Wechselstromversorgung Die Erfindung betrifft allgemein statische
Stromwechsel:-richter und insbesondere neue Wechselrichtersysteme, die Ausgangstransformatoren
verwenden, die direkt mehrstufige Wellenfarmen einer gewünschten Grundfrequenz bilden.
Das Wechselrichtersyatem kann zur Bildung von ein- oder mehrphasigem Wechselstrom
für bewegliche oder stationäre. Einrichtungen verwendet werden: Der Wechselrichter
der Erfindung ist verhältnismäßig sinfachwirksam und robust, und ermöglicht erhebliche
Nennleistungen bei vernachlässigbarem harmonischen Inhalt. Er eignet sich besonders
als Festfrequenzquelle in Flugzeugen. und Geschossex. Seine Ausgangsfrequenz läßt
sich genau aufrechterhalten und kann dadurch die Leistung navigatorischer und anderer
Pestfrequenzinstrumente und Einrichtungen verbessern. Primärleistung erhält man
von geeigneten Wechselstromerzeugern, die direkt von den Motoren angetrieben werden.
Die hohen Anfangsunkosten und die aufwendige Unterhaltung der mit konstanter Geschwindigkeit
arbeitenden Antriebe zur Erhaltung der Wechselstromerzeugerfrequenz Werden vermieden.
Die so erzeugte veränderliche oder Ilwilde" Frequenzleistung wird zur
Speisung
der Wechselrichter gleichgerichtet. Als Vorteil des Systems kann ein wesentlicher
Teil der Wechselstromerzeugerleistung direkt für andere elektrische Leistungsbedarfsfälle
an Bord verwendet werden. Solche betreffen Heiz-, Belenchtungs- und Enteisungseinrichtungen,
Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Mehrphasen-Wechselrichtern ermöglichen
einen geringeren Aufwand an Abmessung, Gewicht und Kosten verglichen mit Einphasen
ausführungen. Bei einer gegebenen Gesamtausgangsleistung sind die Komponenten des
Wechselrichters, beispielsweise die gesteuerten Siliziumgleichrichter in Mehrphasenanordnung
wirtschaftlicher. Darüberhinaus sind eine Vielzahl von phasenbezogenen Kanälen zur
Bildung einer Nennausgangsleistung in Reihe darin angeordnet. Durch dieses Merkmal
wird entsprechend die Spannungs- und Leistungsbeanspruchung der einzelnen Kanalkomponenten
verringert und dadurch die Zuverlässigkeit erhöht und die Kosten des erfindungsgemäßen
Wechselrichters herabgesetzt. Darüberhinaus enthalten die sich ergebendne mehrstufigen
Wellenformen weniger Harmonische, wenn die Anzahl von Kanälen des Wechselrichters
erhöht wird, wie nachstehend noch ausführlich beschrieben wird.AC Power Supplies The invention relates generally to static
Current alternation: converters and especially new inverter systems, the output transformers
use that directly form multi-stage wave farms of a desired fundamental frequency.
The inverter system can be used to generate single or multi-phase alternating current
for moving or stationary. Facilities used: The inverter
the invention is relatively effective and robust, and allows significant
Nominal power with negligible harmonic content. He is particularly suitable
as a fixed frequency source in aircraft. and bullet sex. Its output frequency leaves
maintain itself accurately and can thereby improve navigational and other performance
Improve plague frequency instruments and facilities. Primary power is obtained
from suitable alternators that are driven directly by the motors.
The high initial costs and the lavish maintenance of those at constant speed
Working drives to maintain the alternator frequency are avoided.
The thus generated variable or Ilwilde "frequency power becomes
Feed
the inverter rectified. As an advantage of the system can be an essential
Part of the alternator power directly for other electrical power demand cases
used on board. These concern heating, lighting and de-icing systems,
Embodiments of multiphase inverters according to the invention enable
less effort in terms of dimensions, weight and costs compared to single-phase
executions. For a given total output power, the components of the
Inverter, for example the controlled silicon rectifier in a multi-phase arrangement
more economical. In addition, a large number of phase-related channels are available
Forming a nominal output power arranged in series therein. By this feature
the voltage and power requirements of the individual channel components accordingly
reduced, thereby increasing the reliability and the cost of the invention
Inverter degraded. In addition, the resulting multi-level
Waveforms less harmonics when the number of channels of the inverter
is increased, as will be described in detail below.
