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Patent Searching and Data


Title:
POLYPHASE POWER CONVERTER WITH RIPPLE FILTER CHOKE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1990/006618
Kind Code:
A1
Abstract:
In a direct a.c. converter (commonly called a power converter with polyphase output), third and higher harmonic oscillations are damped by magnetic coupling of the polyphase outputs, without affecting the fundamental oscillation. In particular, the output currents of each partial converter (UR, US, UT) are directed through one of the coils (PhR, PhS, PhT) of a common choke. Furthermore, the partial converters are coupled on the input side only by the load, so that the undamped transient currents cannot flow between them. Hence, the need of transformers on the input side of the partial converters is appreciably reduced.

Inventors:
HOLLMANN ROLF (DE)
Application Number:
PCT/DE1988/000753
Publication Date:
June 14, 1990
Filing Date:
December 08, 1988
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
H02J3/01; H02M1/12; (IPC1-7): H02M1/12
Foreign References:
US3903469A1975-09-02
EP0012742A11980-06-25
US3792286A1974-02-12
EP0193067A11986-09-03
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Claims:
Patentansprüche
1. Stromrichter mit mehrphasigem Ausgang, g e k e' n n z e i c h n e t d u r c h ein magnetisches Koppelelement, das die mehrphasigen Ausgänge miteinander maximal verkoppelt.
2. Stromrichter nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine gemeinsame Drossel, die eine eigene Drossel¬ wicklung für jeden Ausgang besitzt, als magnetisches Koppel element.
3. Stromrichter nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das magnetische Koppel elemeπt Wicklungen enthält, die jeweils parallel zu den An Schlüssen des mehrphasigen Ausgangs geschaltet und über einen gemeinsamen magnetisierbaren Kern miteinander verkoppelt sind .
4. Stromrichter zur Direktumrichtung nach Anspruch 1, mit einem Teilumrichter mit Wechselstromausgang für jeden Phaseπ ausgang, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß jeweils ein Eingang aller Teilumrichter an einen gemein¬ samen Phaseneingang galvanisch angeschlossen und jeder Pol eines Wechselstromausgangs über die an die Phasenausgänge angeschlossene Last und wenigstens eine Wicklung einer ge¬ meinsamen Drossel mit einem anderen Pol verbunden ist.
5. Stromrichter nach Anspruch 4, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß dem gemeinsamen Phasenein gang ein gemeinsamer Schnellschalter für die Teilumrichter vorgeordnet ist.
6. Stromrichter nach Anspruch 4, d a d u r c h g e. k e n n z e i c h n e t , daß zwischen dem gemeinsamen Phaseneingang und dem Eingang der Teilumrichter eine Zusatz¬ drossel angeordnet ist.
7. Stromrichter nach Anspruch 4, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß die Last aus zwei TeilLast¬ systemen besteht und jedes TeilLastsystem jeweils über eine Wicklung der gemeinsamen Drossel an einen Pol jedes Teilumrichters angeschlossen ist.
8. Stromrichter nach Anspruch 4, g e k e n n z e i c h ¬ n e t d u r c h ein Transformator mit jeweils einer Wicklung für jeden Wechselstromeingang und einem die Wick lungen durchsetzenden gemeinsamen Kern.
9. Stromrichter zur Direktumrichtung nach Anspruch 1, mit einem Teilumrichter mit Wechselstromausgang für jeden Pha¬ senausgang, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß jeder Pol eines Wechselstromausgangs sowohl an einen Phaseneingang einer mehrphasigen Last als auch an eine zur Last parallele Wicklung eines die Ausgangsspannungen der Teilumrichter miteinander verkoppelnden Transformators angeschlossen ist.
Description:
Mehrphasen-Stromrichter mit Glättungsdrossel

Die Erfindung betrifft einen Stromrichter mit mehrphasigem Ausgang.

