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Title:
SYMMETRY DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/063651
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a symmetry device (45), especially for one or more switched-mode power supply units (1), said unit being operated in the switching mode in a primary manner. This unit is comprised of at least one primary module (2, 3) which is operated in the switching mode by a control device (27), and is comprised of at least one secondary module (4). The power is transmitted between the primary module (2, 3) and the secondary module (4) via one or more transformers (5) each comprising at least one primary winding (6, 7) and at least one secondary winding (8). A common symmetry device (45), especially a transmission device (46), for equalizing power between the primary windings (6, 7) is arranged in the supply circuit for each primary winding (6, 7) of the transformer (5) or for each of several transformers (5).

Inventors:
PAMMER WALTER (AT)
Application Number:
PCT/AT1999/000131
Publication Date:
December 09, 1999
Filing Date:
May 26, 1999
Export Citation:
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Assignee:
FRONIUS SCHWEISSMASCH (AT)
PAMMER WALTER (AT)
International Classes:
H02M3/28; H02M7/48; H02M7/493; (IPC1-7): H02M7/48; H02M3/28
Foreign References:
DE3416805A11985-11-07
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 97, no. 12 25 December 1997 (1997-12-25)
P.R.K. CHETTY: "New Power Processor Interfaces MMS Power Module Outputs.", IEEE TRANSACTIONS ON AEROSPACE & ELECTRONIC AES-23, no. 3, May 1987 (1987-05-01), New York, pages 311 - 316, XP002113717
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 16, no. 59 (E - 1166) 14 February 1992 (1992-02-14)
L.B.CARROLL: "Multiwinding Choke for Switching Regulator.", IBM TECHNICAL DISCLOSURE BULLETIN, vol. 23, no. 11, April 1981 (1981-04-01), pages 4896 - 4897, XP002113718
Attorney, Agent or Firm:
Secklehner, Günter (Liezen, DE)
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Claims:
Patentansprüche
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 Energieübertra gung 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 ge meinsamen 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 An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungsanzahl der einzelnen Wicklungen (48,49) der Übertragungsvorrichtung (46) gleich ist.
5. Symmetrievorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen (48,49) der Übertragungsvorrichtung (46) gleichsinnig stromdurchflossen sind.
6. Symmetrievorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden An sprüche, 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 An sprüche, 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 An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltvorrichtung (13,14,91) eine Energiequelle (9,74,89) vorgeordnet ist.
9. Symmetrievorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beispielsweise zwischen der Energiequelle (9, 74,89) und der Schaltvorrichtung (13,14,91) ein Hochsetzsteller (11,12) oder ein Tiefsetzsteller angeordnet ist.
10. Symmetrievorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Primärmodul (2,3,90) ein gemein sames 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) zugeord net ist.
12. Symmetrievorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Primärmodul (2,3,90) eine unabhän gige 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 Primär modul (2,3,90) angeschlossen ist, wobei das Primärmodul (2,3,90) mehrere unab hängig voneinander arbeitende Transformatoren (5,81,97) zum Übertragen der Ener gie an mehrere Sekundärmodule (4) aufweist.
14. Symmetrievorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an mehreren Energiequellen (9,74,89) je weils ein Primärmodul (2,3,90) mit jeweils einem Transformator (5,81,97) angeord net ist, wobei für jeden Transformator (5,81,97) ein gemeinsames Sekundärmodul (4) mit einem Verbraucher (43,87,96) zugeordnet ist.
Description:
Symmetrievorrichtung Die Erfindung betrifft eine Symmetrievorrichtung, wie sie im Oberbegriff des Anspru- ches 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 An- spruches 1 gelöst. Vorteilhaft ist hierbei, daß durch die Anordnung der Symmetrievor- richtung in Form eines Symmetrietrafos ein einfacher Energieausgleich zwischen zu- mindest 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 Primärwick- lungen 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 Symmetrie- rung auf die Spannung bzw. Spannungsaufteilung der geschalteten Stützkondensatoren gleichzeitig einwirkt und somit eine höhere Symmetrieeigenschaft als z. B. bei Span- nungsausgleichswiderständen 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 Symmetrie- trafos, 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 ge- lieferten 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 be- nötigte 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 unab- hängige 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 erfindungs- gemäßen Symmetrievorrichtung in vereinfachter, schematischer Darstel- lung ; Fig. 5 ein anderes Ausführungsbeispiel des Leistungsnetzteils mit der erfindungs- gemäßen Symmetrievorrichtung in vereinfachter, schematischer Darstel- lung ; Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Leistungsnetzteils mit drei unabhän- gigen Primärmodulen und einem gemeinsamen Transformator sowie der er- findungsgemäßen Symmetrievorrichtung in vereinfachter, schematischer Darstellung ; Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Leistungsnetzteils mit einem Primär- modul und drei unabhängigen Transformatoren sowie der erfindungsge- mäßen 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 Bauteilbezeich- nungen 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 Merkmalskombi- nationen 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 Leistungsschalt- netzteil, mit zwei Primärmodulen 2,3 und einem Sekundärmodul 4 gezeigt. Die Pri- märmodule 2,3 sind über einen Transformator 5 mit dem Sekundärmodul 4 verbun- den, wobei der Transformator 5 jeweils eine Primärwicklung 6,7 für jedes Primärmo- dul 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 11, 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 Bau- gruppen nicht näher eingegangen wird. Selbstverständlich ist es möglich, daß anstelle eines Hochsetzstellers 11,12 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 Ener- giequelle 9 verbunden, wodurch über die Energiequelle 9 und die Umschaltvorrich- tung 10 die beiden Primärmodule 2,3 mit Energie beispielsweise aus einem öffent- lichen Versorgungsnetz versorgt werden können. Hierzu wird über die Umschaltvorrich- tung 10, wie anschließend in Fig. 2 näher erläutert, die gelieferte Wechselspannung gleichgerichtet und anschließend über die Versorgungsleitung 17 bis 20 an die Primär- module 2,3 geliefert.