Die statischen Wechselrichter der vorliegenden Erfindung liefern eine
mehrphasige Wechselstromleistung mit gewünschter Frequenz aus einer Gleichstromeingangsleistungf
Ein Gleichstrom-Gleichriehterglied wird dem Wechselrichter vorgeschaltet,
wenn die Primärleistung ein Wechsel. Stromerzeuger oder eins Wechselstromleistung
ist. Wenn die Stromquelle wie beispielsweise in einem Laboratorium
oder
einem Hubwagen eine Batterie ist, ist ein solcher Gleichrichter nicht erforderlich:
Die Fähigkeit der Wechselrichter, eine Wechselstromleistung zu liefern, wird durch
die Nennleistung der KurzschluBverhältnisbanken oder deren Äquivalent, der Größe
der zugeordneten Ausgangstransformatoren und der Anzahl seiner Kanäle bestimmt.
Die Wechselrichter können beispielsweise für 400 Hertz Ausgang im Bereich von 0,5
bis 120 Kilo voltampere ausgebildet sein. Bei gemeinsamer Grundfrequenzenheit können
die Ausgänge mehrerer derartiger Wechselrichter in Parallelschaltung direkt an eine
gemeinsame Sammelleitung angeschlossen sein: Die Grundgedanken der Erfindung sind
auf die Hochspannungsübertragung von Gleichstromleistung über Entfernungen anwendbar.
Hoehlestungs-Stromschalterröhren wie beispielsweise "Tgnitrona" anstelle der KuTzschlußverhältnisbanken
könnten bei 60 Hertz solche Gleichstromleistung für Wechselstrom-Überlandleitungen
umwandeln.The static inverters of the present invention provide polyphase alternating current power at a desired frequency from a direct current input power. A direct current rectifier element is connected upstream of the inverter when the primary power changes. Power generator or one is alternating current power. If the power source is a battery, such as in a laboratory or a lift truck, such a rectifier is not required: the ability of the inverters to supply AC power is determined by the rating of the short-circuit ratio banks or their equivalent, the size of the assigned output transformers and the number of its channels. The inverters can, for example, be designed for 400 Hertz output in the range from 0.5 to 120 kilo volt amperes. With a common basic frequency, the outputs of several such inverters can be connected in parallel directly to a common bus line: The basic ideas of the invention can be applied to the high-voltage transmission of direct current power over distances. Cave power switch tubes such as "Tgnitrona" in place of the short circuit ratio banks could convert such DC power for AC power lines at 60 Hertz.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in en Abbildungen dargestellt
und im folgenden beschrieben: Fg. 1 ist ein Blockschaltbild einer beispielsweisen
Wechselstromversorgung zur Verwendung an Bord eines Flugzeuges,' Fig. 2-ist ein
schematisches Schaltbild eines erfindungsgemäßen Zwekanal-Dreiphasen-Stromweehselrichterse
Fig. 3 ist eine schematische Darstellung eines Dreiphasen-Transformators des Stromwechselrichters
von Fig. 2 Figö 4 zeigt die Rechteckspannungseingänge an den Frimärwicklungen
des Summiertransformators ' von Fig. 3.
Fig. 5 und
6 zeigen die Wellenform der jeweiligen Ausgangssignale an den Sekundärwicklungen
des Summiertransformators von Fig. 3 bei Eingangssignalen nach Fig. 4.Some exemplary embodiments of the invention are shown in the figures and described below: FIG. 1 is a block diagram of an exemplary AC power supply for use on board an aircraft, FIG. 2 is a schematic circuit diagram of a two-channel three-phase current converter according to the invention Fig. 4 shows the square wave voltage inputs on the primary windings of the summing transformer of Fig. 3. Figs. 5 and 6 show the waveforms of the respective output signals on the secondary windings of the summing transformer of Fig. 3 at Input signals according to FIG. 4.
Fig. `l zeigt in den Abschnitten A bis D Wellenform-. ausbildung aus
gestuften Signalen am sinusförmigen Ausgang in dem Zweikanal-Wechselrichter, Fig,
8 ist ein schematisches Schaltbild einer gesteuerten Siliziumgleichrichterbank,
die rechteckförmige Eingänge nach Fig. 4 auf die Primärwicklungen eines Summiertransformators
gibt.Fig. `1 shows waveforms in Sections A through D. training
stepped signals at the sinusoidal output in the two-channel inverter, Fig,
8 is a schematic circuit diagram of a silicon controlled rectifier bank;
the rectangular inputs of Fig. 4 to the primary windings of a summing transformer
gives.