Bevorzugtes Anwendungsgebiet- sind Stromrichterano dnungen ' zur- Direktumrichtung von Wechsel- oder Drehstrom in ein Strom¬ oder Spannungssystem mit drei oder mehr Phasen. Ein derarti¬ ger Direktumrichter enthält für jeden Phasenausgang einen vom Eingangssystem gespeisten Teil-Umkehrstromrichter mit einem Wechselstromausgang. Im einfachsten dreiphasigen Fall, der in Fig. 1 gezeigt ist, ist der Wechselstromausgang des Teilum¬ richters UR mit seinen beiden Polen Rl und R2 an eine Einpha¬ senlast angeschlossen, und im Teilumrichter ist über ent- sprechende Ventile jeder der beiden Wechselstrompole in bei¬ den Stromführungsrichtungen mit jedem der drei Phaseneingänge U, V, W des speisenden Netzes verbunden. Der einem Phasenein¬ gang über eines der Ventile entnommene Wechselstrom fließt über eine Einphasenlast und eines der anderen Ventile in den anderen Phaseneingang zurück.

Durch entsprechendes Steuern der Ventile kann daher unabhängig von den anderen Teilumrichtern erreicht werden, daß an der Einphasenlast eine Sinusform für Strom und Spannung eingehal- ten wird. Entsprechendes gilt für die Teilumrichter US und UT und deren Wechselstromausgäπge mit den Polen Sl , S2 und Tl , T2. Dabei ist also jeder Pol eines Wechselstromausganges mit einem anderen Pol nicht direkt, sondern über die Last angeschlossen und es ist möglich, z.B. einem Drehstrommotor M, dessen Dreh- stromwicklungen galvanisch voneinander getrennt sind, ein si¬ nusförmiges System von Spannungen und Strömen aufzuprägen, bei dem sich ein gleichmäßiges Drehmoment ausbildet (vgl. B. R. Pelly: "Thyristor Phase-Controlled Converters and Cyclo- converters" New York-London-Sydney-Toronto 1971 ,S.212-215,

Rudolf Lappe et al . : "Thyristor-Stromrichter für Antriebs- regslungen", Berlin 1970, S.280).

Dieser Direktumrichter, dessen Ausgänge lastseitig offen und nur über die Last miteinander verbunden sind ("offene Direkt¬ umrichterschaltung", d.h. die beiden Pol? jedes Teilumrich¬ ters sind an die Last angeschlossen, ohne daß ein Pol direkt mit einem Pol eines anderen Teilumrichters angeschlossen ist), ist jedoch wirtschaftlich bedeutungslos. Denn abgesehen von anderen Nachteilen, wie z.B. einer Strom- und Spannungsüber¬ wachung für jeden Teilumrichter, ist die Ausnutzung gering.

Wird nämlich der für den Motor gewünschte sinusförmige Strom dadurch erzeugt, daß der Umrichter mit einer verhältnismäßig hohen Schaltfrequenz auf eine sinusförmige Ausgangsspannung gesteuert wird, so sind dadurch nur Spannungsamplituden er¬ reichbar, die entsprechend unter dem Pegel der Speisespannung an den Phaseneingängen U, V und W liegen. Es ist daher -in der Regel ein Netztransformator TN erforderlich und die Teilum¬ richter sind auf die entsprechende Ausgangsspanπung zu be- messen. Die Anordnung besitzt einen schlechten netzseitigen Leistungsfaktor.

Dieser wird üblicherweise dadurch verbessert, daß von einer rein sinusförmigen Spannung abgewichen und durch Überlagerung einer Spanπungskomponente mit dreifacher Frequenz eine Trapez¬ form ' angenähert wird. Dies erhöht bei gegebener Baugröße die Leistungsabgabe des Umrichters erheblich. Für das Drehmoment und dessen Gleichmäßigkeit und für die Nutzleistung des Motors sind aber Stromoberwellen dritter Ordnung, wie sie bei dieser Schaltung in .den Einphasenlasten durch die Spannungsoberwelle angetrieben werden, ohne weitere Bedeutung, da sie in allen drei Phasenwicklungen gleichphasig sind und somit für das System der Phasenströme nur eine Nullpunktverschiebung dar¬ stellen. Die 3. Harmonische der Einphasenströme bringt daher nur unnötige Belastungen und Verluste und sollte vermieden werden.

