DE102004006553B4

DE102004006553B4 - inverter

Info

Publication number: DE102004006553B4
Application number: DE200410006553
Authority: DE
Inventors: Manfred Bruckmann; Bernd Herrmann; Carsten Dr. Rebbereh; Thomas Schwinn
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2004-02-10
Filing date: 2004-02-10
Publication date: 2006-09-14
Anticipated expiration: 2024-02-11
Also published as: DE102004006553A1

Abstract

Umrichter mit
– einem netz- und lastseitigen Stromrichter (2, 10), von denen wenigstens einer selbstgeführt ist,
– einer Regeleinrichtung (20, 22) mit nachgeschaltetem Modulator (16, 18),
– netzseitige Kommutierungsdrosseln (4) sowie
– einen lastseitigen Ausgangsfilter (12),
wobei
– jede Drossel (4, 24) ein Drosselmodul (28) mit wenigstens zwei Standarddrosseln (34) in mindestens einem Drosselzweig aufweist,
– jedem Brückenzweig des selbstgeführten Stromrichters (2, 10) ein zweiter Brückenzweig elektrisch parallel geschaltet ist,
– die Drosselzweige an ihrem ersten Anschluss zusammengeschaltet sind und an ihrem zweiten Anschluss mit dem Eingang jeweils eines Brückenzweiges einer Phase (R, S, T, U, V, W) des selbstgeführten Stromrichters (2, 10) verbunden sind,
– jedes Drosselmodul (28) mit einer Einrichtung (30) zur Sättigungserfassung versehen ist, die jeweils eine Einrichtung (38) zur Erfassung eines Drossel-Zweigstromes (i_D1, i_D2) mit nachgeschaltetem Differenzbildner zur Ermittlung eines Differenzwertes zu einem Stromgrenzwert (I_Lmax) aufweist, und...Inverter with
A mains and load-side converter (2, 10), of which at least one is self-guided,
A control device (20, 22) with a downstream modulator (16, 18),
- Network-side commutation reactors (4) and
A load-side output filter (12),
in which
- Each throttle (4, 24) has a throttle module (28) with at least two standard throttles (34) in at least one throttle branch,
A second bridge branch is electrically connected in parallel to each bridge arm of the self-commutated power converter (2, 10),
- The choke branches are connected together at their first terminal and are connected at their second terminal to the input of a respective bridge branch of a phase (R, S, T, U, V, W) of the self-commutated power converter (2, 10),
- Each throttle module (28) is provided with a means (30) for detecting saturation, each comprising a means (38) for detecting a throttle branch current (i _D1 , i _D2 ) with downstream differential former for determining a difference value to a current limit (I _Lmax ), and ...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Umrichter gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a converter according to the preamble of the claim 1.