Pigo 9 ist ein Schaltverbindungsschema der beiden Sätze von Sekundärwicklungen
zur Erzeugung einer Dreiphasenausgangsleistung in dem beispielsweisen Zweikanal-Wechselrichter.Pigo 9 is a circuit connection diagram of the two sets of secondary windings
for generating a three-phase output power in the two-channel inverter, for example.
Figo 14 zeigt die relative Zeitphasenbeziehung der rechteckförmigen
Eingänge an den jeweiligen Summiertransfcrmatoren des Zweikanal-Wechselrichters.Fig. 14 shows the relative time phase relationship of the rectangular
Inputs to the respective summing transformers of the two-channel inverter.
Fig, 11 ist ein schematisches Schaltbild eines typischen Abschnitts
des beispielsweisen Rechteckeignalerzeugers für den Zweikanal.. Wechselrichter.Fig. 11 is a schematic circuit diagram of a typical portion
the example of the square wave generator for the two-channel inverter.
Fig. 12 ist ein Blockschaltbild eines Folgezündsystems, das die gesteuerten
Siliziumgleiehrichterbänke nach Fig, 11 nachein.. ander steuert.
Fig. 13 ist ein schematisches Schaltbild eines
typischen Abschnitts des Folgezündsy-
stems von Fig. 12;
Fg. 14 ist ein schematisches Schaltbild eines
Bezugs-Summiertransformators.
FigQ 15 ist ein Grundriß der hamellenanordnung
eines beispielsweisen Summiertransfor-
mators.,
Figo 16 und 1'j sind entwickelte Wicklungsdia-
gramme, die zur Beschreibung der Konstruk-
tion der Sümmiertransformatoren eines
Zweikanal-Wechselrichtersystems verwendet
sind.
Figo 18 zeigt in den Abschnitten A bis F- die
Summiertransformatoren und ihre ent-
sprechenden Wellenformkomponenten für ei-
nen erfindungsgemäßen Sechakanal--Wech-
-selrichter.
Fige 19 zeigt die aus den Signalkomponenten von
Fig. 18 gebildete Wellenformausbildung,
die ein gestuftes Ausgangssignal des
Sechskanal-Wechselrichters erzeugt.
Fig. 20 ist ein Schaltverbindungssehema der
Summiertransformatoren des Sechskanal-
Wechselrichters zur Erzeugung des Aus.
gangsaignala von Fig. 19.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Anwendung des erfindungsgemäßen Wechselstrom-Leistungsumformers
zur Verwendungan Bord eines Flugzeugs, und der sich für kommerzielle, militärische
oder private Verwendung eignet. Jeder nicht gezeigte Motor ist mechanisch mit der
Antriebswelle 26 des Leistungserzeugers 25 für einen individuellen Wechselrichter-Leistungsvereorgungeabschnitt
gekoppelt. In dem Hauptgenerator 25 ist ein Dauermagnetgenerator 27 enthalten, hauptsächlich
zur Speisung seiner Erregerwicklung 28. Ein konstantes Gleichspannungsniveau wird
durch den vom Permanentmagnetgenerator 27 über die Leitung 31 erregten Pestkörper-Gleichrichter
30 und durch einen Spannungsregler 32 erzielt. Der Regler 32 ist mit dem
Gleichrichter 30 durch die Leitung 33 verbunden. Ein auf Fehler ansprechender Schutzkreis
35 ist mit dem Spannungsregler 32 über die Leitung 36, mit dem Gleichrichter 30
über die Zeitung 34 und mit dem Wechselstromausgang (41) des Systems über die Leitungen
37, 38 gekoppelto Der Erreger 28 wird somit durch den AnackluB 29 derart erregt,
daß der Nennausgangewechaelapannung des Generators 25 trotz seiner veränderlichen
Abtriebageachwindigkeit in vernünftigen Grenzen aufrechterhalten wird.FIG. 12 is a block diagram of a follow-up ignition system that controls the controlled silicon rectifier banks of FIG. 11 in sequence. Fig. 13 is a schematic circuit diagram of a
typical section of the subsequent ignition system
stems of Figure 12;
Fig. 14 is a schematic diagram of a
Reference summing transformer.