Die beiden Hochsetzsteller 11,12 sind identisch ausgebildet und bestehen beispiels- weise 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 Leistungs- netzteil 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 11,12 haben die Aufgabe, die von der Energiequelle 9 bzw. von der Umschaltvorrichtung 10 gelieferte Gleichspannung um einen entsprechen- den 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 Durchlaß- richtung 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 ununter- brochene Versorgung der Schaltvorrichtungen 13,14 mit Energie erreicht wird.

Selbstverständlich ist es möglich, daß bei einer derartigen Ausbildung des Leistungs- netzteils 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 Um- schaltvorrichtung 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 Gleichspan- nung 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 Dio- den 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 Schaltele- mente 31,32 und 33,34 aus der gleich gerichteten Gleichspannung wiederum eine Wechselspannung mit höherer Frequenz erzeugt wird, sodaß eine Übertragung der ge- bildeten Wechselspannung über den Transformator 5 möglich ist. Hierzu sind zusätz- lich 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. Selbst- verständlich ist es möglich, anstelle der Halbbrücke 15,16 eine Vollbrücke anzuord- nen, 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 Verbin- dungsleitungen 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 an- geordnet sein kann, d. h., dal3 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 Ausführungs- beispiel wird der Verbraucher 43 durch einen einfachen Widerstand schematisch darge- stellt. Damit auf der Sekundärseite des Transformators 5 wiederum eine Gleichspan- nung 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 I angeordnet. Die Symmetrie- vorrichtung 45 wird aus einer Übertragungsvorrichtung 46, insbesondere aus einem