In der 1 ist ein handelsüblicher Umrichter näher dargestellt, der einen netzseitig und lastseitig selbstgeführten Stromrichter 2 und 10 aufweist. Wechselspannungsseitig ist der netzseitige selbstgeführte Stromrichter 2 mittels Kommutierungsdrosseln 4 mit einem speisenden Wechselspannungsnetz 6 verknüpft. Gleichspannungsseitig ist dieser selbstgeführte Stromrichter 2 mit einem Spannungszwischenkreis 8 verbunden, der hier durch einen Zwischenkreiskondensator C_ZW veranschaulicht ist. Der lastseitige selbstgeführte Stromrichter 10 ist wechselspannungsseitig mittels eines Ausgangsfilters 12 mit einem Drehstrommotor 14 verknüpft. Jedem dieser selbstgeführten Stromrichter 2 und 10 ist jeweils ein korrespondierender Modulator 16 und 18 zugeordnet, an deren Ausgängen Steuersignale S_Nν und S_Lν für die abschaltbaren Halbleiterschalter T1_N, T2_N, T3_N, T4_N, T5_N, T6_N und T1_L, T2_L, T3_L, T4_L, T5_L, T6_L der selbstgeführten Stromrichter 2 und 10 anstehen. Als abschaltbarer Halbleiterschalter T1_N, ..., T6_N und T1_L, ..., T6_L sind beispielhaft Insulated-Gate-Bipolare-Transistoren (IGBT) dargestellt. Jedem Modulator 16 bzw. 18 ist eine Regeleinrichtung 20 bzw. 22 vorgeschaltet. Diese Regeleinrichtung 20 bzw. 22 generiert eine Spannungs-Stellgröße u _SN bzw. u _SL in Abhängigkeit von Anforderungen, die vom korrespondierenden Stromrichter 2 bzw. 10 erfüllt werden sollen. Im Handel sind außerdem Umrichter erhältlich, die als netzseitigen Stromrichter einen netzgeführten Stromrichter, beispielsweise einen Diodengleichrichter, aufweisen.In the 1 a commercial converter is shown in more detail, the one side and load side self-commutated power converter 2 and 10 having. On the AC side, the line-side self-commutated power converter 2 by means of commutating chokes 4 with a feeding alternating voltage network 6 connected. DC voltage side is this self-commutated power converter 2 with a voltage intermediate circuit 8th which is illustrated here by a _{DC link} capacitor C _ZW . The load-side self-commutated power converter 10 is the AC side by means of an output filter 12 with a three-phase motor 14 connected. Each of these self-commutated power converters 2 and 10 is in each case a corresponding modulator 16 and 18 at whose outputs control signals S _Nν and S _Lν for the turn-off semiconductor switches T1 _N , T2 _N , T3 _N , T4 _N , T5 _N , T6 _N and T1 _L , T2 _L , T3 _L , T4 _L , T5 _L , T6 _L the self-commutated power converter 2 and 10 queue. As disconnectable semiconductor switches T1 _N , ..., T6 _N and T1 _L , ..., T6 _L insulated gate bipolar transistors (IGBT) are exemplified. Each modulator 16 respectively. 18 is a control device 20 respectively. 22 upstream. This control device 20 respectively. 22 generates a voltage manipulated variable u _SN or u _SL as a function of the requirements of the corresponding power converter 2 respectively. 10 to be fulfilled. Converters are also commercially available, which have a line-commutated converter, a line-commutated converter, such as a diode rectifier.

Als Ausgangsfilter 12 ist in der 1 ein LC-Filter dargestellt, das Drosseln 24 und Kondensatoren 26 aufweist. Diese beispielhafte Darstellung des Ausgangsfilters 12 soll lediglich veranschaulichen, dass ausgangsseitig vom Umrichter ebenfalls Drosseln 24 vorhanden sind.As an output filter 12 is in the 1 an LC filter is shown throttling 24 and capacitors 26 having. This exemplary representation of the output filter 12 should only illustrate that the output side of the inverter also chokes 24 available.

Bei dem in der 1 dargestellten Umrichter wird der netzseitige selbstgeführte Stromrichter 2 dazu verwendet, eine konstante Zwischenkreisspannung U_ZW in Abhängigkeit einer Netzspannung des speisenden Wechselspannungsnetzes 6 zu generieren. Außerdem soll nur Wirkleistung dem speisenden Netz 6 entnommen werden. Ferner sollen Harmonische vom speisenden Netz 6 ferngehalten werden. Ein derartiger netzseitiger selbstgeführter Stromrichter 2 wird auch als Activ-Front-End (AFE) bezeichnet. Dieses AFE ermöglicht außerdem eine Energie-Rückspeisung. Um diese Anforderungen erfüllen zu können, sind der Regeleinrichtung 20 wenigstens zwei Netz-Phasenspannungen u_R und u_S, zwei Phasenströme i_R und i_S und ein Zwischenkreisspannungs-Istwert U_ZW zugeführt.In the in the 1 The converter shown is the line-side self-commutated power converter 2 used to a constant intermediate circuit voltage U _ZW as a function of a mains voltage of the feeding AC voltage network 6 to generate. In addition, only active power to the dining network 6 be removed. Furthermore, harmonics from the feeding network 6 be kept away. Such a network-side self-commutated power converter 2 also known as Activ-Front-End (AFE). This AFE also allows energy recovery. To meet these requirements are the control device 20 at least two mains phase voltages u _R and u _S , two phase currents i _R and i _S and an intermediate circuit voltage actual value U _ZW supplied.