Fig. 15 is a plan view of the cell assembly
an example of a summing transform
mators.,
Figo 16 and 1'j are developed winding diagrams
grams used to describe the construct
tion of the summing transformers of a
Two-channel inverter system used
are.
Figo 18 shows in sections A to F- the
Summing transformers and their
speaking waveform components for a
NEN six-channel exchange according to the invention
- judge.
Fig. 19 shows the signal components from
Fig. 18 formed waveform formation,
which is a stepped output signal of the
Six-channel inverter generated.
FIG. 20 is a circuit connection diagram of FIG
Six-channel summing transformers
Inverter to generate the off.
output signal from Fig. 19.
Fig. 1 shows schematically an application of the AC power converter according to the invention for use on board an aircraft and which is suitable for commercial, military or private use. Each motor, not shown, is mechanically coupled to the drive shaft 26 of the power generator 25 for an individual inverter power supply section. A permanent magnet generator 27 is contained in the main generator 25, mainly for feeding its field winding 28. A constant DC voltage level is achieved by the Pestkörper rectifier 30 excited by the permanent magnet generator 27 via the line 31 and by a voltage regulator 32. The regulator 32 is connected to the rectifier 30 by the line 33. A protective circuit 35 that responds to errors is coupled to the voltage regulator 32 via the line 36, to the rectifier 30 via the newspaper 34 and to the alternating current output (41) of the system via the lines 37, 38 excited that the nominal output chaela voltage of the generator 25 is maintained within reasonable limits despite its variable output speed.
Der Stromwechselrichter 40 hat einen Dreiphasen-Ausgangs.. wechselstroa
genau vorgegebener Frequenz (f0). Eine typische Ausgangsfrequenz für f. sind die
normalen 400 Hertz für Betrieb von Instrumenten, Kreiseln und elektronische Geräten
an Bord des Flugzeuge. Der Vierdraht-Dreiphasenausgang 41 des Wechselrichters
40 enthält eine neutrale
Leitung (N). Ein Ausgangsfilter 42 geeigneter Größe
lief
fert eine gute einusförmige Wellenform für den Dreiphasena,usgang zum
Klemmenbrett 44 mit der Frequenz f0 über
die Dreiphasen-Wechselstromleitungen43
mit der neutralen Zeitung (N). Am f0 Ausgang erscheint ein vernachlässigbarer harmonischer
Inhalt: Daher ist nur eine minimale elektromagnetische Abschirmung der f0 Leistungespeisesammelleitung
oder der Kabel erforderlich. Dadurch er.-gibt sich eine erhebliche Einsparung an
Kosten und Gewicht. Der Wechselrichter 40 wird über die Leitungen 47, 48 von einem
Leistungsgleichrichter 46 mit Gleichstrom gespeist. Eine Grundfrequenzeinheit 45
speist den Wechselrichter 40 mit einer festen Impulsfolge (f ..) zur
Steuerung der Zündwirkung des Wechselstromrichters in einer nachstehend noch zu
beschreibenden Weise, um seine vorgegebene Ausgangsfrequenz (f.) zu gewährleisten.The current inverter 40 has a three-phase output... Alternating current of precisely predetermined frequency (f0). A typical output frequency for f. Is the normal 400 Hertz for operating instruments, gyros and electronic devices on board the aircraft. The four-wire three-phase output 41 of the inverter 40 contains a neutral line (N). An output filter 42 of appropriate size was fert a good einusförmige waveform for the Dreiphasena, usgang to the clipboard 44 of the frequency f0 on the three-phase Wechselstromleitungen43 with the neutral paper (N). A negligible harmonic content appears at the f0 output: Therefore, only a minimal electromagnetic shielding of the f0 power supply bus line or the cables is required. This results in a considerable saving in costs and weight. The inverter 40 is fed with direct current from a power rectifier 46 via the lines 47, 48. A basic frequency unit 45 feeds the inverter 40 with a fixed pulse sequence (f .