Dazu ist in der EP-Al-193 067 ein Direktumrichter in "offener Schaltung" vorgeschlagen, der an eine sechsphasige Last an¬ geschlossen ist. Diese besteht aus zwei Systemen von Einzel¬ nsten, wobei jedes Einzellast-System einen der Pole eines Teilumrichters mit je einem Pol der anderen Teilumrichter-' verbindet." Dadurch sind zwar " im Betrieb 'jeweils zwei Teilum¬ richter in Reihe geschaltet, die galvanische Verbindung ihrer Ausgangspole erfolgt -aber stets über die Last, und te die Teilumrichter jeweils eine um 120° phasenverschobene Spannung liefern, bilden die verketteten Spannungen jedes

Teillast-Systems ein Spannungssystem, in dem sich die 3. Har¬ monische der Spannung weghebt und daher eine dritte Oberfre¬ quenz des Stromes nicht anzutreiben vermag. Eingangsseitig sind die Teilumrichter über Kommutierungsdrosseln an die Wicklungen eines gemeinsamen Drehstromtransformators ange¬ schlossen. Bei dieser speziellen Schaltung zeigt sich aber, daß sich Oberwellen, die durch Taktung der jeweils in Reihe geschalteten Teilumrichter entstehen, sehr ungünstig ver¬ stärken.

Die den Stromfrequenzen dritter Ordnung entsprechende Null¬ punktverschiebung kann aber bekanntlich durch eine Schal¬ tung unterdrückt werden, bei der jeweils nur ein Pol eines Teilumrichters an einen Phasenanschluß der Last gelegt wird, während die anderen Pole aller Teilumrichter miteinander verbunden werden, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Die Einzellasten können dabei im Dreieck geschaltet oder an einen gemeinsamen, freien Sternpunkt angeschlossen sein. Bei dieser Schaltung fließt also der über einen Umrichter einer Eingangsphase entnommene Strom über die Last und einen anderen Umrichter ins Eingangsnetz zurück, die Teil¬ umrichter sind daher in Reihe geschaltet und trotz einer trapezförmigen Spanπungsform können harmonische Ströme drit¬ ter Ordnung nicht fließen.

Allerdings muß bei dieser Schaltung verhindert werden, daß die Eingangsphasen über die Stromrichter und deren miteinan¬ der verbundenen Pole kurzgeschlossen werden und dadurch hohe Ausgleichsströme fließen. Daher ist jeder Eingang eines Teil- Umrichters UR' , US' und UT 1 über einen eigenen Drehstromtrans¬ formator .TR, TS und TT an die Eingangsphasen U, V und W ange¬ schlossen. Dies stellt einen ganz erheblichen Aufwand dar. Hinzu kommt, daß nunmehr die Bauteile wegen der Verkettung der Spannungen auf die doppelte Spannung isoliert, ausgelegt und überwacht werden müssen. In Fig. 2 ist daher für jeden Teilumrichter ein eigener Schnellschalter SSR, SSS und SST vorgesehen, der von entsprechenden Einzelüberwachungen für die Stromrichterspannungen angesteuert wird, wobei außerdem diese einzelnen Schalter nicht unabhängig voneinander betä- tigt werden dürfen. Sollen mehrere Lasten, z.B. mehrere mit unterschiedlichen Frequenzen und Spannungen zu speisende Motoren, über jeweils einen eigenen Direktumrichter betrie¬ ben werden, so erfordern diese Direktumrichter auch eigene Transformatoren.