Der lastseitige selbstgeführte Stromrichter 10 gemäß 1 wird dazu verwendet, den angeschlossenen Drehstrommotor 14 drehzahlveränderlich zu betreiben. Dazu werden der Regeleinrichtung 22 wenigstens zwei Lastströme i_LU und i_LV und ein Drehzahl-Sollwert n^* zugeführt.The load-side self-commutated power converter 10 according to 1 is used to connect the connected three-phase motor 14 to operate variable speed. These are the control device 22 at least two load currents i _LU and i _LV and a speed setpoint n ^* supplied.

Ein derartiger Umrichter wird im Handel als netzfreundlicher Umrichter geführt. Einen solchen Umrichter gibt es für mehrere Leistungsklassen. Für jede Leistungsklasse gibt es eine bestimmte Ausführungsform dieses Umrichtertypes. Diese Ausführungsformen unterscheiden sich beispielsweise durch unterschiedliche Drosseln 4 bzw. 24.Such a converter is marketed as a power-friendly converter. Such a converter is available for several power classes. For each power class, there is a specific embodiment of this type of converter. These embodiments differ, for example, by different throttles 4 respectively. 24 ,

Die Induktivität einer Drossel ist von der Dimensionierung von Kern, Wicklung und Luftspalt abhängig. Sie ist eine Funktion von Sättigungszustand des Kerns und damit stromabhängig. Die Induktivität ist über den gesamten Strombereich einer Leistungsklasse bis hin zu einem Maximalstrom annähernd konstant. Für jede Leistungsklasse einer Umrichterreihe muss ei ne eigene Induktivität gefertigt werden, die den jeweiligen Maximalstrom führen muss, welcher wiederum von der Umrichterleistung abhängig ist. Da die Stückzahl einer Umrichterreihe sich auf die mehreren Leistungsklassen unterschiedlich aufteilt, sind die Stückzahlen der einzelnen Drosseln 4 und 24 nicht sehr hoch. Deshalb sind die Drosseln 4 und 24 teuer.The inductance of a choke depends on the dimensioning of core, winding and air gap. It is a function of saturation state of the nucleus and thus current-dependent. The inductance is approximately constant over the entire current range of a power class up to a maximum current. For each power class of a series of converters, a separate inductance must be manufactured, which must carry the respective maximum current, which in turn depends on the inverter performance. Since the number of units in a range of inverters is divided differently among the several power classes, the numbers of individual reactors are 4 and 24 not very high. That's why the throttles are 4 and 24 expensive.

Bessere Preise für die Drosseln 4 und 24 können erreicht werden, wenn die Stückzahl der Drosseln 4 und 24 erhöht werden könnten. Bei dem im Handel erhältlichen netzfreundlichen Umrichtern gelingt das nur über die Umrichterstückzahl, die wiederum vom Markt und Marktanteil abhängig ist.Better prices for the throttles 4 and 24 can be achieved when the number of chokes 4 and 24 could be increased. In the case of commercially available line-friendly converters, this is only possible via the number of converter units, which in turn depends on the market and market share.