Der Generator 25 ist vorzugsweise als Mehrsphasen-Wechselstromerzeuger
ausgebildet, der hinsichtlich der Leistungserzeugung zuverlässig und wirksam arbeitet
und einen günstigen-Gewichtsfaktor hat.@Seine Ausgangsfrequenz (fg) ist proportional
seiner Drehgeschwindigkeit, die ihrerseits von der des antreibenden Motors abhängig
ist. Düsenmotor-Padgeschwindigkeiten können beispielsweise zwischen 3300 bis 6500
UPM während des Fluges schwanken. Der beispielsweise Generator (25) hat eine Dreidraht-Dreiphasen.-Ausgangsleitung
50, an welcher der Gleichstrom-Gleichrichter 46 über das Kabel 51 anliegt. Der Leistungsgleichrichter
46 ist auf herkömmliche Weise zur Handhabung der Art seiner Eingangsleistung und
zu seiner Umwandlung in Gleichstrom bei der erforderlichen Nenn-Spannung und Stromleistung
ausgebildet. Der beispielsweise Gleichrichter (46) liefert an seinen Ausgangs.-klemmen
an
den Zeitungen 479 48 eine Gleichspannung von 285 Y, wobei diese zur Erzielung größerer
Zuverlässigkeit vorzugsweise ungeerdet oder "fließend" gehalten werden.The generator 25 is preferably a multiphase alternator
designed to operate reliably and efficiently in terms of power generation
and has a favorable weight factor. @ Its output frequency (fg) is proportional
its rotational speed, which in turn depends on that of the driving motor
is. For example, jet motor pad speeds can range from 3300 to 6500
UPM fluctuates in flight. The generator (25), for example, has a three-wire, three-phase output line
50, to which the direct current rectifier 46 is connected via the cable 51. The power rectifier
46 is conventional for handling the nature of its input power and
to convert it into direct current at the required nominal voltage and current output
educated. The rectifier (46), for example, supplies at its output terminals
at
the newspapers 479 48 a DC voltage of 285 Y, whereby this to achieve greater
Reliability should preferably be kept floating or floating.
Aus dem gleichen Grund sind die elektronischen Einheiten 409 429 45
ungeerdet; sie können aber erforderlichenfalls geerdet sein.For the same reason, the electronic units are 409 429 45
ungrounded; however, they can be earthed if necessary.
Die Ausgangsleitungen 50 des Hauptgenerators 25 verlaufen zu einem
Klemmenblock 52 als Wechselstur m-Zeietungs.-quelle mit veränderlicher oder "wilde"
Frequenz (f.).The output lines 50 of the main generator 25 run to one
Terminal block 52 as a currency exchange newspaper source with variable or "wild"
Frequency (f.).
Wie schon vorstehend erwähnt, ist Leistung mit veränderlicher Frequenz
(fx) für. viele elektrische Funktionen sinn Bord eines Flugzeugs von Nutzen. Typischerweise
schwankt die direkte Ausgangsfrequenz (fx) über einen Bereich von 2:1o Solche wilde,Frequenzleistung
(f.) eignet sich zum Enteisen, Heizen, Beleuchten und zu anderen Zwecken. Die an
Bord verwendete direkt erzeugte Leistung (fx) kann als 20% oder sogar 506 der jeweiligen
Nennleistungen der Generatoren vorbestimmt werden. Der Rest der erzeugten Kapazität
wird zum Antrieb der Gleichrichter (46) für die Stromwechselrichter (40) verwendet.As mentioned above, power is variable frequency
(fx) for. many electrical functions are useful on board an aircraft. Typically
the direct output frequency (fx) fluctuates over a range of 2: 1o Such wild, frequency performance
(f.) is suitable for de-icing, heating, lighting and other purposes. The on
Directly generated power (fx) used can be as 20% or even 506 of the respective board
Nominal powers of the generators are predetermined. The rest of the capacity generated
is used to drive the rectifier (46) for the power inverter (40).
Fig.»2 ist ein schematisches Schaltbild eines in zwei Kanälen angeordneten
Dreiphasen-Wechselrichters (40)o Kanal Nr. 1 enthält den Rechteckgenerator 55, der
einen zugeordneten Ausgang oder Summiertransformator ST-1 speist. Kanal Nr. 2 enthält
den Rechteckgenerator 569 der seinen Transformator ST-2 speist. Beide Rechteckgeneratoren
55, 56 sind Festkörper-Dreiphasen-Vorrichtungen. Sie enthalten jeweilige Banken
von gesteuerten Siliziumgleich.-richtern zur Bildung von Spannungen im richtigen
Zeitpunkt und in richtiger Phase in vernünftiger Größenordnung an den Transformatoren
ST-1 und ST-2. Der Betrieb
d.er Kurzsehlußverhältnisbanken wird durch Folgezündschal»
tungen 5¢ erzielt, die ihrerseits von den Grundfrequenz-.
impulsen (fƒo) von der Einheit 45 gesteuert werden.