Diese Nachteile der Schaltung nach Fig. 2 wiegen zwar die Vorteile nicht auf, die durch den Ersatz der offenen Direkt¬ umrichterschaltung nactvFig. 1 erreicht werden, jedoch könn¬ te auf die Einzeltransformatoren und die mit dieser Schal- tung verbundenen Nachteile verzichtet werden, wenn es gelän¬ ge, bei der Anordnung nach Fig. 1 die dritte Harmonische des Stromes und weitere Oberwellen ' zu dämpfen, ohne gleich¬ zeitig auch die Grundwellenamplitude zu verringern.

Eine derartige Maßnahme ist auch für andere Stromrichterge¬ räte, z.B. Zwischenkreisumrichter und gepulste Wechselrich¬ ter, vorteilhaft, die wegen des Stromrichterbetriebes Ober¬ wellen aufweisen.

Aufgabe der Erfindung ist daher, für einen Stromrichter mit mehrphasigem Ausgang eine Anordnung zu finden, die -Oberwellen des Stromes wesentlich stärker dämpft als Grundwellen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch magnetisches Koppelement, das ' die mehrphasigen Ausgänge miteinander maximal verkoppelt.

Zwischen jedem Teilumrichterausgang eines Direktumrichters und dem entsprechenden Phasenanschluß der Last kann also wenigstens eine Wicklung einer allen Teilumrichtern gemein¬ samen Drosselspule so- angeordnet sein, daß für jeden Phasen¬ strom eine Reihenschaltung aus Last und einer Drosselwicklung entsteht, wobei die Wicklungen auf der Drossel so ausgebildet sind, daß der Koppelfaktor möglichst nahe an Eins liegt. Dabei sind die einzelnen Drosselspulen jeweils auch vom Laststrom in der entsprechenden Phase durchflössen und die Drosseln verkoppeln die Ströme.

Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, die Spannungen an den Phasenausgängen miteinander zu verkoppeln. Die Phasenausgänge sind dann nicht nur an die Last, sondern auch an die Wicklungen eines gemeinsamen Transformators an¬ geschlossen. Für jeden Phasenausgaπg ist also eine parallel zur Last liegende Wicklung vorgesehen und die Wicklungen sind über einen gemeinsamen magnetisierbaren Kern miteinan¬ der verkoppelt. Für die Magnetisierung heben sich die Grund¬ wellen in den einzelnen Ausgängen des Stromrichters gegensei¬ tig auf und es sind nur noch die Oberwellen wirksam.

Vorteilhafte -Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un¬ teransprüchen gekennzeichnet und werden anhand von 6 weiteren Fiσuren erläutert.

Es ze igen :

Figur 1 einen Direktumrichter mit den bereits erwähnten offe¬ nen lastseitigen Anschlüssen,

Figurτ2 einen Direktumrichter in der bereits erwähnten Reihen¬ schaltung,

Figur 3 das Prinzip eines Direktumrichters nach der Erfindung,

Figur 4 ein bevorzugtes Beispiel der gemeinsamen Drossel,

Figur 5 einen Direktumrichter zur bevorzugten Speisung eines Drehstrommotors, wobei jeder Ausgang eines Teilumrichters an eine getrennte Ständerwicklung angeschlossen ist und

Figur 6 einen Direktumrichter nach der Erfindung zur Speisung einer Last, die aus zwei Systemen von Einzellasten besteht und die Teilumrichter dadurch in Reihe geschaltet sind, daß die beiden Pole eines Teilumrichters jeweils über die Einzel¬ lasten eines Systems an die entsprechenden Pole der anderen' Teilumrichter angeschlossen sind,

Fig. 7 einen Direktumrichter nach der Erfindung für sechs- pulsigen Betrieb, bei dem sowohl die Ströme wie die Spannun¬ gen miteinander verkoppelt sind, und

Fig. 8 einen derartigen Direktumrichter nach der Erfindung für zwölfpulsigen Betrieb.

Das Ausführungsbeisiel der Fig. 3 baut -auf der eingangs er¬ läuterten "offenen Direktumrichterschaltung" der Fig. 1 auf.