Aus der JP 2001 231268 A ist eine weitere Möglichkeit bekannt, das genannte Problem zu lösen. Gemäß dieser japanischen Offenlegungsschrift werden als Ausgangsfilter drei Filter gleicher Bauart elektrisch parallel geschaltet. Durch diese Parallelschaltung teilt sich jeder Umrichter-Ausgangsphasenstrom entsprechend der Anzahl der parallel geschalteten Filter auf, wodurch durch jede Drossel eines Filters nur ein Bruchteil eines Umrichter-Ausgangsphasenstroms fließt. Dies hat zur Folge, dass eine derartige Drossel viel später in Sättigung gerät. Außerdem verringern sich die Größe und das Gewicht dieser Drosseln. Zusätzlich weisen diese Drosseln der parallel geschalteten Ausgangsfilter einen ohmschen Widerstand auf, der mittels einer auf dem Kern der Drossel befindlichen Zusatzwicklung mit der Drossel verbunden ist, wodurch die Sättigungsgefahr weiter verringert wird.From the JP 2001 231268 A Another possibility is known to solve the problem mentioned. According to this Japanese publication, three filters of the same type are electrically connected in parallel as the output filter. Through this parallel connection, each inverter output phase current splits according to the number of parallel-connected filters, whereby only a fraction of an inverter output phase current flows through each reactor of a filter. As a result, such a choke saturates much later. In addition, the size and weight of these chokes are reduced. In addition, these chokes of the output filter connected in parallel have an ohmic resistance, which is connected to the inductor by means of an additional winding located on the core of the choke, whereby the risk of saturation is further reduced.

Aus der EP 0 987 813 A2 ist ein Netzfilter bekannt, das zwischen einem Frequenzumrichter und einem speisenden Netz geschaltet ist. Dieses Netzfilter weist nur Gleichtaktdrosseln auf. Außerdem weist dieses Netzfilter eine Einrichtung zur Sättigungserfassung auf. Mittels dieser Einrichtung wird der Störstrom gemessen, mit einem vorbestimmten Stromgrenzwert verglichen und bei Überschreitung die Frequenz des Frequenzumrichters solange verändert, bis der Störstrom unter den Stromgrenzwert fällt. Dadurch kann der Sättigung der Gleichtaktdrosseln entgegengewirkt werden.From the EP 0 987 813 A2 is a line filter be knows that is connected between a frequency converter and a feeding network. This line filter has only common mode chokes. In addition, this line filter has a device for saturation detection. By means of this device, the noise current is measured, compared with a predetermined current limit and, if exceeded, the frequency of the frequency inverter changed until the noise current falls below the current limit. As a result, the saturation of the common mode chokes can be counteracted.

Aus der DE 40 23 207 C1 ist ein Verfahren zum Betrieb von gleichsinnig gesteuerten Zweigen im Parallelbetrieb arbeitender Wechselrichter bekannt. Diese Zweige speisen jeweils über eine Drosselspule eine gemeinsame Last. Auf Grund ungleicher Schaltzeiten der Halbleiterschalter paralleler Zweige treten Ausgleichsströme auf, die begrenzt werden müssen. Dabei werden die Ströme durch die jeweils parallel geschalteten Wechselrichterzweige erfasst und ein Mittelwert gebildet. Dieser Mittelwert wird jeweils mit Stromistwerten der einzelnen Wechselrichterzweige verglichen. Entsprechend der ermittelten Abweichung des jeweiligen Stromistwertes vom Mittelwert über eine vorgebbare Bandbreite hinaus werden die Einsatzpunkte und/oder die Endzeitpunkte der Zündimpulse für die Halbleiterschalter der parallel geschalteten Wechselrichterzweige derart vorverlegt oder verzögert, dass eine Symmetrierung der durch die parallel geschalteten Wechselrichterzweige fließenden Ströme erfolgt.From the DE 40 23 207 C1 is a method for operating in the same direction controlled branches in parallel operating inverter known. These branches each feed a common load via a choke coil. Due to unequal switching times of the semiconductor switches parallel branches occur equalizing currents that need to be limited. In this case, the currents are detected by the respectively parallel-connected inverter branches and an average value is formed. This average value is compared in each case with actual current values of the individual inverter branches. In accordance with the determined deviation of the respective current actual value from the average value over a predefinable bandwidth, the starting points and / or the end times of the ignition pulses for the semiconductor switches of the parallel-connected inverter branches are advanced or delayed in such a way that a balancing of the currents flowing through the parallel-connected inverter branches takes place.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diese Drosseln für einen Umrichter derart weiterzubilden, dass ohne Erhöhung der Umrichterstückzahl die Drosseln wesentlich preiswerter werden.Of the Invention is now the object of these throttles for a Inverter convert in such a way that without increasing the number of inverter the Chokes are much cheaper.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 im Zusammenhang mit den Merkmalen des Oberbegriffs gelöst.These Task is according to the invention with the Features of claim 1 in connection with the features of Topic solved.