Die
Zündeinheit 54 ist durch Kabel 53, 53t an die
Generatoren
559 56 angeschlossen gezeigt:. Beispielsweise Schaltungen
für die Einheiten 54, 55 und 56 sind in Zusammenhang mit den
Figuren 8 :bis 13 gezeigt und beschrieben. Die Rechteckgene-
ratoren(55,.56) werden von dem Leistungsgleichrichter (46)
über die Gleichstromausgangsleitungen (47, 48) angetrieben,
Ihre Dreiphasen-Rechteckströme werden jeweils auf die Pri-
märwicklungen gegeben des Transformators ST-1 über die
Leitungen 579 und des Transformators ST-2 über die Lei-
tungen 58o Die Transformatoren ST-1 und ST-2 sind dre--
phaeig ausgebildet und haben stationären Eisenbleehauf-
bau. Die. Sekundärwicklungen der Ausgangstransformatoren
ST-1 und ST-2 sind untereinander zur Bildung optimal ge-
stufter Wellenformen der festen Grundfrequenz (f,) in-Reihe-
geschaltet. Eine solche Verbindung ist durch das Mehr-
drahtkabel 70 zwischen den Transformatoren ST-1 und ST-2:
angedeutet, wobei wahlweise ein neutraler vierter Draht
(R) vorgesehen ist.
Fig. 3 ist ein Schaltbild des Grund- oder Bezugssummier--
tranßformators ST-1 von Kanal Nr; 1 (siehe Fig. 2)p Er
besitzt einen Eiaenblechkern 61, 61, in einer vorzugs-
weise toroidförmigen`Zamellenummantelung wie in Fig. 15
gezeigt ist. :eine Primärwicklung 60 besteht aus den Drei-
phaaenwickl.ungen 62, 63s 64 die in herkömmlicher Anord-
nungbeispielsweise nach Art der in Zusammenhang mit
Fig. 16 nachstehend beschriebenen Sehleifenwieklung f
gewickelt sind. Die Sekundärwicklung 65 besteht aus
den
Drei-phasenwicklungen 66, 67, 68 die in räumlicher Phase
zu den jeweiligen Frimärwicklungen 62, 63, 64 gewickelt
sind. Die-Primär- und Sekundärwicklungen 60,, 65 des Trans.
formatare enthalten somit :die drei Phasen: g1, 02' 0
Die Sekundärwicklungen der Summiertransformatoren jedes
Kanals mit Ausnahme der für den Grundkanal Nr. 1 sind um
vorgegebene Beträge gegenüber ihren jeweiligen Primär-.
wicklungen in räumlicher Phase verschoben. Auch die zeit-
lichen Phasen der Rechteck-Eingangssignale an den jewei-
ligen Primärwicklungen sind um vorgegebene Beträge in
zeitlicher Phase verschoben.
Das Ergebnis vorgegebener und aufeinanderbezogener Ver-
schiebungen dieser Art in räumlicher und zeitlicher Pha-
se zeigt summiert die schon erwähnten Ausgangssignale
optimal gestufter Wellenformausbildung. Die hier infrage-
atehenden Grundgedanken sind nachstehend, insbesondere
in Zusammenhang mit Fig. 7 und 18 ausführlich erläutert.
Der Bezugs-Summiertransformator ST-1 ist mit seinen bei»
den Primär-- (60) und Sekundär-(65) Wicklungen in Stern-
schaltung gezeigt; es versteht sich, daß stattdessen
Dreiecksachaltungen verwendet werden können. Die mitt-
lere oder gemeinsame Klemme 69 der Sekundärwicklung 65
bildet den neutralen Leistungsanschluß (N) für den bei
44 in Pig. 2 angedeuteten Dreiphasen-Vierdraht-Ausgang.