Der Direktumrichter besteht aus den Teil-Umrichtern UR , US, UT, die jeweils mit ihren Polpaaren Rl , R2 bzw. Sl , S2 bzw. Tl , T2 die Phasenausgänge R, S und T für eine entsprechende Last L liefern, die aus den einzelnen, gegeneinander isolier- ten Wechselstromlasten Ml, M2 und M3 besteht. Es kann sich dabei z.B. um getrennte Ständerwicklungen eines Motors oder um Primärwicklungen eines Transformators handeln, dessen Se¬ kundärwicklungen im Dreieck oder in der dargestellten Stern¬ schaltung angeordnet sind und beliebige Lasten speisen. An der Stelle der galvanischen Verbindung zwischen den Polen R2, S2 und T2, die bei der Reihenschaltung nach Fig. 2 die 3. Har¬ monische eliminiert, tritt eine magnetische Verkopplung der Ausgangsphasen, wobei der Koppelfaktor möglichst maximal, d.h. möglichst nahe an Eins gewählt wird.

Für die Ausgänge R, S und T des Direktumrichters ist daher ein entsprechendes magnetisches Koppelelement Ph vorgesehen, das insbesondere eine gemeinsame Drossel sein kann, die für jeden Phasenausgang eine eigene Drosselwicklung PhR, PhS und PhT besitzt. Die Drosselwicklungen können auf einem gemein¬ samen magnetischen Kern z.B. konzentrisch übereinander oder, wie in Fig. 5 dargestellt ist, geometrisch nebeneinander ver¬ schachtelt angeordnet sein.

Für die Magnetisierung dieser Drossel heben sich die Grund¬ schwingungen der drei um 120° versetzten Phasenströme auf, die Drossel ist also wirkungslos. Für gleichphasige Oberschwingun¬ gen der Phasenströme verstärkt sich jedoch die Drosselwirkung, die dadurch eine selektive Glättung hervorruft. Die Drossel kann daher insbesondere auf eine Dämpfung der 3. Harmonischen ausgelegt werden, ohne gleichzeitig auch die Grundwelle zu dämpfen.

Da beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 die Phasenausgänge der Teilumrichter galvanisch voneinander getrennt sind, treten keine Ausgleichsströme auf, obwohl die Drehstromeingänge der

Teilumrichter jeweils galvanisch miteinander verbunden sind. Eine ggf. erforderliche Anpassung der Spannungspegel an die Netzspannung kann daher durch einen Drehstromtraπsformator er¬ folgen, dessen Sekundärwicklungen allen Teilumrichtern gemein- sam sind. Es kann daher auf bei Stromrichtern häufig erfor¬ derliche Sonderkonstruktionen verzichtet und ein einfacher Netztransformator TN verwendet werden.

Fig. 5 zeigt die bevorzugte Speisung eines Drehstrommotors M als Last. Soll der Motor ein besonders gleichmäßiges Dreh¬ moment erzeugen, so kann bekanntlich ein zweiter Direktum¬ richter verwendet werden, der ein um 30° elektrisch verscho¬ benes Gleichspannungssystem liefert. Die anderen Spannungen dieses zweiten Direktumrichters können an den Sekundärwick- lungen des Netztransformators TN über die Leitung N abgegrif¬ fen werden. Eine galvanische Trennung der Eingangskreise der verschiedenen Direktumrichter, wie sie bei Schaltungen nach Fig. 2 erforderlich sind, ist nicht notwendig. Es können so¬ gar weitere Direktumrichter angeschlossen werden, die andere Lasten mit anderen Lastfrequenzen speisen. Bei der Erweite¬ rung der erfindungsgemäßen Schaltung zu derartigen Systemen können auch ohne weiteres weitere Netztransformatoren an ent¬ sprechende Anschlüsse N 1 der Drehstrom-Sammelleitung N ange¬ schlossen werden.