Symmetrietrafo 47, gebildet. Der Symmetrietrafo 47 weist jeweils für jedes Primärmo- dul 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 Verbin- dungsleitungen 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 untereinan- der 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 ein- zelnen verwendeten Wicklungen 48,49 bzw. der Primärwicklung 6,7 oder der Sekun- därwicklung 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 Energie- quelle 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 Diffe- renz 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 zusammen- addiert werden. Bei dem Primärmodul 2 oder 3 mit der höheren gelieferten Energie- menge 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 Energieaus- gleich durchgeführt werden kann, weisen die beiden Wicklungen 48,49 des Symme- trietrafos 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 Primär- wicklungen 6,7 des Transformators 5 eine gleichmäßige Ansteuerung der beiden Pri- märwicklungen 6,7 erzielt wird, wodurch ein unsymmetrisches Betreiben des Transfor- mators 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 ei- nem Primärmodul 2 oder 3 angesteuert, sodaß, um die gleiche Energiemenge übertra- gen zu können, das Primärmodul 2 oder 3 mit entsprechend hohen Energiemengen ver- sorgt 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 gemein- sam 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 er- reicht, daß bei unterschiedlicher Belastung der Primärmodule 2,3 bzw. bei unterschied- licher Versorgung der einzelnen Primärmodule 2,3 aus dem Primärmodul 2,3 mit der höheren Energie mehr Energie entzogen wird, sodaß wiederum ein gleichmäßiges Ver- sorgen der beiden Primärwicklungen 6,7 des gemeinsamen Transformators 5 für die Energieübertragung auf das Sekundärmodul 4 geschaffen wird, d. h., daß eine Energie- übertragung 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 Ver- lusten 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 auf- geladen wird, und wird das Primärmodul 3 mit einer Spannung in Höhe von beispiels- weise 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 Pri- märwicklungen 6,7 des Transformators 5 geliefert werden, wodurch am Transforma- tor 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 Pri- märmodul 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 jeder- zeit möglich ist, wie dies anschließend in den Fig. 6 und 7 beschrieben ist. Selbstver- ständlich ist es auch möglich, daß für jede Primärwicklung 6,7 eine eigene Sekundär- wicklung 8 mit jeweils einem eigenen unabhängigen Verbraucher 43 eingesetzt wer- den kann. Wird bei einem derartigen System, wie anschließend in den unterschied- lichen, dargestellten Ausführungsbeispielen gezeigt, die Symmetrievorrichtung 45 ein- gesetzt, so wird ein Energieausgleich unter den einzelnen Primärmodulen 2,3 geschaf- fen, sodaß eine unregelmäßige Energieentnahme aus den Primärmodulen 2,3 unterbun- den wird.

Selbstverständlich ist es möglich, daß der Symmetrietrafo 47, insbesondere die Wick- lungen 48 und 49, mit einem umgekehrten Wicklungssinn gewickelt werden. Hierzu müssen die Wicklungen 48,49 der Symmetrievorrichtung 45 derartig mit den Primär- wicklungen 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 Wicklungs- sinnes 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 Energiequel- len 9 bei Verwendung von einphasigem bzw. mehrphasigem Netz eine automatische Umschaltung zwischen den einzelnen Netzen durchführen, sodaß der Benutzer das Lei- stungsnetzteil 1 ohne entsprechende Vorkehrungen an jedes beliebige Versorgungsnetz bzw. an jede Energiequelle 9 anschliel3en 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- lich, 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 Primär- module 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 mehr- phasiges Netz gebildet ist, angeschlossen. Das Verbinden mit dem öffentlichen Versor- gungsnetz 50 kann beispielsweise durch aus dem Stand der Technik bekannte Steckvor- richtungen, wie Kraftsteckdosen, durchgeführt werden.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden die beiden Primärmodule 2,3 sche- matisch dargestellt. Zusätzlich ist in Fig. 2 die Steuervorrichtung 27 für die Steuerung der Primärmodule 2,3 bzw. des Leistungsnetzteils l eingetragen. Bei dem dargestell- ten Ausführungsbeispiel ist weiters das Sekundärmodul 4, welches über den Transfor- mator 5 mit dem Primärmodul 2,3 galvanisch getrennt verbunden ist, nicht darge- stellt. 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 er- reicht, daß bei Verwendung unterschiedlicher öffentlicher Versorgungsnetze 50 mit

unterschiedlichen Spannungshöhen eine automatische Umschaltung bzw. eine Verwen- dung unterschiedlicher Versorgungsnetze 50 möglich wird und somit der Benutzer keine Rücksicht auf die verwendete Energiequelle 9 nehmen muß. Hierzu hat die Um- schaltvorrichtung 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 Netzgleichrich- ter 51,52 auf. Der Netzgleichrichter 51 wird über eine Leitung 53 unter Zwischenschal- tung eines Speicherelementes 54, insbesondere eines Kondensators 55, mit dem Netz- gleichrichter 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 Netzgleichrich- ters 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, insbe- sondere dem öffentlichen Versorgungsnetz 50, verbunden. Das Anschließen der Netz- gleichrichter 51,52 mit dem öffentlichen Versorgungsnetz 50 bzw. mit einer Steckvor- richtung 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 Versor- gungsnetzes 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 Ver- sorgungsnetz 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 Ver- binden 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 Kondensa- toren 55,58 nicht auf das öffentliche Versorgungsnetz 50 auswirkt, und somit keine Bauteile durch den Kurzschluß, insbesondere den hohen Stromfluß, beschädigt wer- den.