Das Kabel 70 schaltet die Sekundärwicklung der Summier-
transformatoren in Reihe, wie in Zusammenhang mit Fig. 7c
und 9 für die Zweikanal-Ausführung und in Fig. 18 und 19
für dfe Sechskanal-Ausführung gezeigt und erläutert ist.
Dadurch ergibt sich eine abgeglichene Mehrphasen-Aus-
gangseignalsummierung, die optimal gestufte Wellenformen
verhältnismäßig geringer Verzerrung erzeugt, die leicht
zu filtern sind.
Die vom Generator 55 auf die Primärwicklung 60 des Summier-
transformators ST-1 gegebene Rechteekleistung ist in
Fig. 4 graphisch dargestellt.. Jeder Wicklung 62, 63, 64
wird eine Rechteckspannung abwechselnd p®sitiver (+)
und negativer (-) Komponenten aufgedrückt die jeweils
eine Dauer von 180° mit der Frequenz des Systemaus-
gangs, nämlich (f0) haben. Wenn die Wicklung 62 die
Bezugsphase 01 ist: dann ist die Wicklung
63 Phase 02
und erhält eine Rechteckspannung aufgedrückt, die wie
gezeigt in zeitlicher Phase um 1200 verzögert ist;
und die Wicklung 64 ist Phase 03 und erhält eine Span-
nung .aufgedrückt, die bezogen auf 01 um 240o, und auf
02 um 120° verzögert ist: Tatsächlich wird wie bei
mehrphasigen Transformatoren-und Motoren ein resul-
tierendes Drehfeld erzeugt; wobei die Induktion in
der Sekundärwicklung 65 auf einer effektiven Recht-
eckbasis beruht, wie nachstehend beschrieben wird.
Ein Gerät zur Erzeugung von Dreiphasen-Rechteckleistung
nach Fig4 kann Banken von Transistoren, gesteuerten
Siliziumgleichrichtern oder gasgefüllten Röhren ent-
halten. Eine beispielsweise KurzschluQVerhältnisschal-
tung dafür ist in Figä 8 und 11 dargestellt. Die er-
findungsgemäßen Wechselrichter erfordern vielfache
Sätze solcher Mehrphasen-Rechteekspannungen, jeweils
in vorgegebener Zeitphasenverschiebung zur Erregung
ihrer entsprechenden Kanäle. Schaltungen zur Erzielung
der erforderlichen genauen Zeitgabe und Zündung zur
Bildung der Folgeeingangsspannungen sind ausführlich
in Zusammenhang mit Figo 11 bis 13 beschrieben,
Figä 5 und 6 zeigen die resultierenden Wellenformen
der Signale, die an dem Sekundärwicklungsausgang (65)
des Transformators ST-1 erscheinen, wenn die vorgenann-
ten Dreiphasen-Rechteckspannungen auf seinen Primär-
wicklungseingang (60) gegeben werden, vergleiche Fig. 2
und 3: In jeder Sekundärwicklung 66, 67, 68 wird eine
gestufte Wellenform induziert. Fig. 5 zeigt ihren Wellen.-
fo rmausgang am Ausgangspunkt Phase- gegen - Masse 69.
Der an der Wicklung 66 (Phase 01) ist in Zeitphasen
be ziehung zu dem 01 Rechteckeingang (Fis. 4), dessen
(+) und (-) Halbwellen jeweils 1800 lang sind. Die
Sekundärphasen 02 und 03 sind entsprechend um 1200
und 240o in zeitlicher Phase verschoben, wie dem -
FachmEnn ohne weiteres verständlich ist, Jede Stufe
der Wellen von Fig. 5 ist 60o lang und hat eine re-
lative Größe von 0,5. Jede volle Welle über 3600
besteht somit aus acht Stufen, die einer Periode
für den f0 Ausgang entsprechen. Die Plateauspitzen
haben eine Größe von 1,o.
Solche gestuften Ausgangswellenformen ergeben sich
aus den durch die Mehrphasenfeldinduktion induzier-
ten Spannungen, die aufgrund der um 1200 in räumlicher
Phase verschobenen Wicklungen des Transformators ST-1
und seiner Dreiphasen-Rechteckeingänge im Effekt ein
Drehfeld darstellen. Die entsprechenden Phase - gegen .-
Phase Wellenformen, beispielsweise bei den Phasen
01 bis 02 sind in Fig. 6 gezeigt; der 0° Zeitbezug
entspricht ebenfalls dem des Phasen 01-Eingangs (Fis. 4).