Gegenüber der Schaltung nach Fig. 2 ergibt sich also bei etwa gleichem Leistungsfaktor eine wesentliche Einsparung am Trans¬ formator, dessen Bauleistung z.B. um 21% geringer sein kann. Um für Kommutierungen in einem Teilumrichter unabhängig von den anderen Teilumrichtern stets den erforderlichen Strom zur Verfügung zu stellen, kann es in manchen Fällen vorteilhaft sein, zwischen dem Eingang der jeweiligen Teilumrichter und dem gemeinsamen Phaseneingang eine Zusatzdrossel KR, KS und KT anzuordnen. Dadurch ergibt sich eine einfachere Ausführung des Netztransformators gegenüber üblichen Stromrichtertrans- forrr.atoren.

Auch der Schutz vor Überspannungen der Teilumrichter kann ver¬ einfacht werden. Da die Teilumrichter galvanisch nicht verket¬ tet sind, braucht der Lastkreis nur für die einfache Spannung und nicht mehr die doppelte Spannung wie bei Fig. 2 bemessen zu werden. Dies ergibt auch Einsparungen für Impulsübertrager, Istwertgeber usw. Eine Überspannung kann durch ein gemeinsames Schutzgerät SV am gemeinsamen Phaseneingang überwacht werden und häufig reicht es aus, dem gemeinsamen Phaseneingang einen gemeinsamen Schnellschalter SS vorzuschalten.

Die Erfindung ermöglicht somit, die Gesamtkosten für die Di¬ rektumrichterspeisung erheblich zu reduzieren.

Die Erfindung schafft also ein selektives Glättungsglied , das nicht auf die Grundfrequenz, sondern nur auf gleichphasige und von der Grundschwingung abweichende Schwingungen in meh¬ reren Phasenausgängen eines Stromrichters wirkt. Die Erfindung kann daher auch da angewendet werden, wo an sich die dritte Harmonische bereits durch andere Maßnahmen unterdrückt ist.

Als Beispiel hierfür ist in Fig. 6 die Speisung einer sechs- phasigen Last mittels einer aus den drei Teilumrichtern UR1, UR2 und UR3 bestehenden Direktumrichters gezeigt, wie er in der eingangs erwähnten EP-Al-193 067 beschrieben ist. Wie im einzelnen dargestellt, besteht jeder Teilumrichter aus zwei antiparallel geschalteten gesteuerten Gleichrichterbrücken. Durch entsprechende Steuerung wird zwischen den Wechselstrom- Ausgangspolen Yl, ZI bzw. Y2, Z2 bzw. Y3, Z3 jeweils eine trapezförmige Ausgangsspannung erzeugt, wobei diese Ausgangs- Spannungen gegeneinander um 120 * phasenverschoben sind. Diese Wechselstromausgänge sind "offen", d.h. jeder Pol ist an einen Phasenausgang der Last angeschlossen. Ein lastunabhängi¬ ger, gemeinsamer Sternpunkt der Teilumrichter, wie er durch die galvanische Verbindung je eines Poles aller Teilumrichter

in Fig. 2 gebildet ist, ist nicht vorhanden, vielmehr besteht die Last aus zwei Systemen von Teillasten, die z.B. von den Wicklungen einer Drehfeldmaschine gebildet werden können und jeweils im Stern geschaltet sind. Jeder dieser freien Stern- punkte Sa, Sb ist über eine Einzellast an jeweils einen Aus¬ gangspol aller Teilumrichter angeschlossen. Eingangsseitig ist jeweils ein Phaseneingang Ul, U2, U3 bzw. VI, V2, V3 bzw. 'Wl, W2, W3 jedes Teilumrichters an einen allen Teilumrichtern gemeinsamen Phaseneingang U bzw. V bzw. W angeschlossen, wo- bei vorteilhaft zwischen diesen Phaseneingängen und dem je¬ weiligen Direktumrichtereingängen je eine Drossel DU1, DU2, DU3 bzw. DV1, DV2, DV3 bzw. DW1, DW2, DW3 angeordnet ist. Die Pha≤eneingäπge sind über einen gemeinsamen Netztransformator Tr an das speisende Drehstromnetz angeschlossen.