Dadurch, dass anstelle von Drosseln erfindungsgemäße Drosselmodule verwendet werden, erhöht sich die Anzahl benötigter Drosseln wesentlich. Als Teildrossel eines jeden Drosselmoduls werden Standarddrosseln verwendet, die bereits in großen Stückzahlen am Markt angeboten werden. Damit das Drosselmodul dieselbe Induktivität und Stromtragfähigkeit wie die zu ersetzende Drossel aufweist, müssen wenigstens zwei Standard drosseln in einem Drosselzweig angeordnet sein. Über den gesamten Leistungsbereich der Umrichterreihe verändert sich nur die Anzahl der benötigten Standarddrosseln pro Drosselmodul. Somit erhält man ein Baukastensystem für die Drosseln einer Umrichterreihe.Thereby, that instead of throttles choke modules according to the invention used be increased the number needed Chokes essential. As a part throttle of each throttle module Standard throttles are used, which are already offered in large quantities on the market become. So that the throttle module the same inductance and current carrying capacity as the throttle to be replaced has to throttle at least two standard be arranged in a throttle branch. Over the entire performance range changed the inverter row only the number of needed Standard throttles per throttle module. Thus one receives a modular system for the Restricting an inverter series.

Beim Drosselmodul ist die Reihenschaltung von Drosseln unproblematisch. Bei der Parallelschaltung tritt jedoch ein Problem auf. Bei Sättigung einer Drossel wird deren Induktivität annähernd Null. Sind nun zwei Drosseln elektrisch parallel geschaltet und eine Drossel dieser elektrisch parallel geschalteten Drosseln geht in Sättigung, so wird die parallele nicht gesättigte Drossel von der gesättigten Drossel kurzgeschlossen, wodurch die Gesamtdrossel ihre Induktivität verliert. Wie bereits erwähnt, ist die Induktivität einer Drossel stromabhängig. Bis zum Maximalstrom der Drossel ist deren Induktivität annähernd konstant.At the Throttle module is the series connection of chokes unproblematic. However, there is a problem with the parallel connection. At saturation a choke whose inductance is approximately zero. Are now two throttles electrically connected in parallel and a throttle this electrically in parallel throttles goes into saturation, so does the parallel not saturated Thrush of the saturated Shorted reactor, whereby the total throttle loses its inductance. As already mentioned, is the inductance of a Throttle current dependent. Up to the maximum current of the inductor whose inductance is approximately constant.

Damit dieses Problem bei dem erfindungsgemäßen Drosselmodul verhindert wird, weist jedes Drosselmodul eine Einrichtung zur Sättigungserfassung und eine Pulsweiten-Anpassschaltung auf.In order to prevents this problem in the throttle module according to the invention Each throttle module has a saturation detection device and a pulse width adjusting circuit.

Diese Einrichtung zur Sättigungserfassung weist für jeden Parallelzweig des Drosselmoduls eine Einrichtung zur Erfassung eines Drossel-Zweigstromes auf, denen jeweils ein Differenzbildner nachgeschaltet ist. Am ersten Eingang eines jeden Differenzbildner steht der Wert eines Maximalstromes der verwendeten Standarddrossel an. Am Ausgang eines jeden Differenzbildners steht ein Wert an, der anzeigt, wie weit die Zweigdrossel jeweils von der Sättigung entfernt ist. Der kleinere Differenzwert dieser beiden Werte wird für die Pulsweitenanpassung des Steuersignals einer Phase des netz- oder lastseitigen Stromrichters verwendet.These Means for detecting saturation points for each Parallel branch of the throttle module means for detecting a Throttle branch current, each followed by a differential former is. At the first input of each subtractor is the value a maximum current of the standard choke used. At the exit each subtractor has a value that indicates how far the branch throttle is in each case removed from the saturation. The smaller one The difference value of these two values is used for the pulse width adaptation of the control signal a phase of the mains or load side converter used.

