veränderliche Gleichspannung Ua* kann an der Gleichspannungsquel-Ie 40 des Gleichrichters 6 abgegriffen werden. Die Gesamtschaltung gestattet es, daß über einen derartigen
parallelgeschalteten Zusatzstromrichter die gesamte Energie fließt. Am eigentlichen Energietransport ist der führende Gleich- und Wechselrichter 2 dann gar nicht mehr beteiligt, er wirkt nur noch als Führüngsstromrichter und in Verbindung mit dem Kondensator 27 als Kurzzeitenenergiespeicher.
Die erfindungsgemäße Schaltung erlaubt es auch, die an der '> echSelspannüngsqUelle 8 anliegende Versorgungsspannung U\ in eine Wechselspannung Us anderer Frequenz, Amplitude und Phasenzahl umzuwandeln (Fig. 3). Zu diesem Zweck kann anstelle des GleJchrich- «ers 6 an die Anschlüsse i&s und 186 der Sekundärwicklung 18 des Transformators 3 ein Direktumrichter 45 angeschlossen werden. Der Direktumrichler 45 ist hier beispielsweise in bekannter Weise dreiphasig in kreisstromfreier Gegenparallelschaltung ausgeführt mit Thyristoren 46 bis 59 (Buch von Heumann/Stumpe, »Thyristoren«, 1974, Teubner-Verlag Stuttgart. Seite 127.BiId 127-2).
Am Ausgang des Direkttimrichters 45 kann eine dreiphasige Wechselspannung abgegriffen werden. Die dreiphasige Ausgangsspannung Us des Direktumrichters 45 kann zusätzlich durch geeignete Steuerung des Direktumrichters 45 in Amplitude und Frequenz eingestellt werden. Der Direktumrichter 45 läßt sich in der Weise steuern, daß an seinem Ausgang eine Drehstrommaschine mit veränderlicher Drehzahl betrieben werden kann. Soll die Ausgangsfrequenz des Direktumrichters 45 bis nahe an die Frequenz der zwischen den Anschlüssen 18a und iSb der Sekundärwicklung 13 deS Transformators 3 liegenden Spannung
ίο Ufz heranreichen, so ist es vorteilhaft, die Frequenz der Spannung Un auf ein ganzzahliges Vielfache_s der Ausgangsspannung Us einzustellen, wobei eine Änderung der Frequenz der Ausgangsspannung Us auch eine Frequenzänderung in der Spannung i/« herbeiführt.
Auf diese Weise werden die bei dem Direktümrichter 45 andernfalls auftretenden und äußerst schwer zu beherrschenden Unterschwingungen von vornherein vermieden. Das ganzzahlige Verhältnis zwischen den Frequenzen der Spannung Ui 2 und U', kann ggf.
umgeschaltet werden, v.enn ein großer Frequenzbereich der Spannung U--, benötigt wird.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Stromrichteranordnung zur Umformung einer vorgegebenen Netzwechselspannung (U\) niedriger Frequenz in eine Gleichspannung (UdJ), wobei ein Direktumrichter (1) auf der Primärseite eines mit gegenüber der Netzfrequenz höherer Frequenz betriebenen Transformators (3) und auf der Sekundärseite des Transformators (3) em selbstgeführter Gleich- und Wechselrichter (2) vorgesehen sind, an dessen Gleichspannungsseite (28) eine Glättungseinrichtung (27) liegt dadurch gekennzeichnet.
DE19762614445 1976-04-03 1976-04-03 Stromrichteranordnung zur Umformung einer vorgegebenen Netzwechselspannung Expired DE2614445C2 (de)

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DE (1) DE2614445C2 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7269037B2 (en) 2002-04-22 2007-09-11 Siemens Aktiengesellschaft Power supply with a direct converter
US7447050B2 (en) 2005-08-03 2008-11-04 Abb Technology Ag Multilevel converter and method of converting a supply voltage

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2806782C2 (de) * 1978-02-17 1987-01-15 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim Schaltungsanordnung zur Umformung einer Wechselspannung
SE523457C2 (sv) 2001-05-17 2004-04-20 Abb Ab VSC-strömriktare flrsedd med resonanskrets för kommuntering, jämte tillhörande förfarande, datorprogramprodukt och datorläsbart medium
EP1750363A1 (de) 2005-08-03 2007-02-07 Abb Research Ltd. Mehrpegel- Wechselstrom/Gleichstromwandler für Traktionsanwendungen
DE102018113174A1 (de) * 2018-06-04 2019-12-05 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Universelles Ladegerät für Gleich- und Wechselstromladen

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1638905A1 (de) * 1967-03-01 1970-08-27 Linnmann Sven Nils Johannes Schaltungsanordnung zur Umwandlung einer Wechselspannung in eine Gleichspannung
US3487289A (en) * 1968-04-16 1969-12-30 Gen Electric Multipurpose power converter circuits
US3678367A (en) * 1971-05-26 1972-07-18 Gen Electric Versatile power converters with a high frequency link

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7269037B2 (en) 2002-04-22 2007-09-11 Siemens Aktiengesellschaft Power supply with a direct converter
US7447050B2 (en) 2005-08-03 2008-11-04 Abb Technology Ag Multilevel converter and method of converting a supply voltage

Also Published As

Publication number Publication date
CH600667A5 (de) 1978-06-30
DE2614445A1 (de) 1977-10-13

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