Wie bereits eingangs erläutert wurde, können Ausgleichsströme zwischen den Teilumrichtern nur über die Last fließen, so daß eine transformatorische Entkopplung der Teilumrichter nicht erforderlich ist.

Die beiden Teillastsysteme sind gegeneinander um 60° ver¬ setzt, so daß sich unter Berücksichtigung der 120°-Verschie- bung in den Ausgangsspannungen der drei Teilumrichter ergibt daß das an die Ausgänge Yl, Y2, Y3 angeschlossene Teillast- system Wal, Wa2, Wa3 eine entgegengesetzte Phasenlage auf¬ weist gegenüber dem an die Ausgänge ZI, Z2., Z3 angeschlos¬ senen Teillastsystem Wbl, Wb2, Wb3. Üngeradzahlige Ober¬ schwingungen, insbesondere eine harmonische dritte Ordnung des Stromes, können dabei nicht auftreten.

Trotzdem ist vorgesehen, alle sechs Phasenanschlüsse, der Last über eine gemeinsame Verkopplungseinrichtung miteinan¬ der magnetisch zu verkoppeln. Diese Verkopplungseinrichtung L' kann z.B. wieder durch eine Drossel erreicht werden,

1 deren gemeinsamer magnetischer Kern von Drosselwicklungen DY1, DZ1, DY2, DZ2, DY3, DZ3 umschlungen ist. Diese gemein¬ same Drossel braucht nun nicht auf eine Glättung der drit¬ ten Harmonischen ausgelegt zu werden, sondern auf eine ent-

5 sprechende Dämpfung von Oberschwingungen höherer Ordnung. Dadurch wird es möglich, die bei-der bekannten Schaltung beobachteten störenden Oberschwingungen zu dämpfen, ohne daß die Drossel für die Grundschwingung eine Dämpfung dar¬ stellt.

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Vorteilhaft ist auch, daß diese gemeinsame Drossel bei unsymmetrischen Lasten in einer häufig durchaus erwünschten

Weise auch dämpfend auf die Unsymmetrie wirken kann.

15 Bei den Anordnungen nach den Figuren 3 bis 6 fließt jeweils der Strom in einem Anschluß der Last auch durch die zugeord¬ nete Drossel und den jeweiligen Teilumrichter. Die Drosseln verkoppeln die Ströme derart, daß Oberwellen gedämpft werden. Stromlose Pausen, wie sie bei Direktumrichtern durch vorüber-

20 gehendes Sperren der Teilumrichter bisher vorgegeben werden, um einen störungsfreien Übergang von einer positiven Strom¬ halbwelle zur negativen Stromhalbwelle sicherzustellen, tre¬ ten dabei auch in den Phasenströmen auf.

5 Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, die von Fig. 5 ausgeht, aber ein gemeinsamer Transformator T vorge¬ sehen ist, der die Ausgangsspannung des Teilumrichters UR mit den Ausgangsspannungen der Teilumrichter US und UT ver¬ koppelt. Dieser Transformator enthält die auf einem ge ein-

30 sa en Eisenkern aufgebrachten Wicklungen Tx, Ty und Tz, die jeweils parallel zu den Einphasenlasten der Teilumrichter an deren Wechselstromausgänge angeschlossen sind.

Dieser Transformator ist daher zwar hinsichtlich seiner Iso- 35 lierung auf die gesamte Ausgangsspannung ausgelegt, für die

Magnetisierung jedoch heben sich die Grundweϊlen in den Pha¬ senausgängen gegenseitig weg. Lediglich die Oberwellen ver¬ mögen über diese transformatorische Verkopplung den Teilum¬ richter-Ausgängen Spannungen einzuprägen, in deren Folge über eine Transformatorwicklung und die zugehörige Last auch dann ein Strom fließen kann, wenn der entsprechende Teilum¬ richter während der Polaritätsumkehr seines Ausgangsstromes vorübergehend gesperrt ist.