Damit sich ein Phasenstrom im selbstgeführten Stromrichter, der durch die Regelung vorgegeben ist, nicht ändert, ist jedem Brückenzweig des selbstgeführten Stromrichters ein zweiter Brückenzweig elektrisch parallel geschaltet. Dadurch teilt sich ein Phasenstrom zu gleichen Teilen auf die beiden parallelen Brückenzweige auf. Sobald einer der beiden Differenzwerte eines phasenbezogenen Drosselmoduls einen vorbestimmten Wert unterschreitet, werden die Pulsweiten der bei den Steuersignale einer Phase verändert. Gerät einer der parallel geschalteten Standarddrosseln in den Sättigungsbereich, so wird die Pulsweite des Steuersignals des zugehörigen Brückenzweiges verkürzt und die Pulsweite des Steuersignals des parallelen Brückenzweiges um denselben Wert verlängert. Dadurch wird der Phasen-Teilstrom in dem einen Brückenzweig reduziert und in dem anderen Brückenzweig entsprechend erhöht, so dass sich der Gesamtphasenstrom nicht ändert, sondern nur deren Aufteilung auf die beiden parallel geschalteten Brückenzweige einer Phase.In order to a phase current in the self-commutated power converter, by the scheme is predetermined, does not change, is every bridge branch of the self-guided Power converter a second bridge branch electrical connected in parallel. This divides a phase current to the same Split on the two parallel bridge branches. As soon as one the two difference values of a phase-related throttle module a falls below the predetermined value, the pulse widths in the Control signals of a phase changed. Device one the parallel-connected standard chokes in the saturation region, so will the pulse width of the control signal of the associated bridge branch shortened and the pulse width of the control signal of the parallel bridge branch extended by the same amount. As a result, the phase substream becomes a bridge branch reduced and in the other bridge branch increased accordingly, so that the total phase current does not change, but only their distribution on the two parallel bridge branches of a phase.

Dadurch, dass die selbstgeführten Stromrichter eines Spannungszwischenkreis-Umrichters pro Phase zwei parallel geschaltete Brückenzweige aufweisen, kann nun über einen größeren Leistungsbereich ein und dasselbe Leistungsmodul verwendet werden. Dadurch steigt ebenfalls die Anzahl dieses Leistungsmoduls für die Umrichterreihe, wodurch ebenfalls sich der Preis für die Stromrichter des Umrichters reduziert.Since the self-commutated power converters of one voltage source converter have two bridge branches connected in parallel per phase, one and the same power module can now be used over a larger power range. This also increases the number of this Power module for the inverter series, which also reduces the price of the drive converters.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind den Unteransprüchen 2 bis 9 zu entnehmen.Further advantageous embodiments are the dependent claims 2 to 9 to remove.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der eine Ausführungsform einer Phase eines Stromrichters eines erfindungsgemäßen Umrichters schematisch veranschaulicht ist.to further explanation The invention is with reference to the drawing, in which an embodiment a phase of a power converter of a converter according to the invention is illustrated schematically.

1 zeigt einen bekannten netzfreundlichen Umrichter und in der 1 shows a known power-friendly inverter and in the

2 ist eine Phase eines netzseitigen Stromrichters eines netzfreundlichen Umrichters nach der Erfindung veranschaulicht. 2 is a phase of a grid-side power converter of a power-friendly inverter according to the invention illustrated.

In der 2 ist eine Phase R eines netzseitigen selbstgeführten Stromrichters 2 des Umrichters nach der Erfindung veranschaulicht. Die weitere Beschreibung der Erfindung wird an Hand dieser Phase R des netzseitigen selbstgeführten Stromrichters 2 vorgenommen, wobei dies ebenso für die weiteren Phasen S und T des netzseitigen Stromrichters 2 als auch für die Phasen U, V, W des lastseitigen selbstgeführten Stromrichters 10 zutrifft.In the 2 is a phase R of a network-side self-commutated power converter 2 of the converter according to the invention. The further description of the invention will be made on the basis of this phase R of the network-side self-commutated converter 2 this being the case for the further phases S and T of the line-side converter 2 as well as for the phases U, V, W of the load-side self-commutated power converter 10 true.