Durch das zusätzliche Verbinden des weiteren Netzgleichrichters 52 mit dem öffentli- chen 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 Netz- gleichrichter 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 darge- stellte 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 aus- zuwerten und entsprechend der Spannungshöhe eine Steuerung der Schaltvorrichtung 66 vorzunehmen, d. h., daß beispielsweise bei Überschreiten eines in der Netzauswerte- vorrichtung 71 hinterlegten Soll-Wertes für die ermittelte Spannungshöhe die Netzaus- wertevorrichtung 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 Versorgungs- netz 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 Netz- gleichrichter 51,52 gleichzeitig, also parallel betrieben werden, sodaß eine gleichzei- tige Einspeisung von Energie in den Versorgungskreis für die Primärmodule 2,3 ge- schaffen wird. Bei deaktivierter Schaltvorrichtung 66 erfolgt eine Versorgung des Ver- sorgungskreises 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 Spei- cherelemente 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 Strom- kreis 72,73 gebildet werden, d. h., dal3 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 unab- hängige Verbraucher, insbesondere das Leistungsnetzteil 1, mit den beiden Primärmo- dulen 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 Versor- gungsnetz 50 ein Energiefluß vom öffentlichen Versorgungsnetz 50 über die Ladevor- richtung 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 An- fangszyklus, 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 Ver- binden 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 entspre- chend hohen Kurzschlul3strömen durch die Speicherelemente 54,57, insbesondere die Kondensatoren 55,58, unterbunden wird.

Da die Schaltvorrichtung 66 von der Netzauswertevorrichtung 51 bei der Inbetrieb- nahme der Umschaltvorrichtung 10 nicht aktiviert ist und somit die einzelnen schema- tisch 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 Speicherele- mente 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 voll- ständiges Durchschalten des Energieflusses gegeben ist, wird von der Netzauswertevor- richtung 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, sodal3 bei Überschreiten des Energieflusses, insbesondere der Spannungshöhe, die Schaltvor- richtung 66 deaktiviert bleibt und somit eine Reihenschaltung bzw. Serienschaltung der beiden Netzgleichrichter 51,52 bzw. der Speicherelemente 54,57 aufrecht erhal- ten 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 unabhängi- gen Stromkreis 72,73 bilden, mit Energie über die Speicherelemente 54,57 versorgt werden können, wobei bei der Entnahme von Energie aus den beiden Speicherelemen- ten 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, ver- wendet, bei der der Energiefluß, insbesondere die Spannungshöhe, unterhalb des in der Netzauswertevorrichtung 71 hinterlegten Wertes liegt, so wird dies von der Netz- auswertevorrichtung 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 Ver- sorgungsnetz 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 Schlielien 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 gerin- gerer 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 Umschaltvor- richtung 10 nicht auf die unterschiedlichen Energiequellen 9 bzw. an die unterschied-

lichen öffentlichen Versorgungsnetze 50 abgestimmt bzw. dimensioniert werden müs- sen, sondern daß die Bauelemente auf eine maximale Leistung bzw. auf einen maxima- len Spannungswert dimensioniert werden, wobei jedoch unterschiedliche Energie- quellen 9 verwendet werden können.

Eine derartige Umschaltvorrichtung 10 wird insbesondere dann eingesetzt, wenn das Leistungsnetzteil 1 an unterschiedlichen öffentlichen Versorgungsnetzen 50 mit unter- schiedlichen Spannungshöhen, beispielsweise von 230 V oder 400 V, eingesetzt wer- den soll.