Die Einphasenlasten werden daher auch während der stromlosen Pausen ihrer Teilumrichter mit einem lückenlosen Wechselstrom gespeist. Die Drosseln Ph.R, Ph.S und Ph.T können dabei unter Umständen auch weggelassen werden.

Fig. 8 zeigt eine Direktumrichter-Anordnung zur 12-pulsigen Speisung einer 6-phasigen Last. Diese besteht aus einer ersten Gruppe von Einphasenlasten MR1, MSI, MT1 und aus einer zweiten Gruppe von Einphasenlastεn MR2, MS2, MT2. Jede Einphasenlast .ist galvanisch mit dem Wechselstromausgang nur eines einzigen Teilumrichters verbunden. Zur ersten Gruppe von Einphasenlasten gehört also ein Direktumrichter mit den Teilumrichtern UR1, US1 und UT2, während die Teilumrichter UR2, US2 und UT2 einen zweiten Teilumrichter bilden.

Die Eingänge dieser beiden Direktumrichter sind entsprechend den Figuren 3 und 4 an den Sekundärwicklungen TR1 und TR2 eines gemeinsamen Transformators TW zusammengeführt, die unterschiedlich geschaltet sind. Die an die Primärwicklung dieses Transformators TW angeschlossene Netzspannung erzeugt also für die beiden Direktumrichter zwei gegeneinander um 30° phasenverschqbene Drehspannungssyste e. Jeder Direktum¬ richter wird mit gleichem Steuerwinkel betrieben und seine Teilumrichter liefern ein 6-pulsiges System um 120° phasen¬ verschobener Wechselspannungen und beide Wechselspannungs- Systeme bilden wegen der unterschiedlichen Verschaltung der

Sekundärwicklungen TR1 und TR2 ein 6-phasiges, 12-pulsiges Drehspannungssystem für die Last.

Vorteilhaft sind die Ströme des ersten Direktumrichters über die Drosselwicklungen Pl.R, Pl.S und Pl.T nicht nur miteinan¬ der, sondern auch über den gemeinsamen D össelkern mit den Drosselwicklungen P2.R, P2.S und P2.T des zweiten Direktum¬ richters verkoppelt. Daher tragen jeweils die Ausgangskreise aller Teilumrichter zur Dämpfung von Stromoberwellen im Ausgang eines Teilumrichters bei.

Eine andere Möglichkeit ist, die Ausgangsspannung eines Teil¬ umrichters über den gemeinsamen Transformator T' nicht nur mit den Ausgangsspannungen der Teilumrichter desgleichen Direktumrichters, sondern auch mit den Ausgangsspannungen des anderen Direktumrichters zu verkoppeln. Der Transforma¬ tor T 1 besteht dann aus den Wicklungen Txl, Tyl, Tzl, Tx2, Ty2, Tz2, die jeweils parallel zu den Einphasenlasten MR1, ...MT2 geschaltet und alle auf einen gemeinsamen magnetisier- baren Transformatorkern gewickelt sind.

Fig. 8 zeigt, daß beide Möglichkeiten miteinander kombiniert werden können.

Allerdings ist dabei zu beachten, daß - im Gegensatz zu den Figuren 3 und 5 - der Eingangsstrom eines Teilumrichters bei den Ausführungsformen der Figuren 7 und 8 nicht mehr zu jedem Zeitpunkt gleich dem Strom in der entsprechenden Einphasen¬ last ist; vielmehr bildet die jeweilige Transformatorwicklung eine zusätzliche Spannungsquelle für über die Last fließende Strom-Oberwellen.

Werden daher für den Betrieb der Last die Istwerte der Phasen¬ ströme und/oder Phasenströme benötigt, so kann es erforder- lieh werden, zu deren Messung entsprechende Wandler MI1,... MI6 bzw. MU1,...MU6 vorzusehen.