Dieser erfindungsgemäße Umrichter unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß 1 dadurch, dass anstelle einer jeden Drossel 4 ein Drosselmodul 28 vorgesehen ist, dem jeweils eine Einrichtung 30 zur Sättigungserfassung mit nachgeschalteter Pulsweiten-Anpassschaltung 32 zugeordnet ist. Außerdem ist zum Brückenzweig R1 dieses selbstgeführten Stromrichters 2 ein zweiter Brückenzweig R2 elektrisch parallel geschaltet. Da diese beiden Brückenzweige R1 und R2 elektrisch parallel geschaltet sind, werden den abschaltbaren Leistungsmodulen T11 und T12 bzw. den Leistungsmodulen T21 und T22 dieselben Steuersignale S_N11, S_N12 bzw. S_N21, S_N22 zugeführt.This inverter according to the invention differs from the embodiment according to 1 in that instead of every throttle 4 a throttle module 28 is provided, each one device 30 for saturation detection with downstream pulse width adjustment circuit 32 assigned. In addition, to the bridge branch R1 of this self-commutated power converter 2 a second bridge branch R2 electrically connected in parallel. Since these two bridge branches R1 and R2 are electrically connected in parallel, the turn-off power modules T11 and T12 and the power modules T21 and T22 are supplied with the same control signals S _N11 , S _N12 and S _N21 , S _N22 .

Jedes Drosselmodul 28 weist mehrere Standarddrosseln 34 auf, die elektrisch in Reihe und parallel geschaltet sind. Außerdem weist das Drosselmodul 28 in jedem Drosselzweig 36 eine Einrichtung 38 zur Erfassung eines Drossel-Zweigstromes i_D1 und i_D2 auf. Ausgangsseitig sind diese beiden Einrichtungen 38 jeweils mit einem Differenzbildner einer Einrichtung 40 zur Generierung eines Pulskorrektur-Signals S_LS verknüpft. Diese Einrichtung 40 ist ein vorbestimmter Stromgrenzwert I_Lmax zugeführt. Mittels der beiden Differenzbildner werden zwei Differenzwerte ermittelt, die jeweils verdeutlichen, wie nah der Sättigungsbereich der Teildrosseln ist. Der kleinere Wert dieser beiden Differenzwerte wird als Pulskorrektur-Signal S_LS der Pulsweiten-Anpassschaltung 32 zugeführt. Sobald der Wert dieses Pulskorrektur-Signals S_LS einen vorbestimmten Wert unterschreitet, werden die Pulsweiten der Steuersignale S_N11, S_N12 bzw. S_N21, S_N22 derart verändert, dass der gesamte Phasenstrom unverändert bleibt, jedoch der Sättigung einer Teildrossel des Drosselmoduls 28 entgegengewirkt wird. Dazu werden die Pulsweiten der Steuersignale S_N11, S_N21 bzw. S_N12, S_N22 für die abschaltbaren Leistungsmodule T11, T21 bzw. T12, T22 des Brückenzweiges R1 bzw. R2 verkleinert, die den größeren Drosselzweigstrom i_D1, i_D2 führen. Die Pulsweiten der Steuersignale S_N12, S_N22 bzw. S_N11, S_N21 für die abschaltbaren Leistungsmodule T12, T22 bzw. T11, T12 des parallelen Brückenzweiges R2 bzw. R1 werden um den gleichen Wert vergrößert. Dadurch wird die Stromaufteilung derart verändert, dass das Sättigungsverhalten der Zweigdrosseln 32 des Drosselmoduls 28 kompensiert wird.Each throttle module 28 has several standard throttles 34 on, which are electrically connected in series and in parallel. In addition, the throttle module 28 in each choke branch 36 An institution 38 for detecting a throttle branch current i _D1 and i _D2 . On the output side are these two devices 38 each with a subtractor of a device 40 for generating a pulse correction signal S _LS linked. This device 40 is a predetermined current limit I _Lmax supplied. By means of the two subtractors, two difference values are determined, each of which clarifies how close the saturation region of the partial reactors is. The smaller value of these two difference values is called the pulse correction signal S _{LS of} the pulse width matching circuit 32 fed. As soon as the value of this pulse correction signal S _LS falls below a predetermined value, the pulse widths of the control signals S _N11 , S _N12 and S _N21 , S _{N22 are} changed such that the entire phase current remains unchanged, but the saturation of a partial throttle of the throttle module 28 counteracted. For this purpose, the pulse widths of the control signals S _N11 , S _N21 and S _N12 , S _{N22 are} reduced for the turn-off power modules T11, T21 and T12, T22 of the bridge branch R1 and R2, respectively, which lead the larger inductor branch current i _D1 , i _D2 . The pulse widths of the control signals S _N12 , S _N22 and S _N11 , S _N21 for the turn-off power modules T12, T22 and T11, T12 of the parallel bridge branch R2 and R1 are increased by the same value. As a result, the current distribution is changed so that the saturation behavior of the branch chokes 32 of the throttle module 28 is compensated.