Selbstverständlich ist es möglich, daß das Leistungsnetzteil 1 an jede beliebige Ener- giequelle 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 diesel- ben 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 weiter- en Primärmodul 2,3 angesteuert wird, auf. Auf der Sekundärseite, insbesondere im Sekundärmodul 4, ist ein schematischer Verbraucher 43 mit einer an die Sekundärwick- lung 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 Energie- quelle 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 ver- sorgt 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 nun- mehr 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 Schaltvorrich- tung 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 einzel- nen 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 entmagne- tisiert werden muß, sondern daß durch paarweises Ansteuern der einzelnen Schaltele- mente 31 bis 34 und 77 bis 80 eine Stromumkehr erreicht wird, sodaß eine automati- sche 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 nun- mehr 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 Lei- stungsnetzteils 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 gemein- samen Transformator 5 ist es erforderlich, daß wiederum zur Symmetrierung bzw. zum Energieausgleich an den beiden Primärwicklungen 6,7 des Transformators 5 die Sym- metrievorrichtung 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 Trans- formators 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 zwischen- geschaltet 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 Symme- trietrafos 47 wird wiederum seriell zum Wicklungsanfang der weiteren Primärwick- lung 7 in der Verbindungsleitung 41 angeordnet, sodaß nunmehr beide Wicklungen 48,49 mit dem Wicklungsanfang der beiden Primärwicklungen 6,7 des Transforma- tors 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 Wicklungsan- fang der Wicklung 48, welcher durch einen Punkt dargestellt ist, auf der der Primär- wicklung 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 Symme- trievorrichtung 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 versor- genden Energiequelle 9 oder 74 stattfinden kann und somit die beiden Primärwicklun- gen 6,7 des Transformators 5 wiederum mit der gleichen Energiemenge bzw. Span- nungshöhe versorgt werden.

Selbstverständlich ist es möglich, daß beide Wicklungen 48,49 in den Verbindungslei- tungen 40,42 angeordnet sein können, wobei wiederum bei Anordnung der Wicklun- gen 48,49 in den Verbindungsleitungen 40,42 eine Gegenpolung der beiden Wicklun- gen 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 Wicklungs- anfang 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 unbe- dingt notwendig, daß bei Verwendung eines Transformators 5 mit nur einem Verbrau- cher 43 und zwei unabhängig voneinander fungierenden Energiequellen 9,74 ein Ener- gieausgleich in Form einer Symmetrievorrichtung 45 verwendet wird, da ansonsten bei geringen Energieunterschieden bzw. Spannungsunterschieden die beiden Primärwick- lungen 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 Transfor- mators 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 Bezugs- zeichen 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 Primärmodu- len 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 verbun- den. Das Primärmodul 2 wird wiederum aus der Schaltvorrichtung 13 und dem Stütz- kondensator 25 gebildet. Der Stützkondensator 25 hat die Aufgabe, die von der Ener- giequelle 9 gleichgerichtete Wechselspannung zu puffern bzw., wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist, zu glätten. Die Schaltvorrichtung, wie sie bei den dargestell- ten 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 Transfor- mator 5, der das Primärmodul 2 mit dem Sekundärmodul 4 galvanisch getrennt verbin- det, 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 geschal- teten 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 Transfor- matoren 5,81 mit Energie gewährleistet ist, ist die Primärwicklung 6 mit ihrem Wick- lungsanfang, der in Form eines Punktes dargestellt ist, über die Verbindungsleitung 40 im Mittelpunkt zwischen dem Schaltelement 31 und der Diode 36 der Schaltvorrich- tung 13 angeschlossen. Das Wicklungsende der Primärwicklung 6 des Transformators 5 ist über die Verbindungsleitung 39 mit der Schaltvorrichtung 13, insbesondere zwi- schen der Diode 35 und dem Schaltelement 32 angeschlossen.

Die weitere Primärwicklung 82 des weiteren Transformators 81 ist über Verbindungs- leitungen 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 Strom- kreis 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 wieder- um 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, sodal3 keine Energieumkehr beim Durchströmen der einzelnen Wicklungen 48,49 stattfindet. Damit nunmehr ein Ausgleich zwischen den einzelnen Transforma- toren 5,81 erzielt wird, ist die Wicklung 48 des Symmetrietrafos 47 in Serie mit der Primärwicklung 6, insbesondere mit dem Wicklungsende der Primärwicklung 6, ver- bunden, 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 Spannungs- höhe 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, beispiels- weise an der Primärwicklung 82, nunmehr eine höhere Energiemenge über die Wick- lung 48 des Symmetrietrafos 47 fließt, sodaß wiederum, wie in den zuvor beschriebe- nen 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 l von einer Energiequelle 9 zu- mindest 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 Dimen- sionierung 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 Wicklungs- sinn 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 wie- derum 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 Primär- module 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 Trans- formators 5,81 verbunden, d. h., daß für jedes Primärmodul 2,3 ein eigener Transfor- mator 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 gleich- sinnig 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 Pri- märmodule 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 asymmetri- sche Belastung verhindert wird. Dies hat den Vorteil, daß dadurch ein Zusammenschal- ten 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 Her- stellungskosten 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 Symmetrie- trafos 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 Primär- modulen 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 Energie- quellen 9,74,89 und den Schaltvorrichtungen 13,14,91 wiederum ein Hochsetzstel- ler 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 ange- ordnet.