Claims

Inverter with - a mains and load-side converter ( 2 . 10 ), of which at least one is self-guided, - a control device ( 20 . 22 ) with a downstream modulator ( 16 . 18 ), - network-side commutation chokes ( 4 ) and - a load-side output filter ( 12 ), where - each throttle ( 4 . 24 ) a throttle module ( 28 ) with at least two standard throttles ( 34 ) in at least one choke branch, - each bridge branch of the self-commutated converter ( 2 . 10 ) a second bridge branch is electrically connected in parallel, - the choke branches are connected together at their first connection and at their second connection to the input of a respective bridge branch of a phase (R, S, T, U, V, W) of the self-commutated converter ( 2 . 10 ), - each throttle module ( 28 ) with a device ( 30 ) is provided for saturation detection, each comprising a device ( 38 ) for detecting a throttle branch current (i _D1 , i _D2 ) with a downstream differential former for determining a difference value to a current limit value (I _Lmax ), and - the device ( 30 ) for saturation detection on the output side with a pulse width matching circuit ( 32 ), which changes the pulse width of the control signals (S _N11 , S _N21 , S _N12 , S _N22 ) for the turn-off power modules (T11, T21, T12, T22) of the bridge branches (R1, R2) such that the saturation of a throttle in the relevant throttle module ( 28 ) counteracts as soon as one of the difference values falls below a predetermined value.

Converter according to claim 1, characterized in that the device ( 30 ) to the saturator for at least one standard throttle ( 32 ) of a choke branch ( 36 ) of the throttle module ( 28 ) has an additional winding, the input side is associated with an AC power source and a voltage evaluation device.

Converter according to claim 1, characterized in that the device ( 30 ) for saturation detection for at least one standard throttle ( 32 ) of a choke branch ( 36 ) of the throttle module ( 28 ) is a magnetic field sensor with downstream evaluation.

Converter according to one of the preceding claims, characterized in that the semiconductor switches of the self-commutated power converter ( 2 . 10 ) is a standard module.

Converter according to one of the preceding claims, characterized in that as a standard choke ( 32 ) is provided with a throttle iron core.

Converter according to Claims 2 and 5, characterized in that the additional winding on the iron core of the standard reactor ( 32 ) is arranged.

Converter according to claims 3 and 5, characterized in that the magnetic field sensor in an air gap of the iron core of the standard throttle ( 32 ) is arranged.

Converter according to one of the preceding claims, characterized in that the pulse width matching circuit ( 32 ) and the associated modulator ( 16 . 18 ) form a structural unit.

Converter according to one of the preceding claims, characterized in that the device ( 30 ) for saturation detection in the control device ( 20 . 22 ) of the self-commutated power converter ( 2 . 10 ) of the inverter is integrated.