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 Verbrau- cher 43 kann, wie es aus dem Stand der Technik bekannt ist, über eine Gleichrichter- schaltung 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 geschal- tet 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 Symme- trievorrichtungen 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 wei- tere 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 beschrie- benen Figuren, sodaß nicht näher auf die Funktionsweise der Symmetrievorrichtungen 45,94,95 eingegangen wird. Es wird lediglich darauf hingewiesen, daß bei Verwen- dung 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, soda3 sichergestellt ist, daß ein Energieaustausch zwischen den einzelnen Primärmodulen 2,3,90 untereinander stattfinden kann. Wei- ters 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 Wick- lung 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 der jeweils eine Primärwicklung 6,82,98 und eine Sekundärwicklung 8,83,99 aufweist, zugeordnet. Die einzelnen Primärwicklun- gen 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 ent- sprechend 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 Primärwicklun- gen 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 Symmetrievor- richtungen 45,94,95 eine Addierung der übertragenen Energie zu der von der Energie- quelle 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 Symmetrievor- richtung 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 Versor- gung dieses Transformators von der Energiequelle 9 ermöglicht wird. Durch Anord- nung 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 Symmetrievorrich- tung 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 Verständ- nis 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 diesbe- züglichen erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen.

Bezugszeichenaufstellung 1 Leistungsnetzteil 41 Verbindungsleitung 2 Primärmodul 42 Verbindungsleitung<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 3 Primärmodul 43 Verbraucher 4 Sekundarmodul 44 Gleichrichterschaltung 5 Transformator 45 Symmetrievorrichtung <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 6 Primärwicklung 46 Übertragungsvorrichtung<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 7 Primärwicklung 47 Symmetrietrafo<BR> <BR> <BR> <BR> 8 Sekundärwicklung 48 Wicklung 9 Energiequelle 49 Wicklung 10 Umschaltvorrichtung 50 Versorgungsnetz 11 Hochsetzsteller 51 Netzgleichrichter 12 Hochsetzsteller 52 Netzgleichrichter 13 Schaltvorrichtung 53 Leitung 14 Schaltvorrichtung 54 Speicherelement 15 Halbbrücke 55 Kondensator<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 16 Halbbrücke 56 Leitung 17 Versorgungsleitung 57 Speicherelement 18 Versorgungsleitung 58 Kondensator 19 Versorgungsleitung 59 Anschlußleitung<BR> <BR> <BR> <BR> 20 Versorgungsleitung 60 Anschlußleitung<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 21 Induktivität 61 Anschlußleitung<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 22 Induktivität 62 Anschlußleitung<BR> <BR> <BR> <BR> 23 Schaltelement 63 Anschlußleitung<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> 24 Schaltelement 64 Anschlußleitung 25 Stiitzkondensator 65 Ladevorrichtung 26 Stützkondensator 66 Schaltvorrichtung 27 Steuervorrichtung 67 Erregermodul 28 Leitung 68 Schalter<BR> <BR> <BR> <BR> 29 Diode 69 Schalter<BR> <BR> <BR> <BR> 30 Diode 70 Schalter 31 Schaltelement 71 Netzauswertevorrichtung 32 Schaltelement 72 Stromkreis 33 Schaltelement 73 Stromkreis 34 Schaltelement 74 Energiequelle 35 Diode 75 Vollbrücke 36 Diode 76 Vollbriicke 37 Diode 77 Schaltelement 38 Diode 78 Schaltelement 39 Verbindungsleitung 79 Schaltelement 40 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




 
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