Es ist zu beachten, daß dieses Ausgangssignal (0lbis
02) nur eine Dauer von 120o für beide (+) und
Abschnitts mit 60o Blindwerten oder Nullstrom da-
zwischen hat. Darüberhinaus beträgt seine relative
Amplitude 0,866 verglichen mit der Phase-gegen-Masse
Wellenform (Fis, 5), Die Wellenform des Ausgangssig-
nals zwischen den Phasen 02 und 03 ist die gleiche wie
zwischen den Phasen 01 bis 02 abgesehen davon, daß sie
um 120° verzögert ist, um mit der Eingangsphase 02 zu-
sammenfallen; und daß die zwischen den Phasen 03 und
@l1 um weitere 1200 verzögert ist.
Es versteht sich, daß die Mehrphasen#-Reehteekeingangs-
span:nungen an den mehrphasigen Primärwicklungen der
Summiertransformatoren (ST-1, ST-2) den idealisierten
Wellenformen von Pigö 4 entsprechen. Obgleich scharf
ansteigende Rechteekwellenformen dargestellt eindp-ist
das erfindungsgemäße System auch. bei Anfangswellenfor-
men mit abgerundeten Ecken oder schräger Anstiege- und
Abfallsform wirksam. Besondere Mittel zur Erzeugung
solcher Mehrphasen-Rechteckströme können bei der Ver-
wendung des erfindungsgemäßen Systems wahlweise vor-
gesehen sein. Quecksilberdampf-Steuerröhren wie auch
Festkörpervorrchtungen sind dafür beabsichtigt, Die
in Fig. 4 gezeigte Dreiphasen-Rechteckanordnung ent-
spricht den elektromotorischen Kraftmessungen von je--
der Ausgangsleitung (oder Kabel 57) zu einem virtuellen
oder Spannungsmittelpunkt des Generators (55) oder zu
dem entgegengesetzten Glied während der Zeitung, wie
dem-Fachmann verständlich ist. Die Phase-gegenPhase
Spannung des Generatorausgangs (57) beruht jedoch,
wie in Fig. 6 für die Sekundärwicklung 65 gezeigt ist,
auf einer Dreiphasenbasis. Die Größe der Sekundär-
Spannungen hängt von dem Windungsverhältnie der Pri-
märwicklung (60) zur Sekundärwicklung (65) ab, wie
noch erläutert wird. Schließlich sind die entsprechen-
den Parameter der Mehrphasenausgänge der anderen Recht
eckgeneratoren indem System gegenüber dem Grundgenera-
tor (55) in zeitlicher Phase verschoben, wie bereits an-
gedeutet wurde.
Fig:. 7A bis 7D zeigen die Grundgedanken- der Ausgangs-
Wellenform-Ausbildung des Systems für Zweikanal-Wechsel-
richter (40). Fig. 7A entspricht Fig. 3 und 5 -und zeigt
den Bezugesummiertransformator ST-1 mit an seinen Pri-
märwicklungen (60) anliegender Rechteckspannung E1
(dreiphasig). Die Phase-gegen-Masse Sekundärwellenform (e1) für
die Bezugswicklung bei 00 (und bei den anderen Wicklungen auf Dreiphasenbaais)
ist die achtstufige Wellenform von Fig. 5. Diese Wellenform (e1) hat eine Spitzengröße
b auf dem Einheitsniveau 1,o mit ihren Zwischenstufen a auf dem Niveau von
0,5, Die Sekundärwicklungen (65) des Transformators ST-1 stehen in
zeitlicher Phase zu seinen Primärwicklungen in der in Zusammenhang mit Fig. 16 nachstehend
beschriebenen Weise. Fig. 2 is a schematic circuit diagram of a three-phase inverter (40) arranged in two channels. Channel no. 1 contains the square-wave generator 55 which feeds an associated output or summing transformer ST-1. Channel no. 2 contains the square wave generator 569 which feeds its transformer ST-2. Both square wave generators 55, 56 are solid-state three-phase devices. They contain respective banks of controlled silicon rectifiers for the formation of voltages at the right time and in the right phase in a reasonable order of magnitude at the transformers ST-1 and ST-2. The operation d.of the short-circuit ratio banks is triggered by a follow-up ignition switch »
achievements 5 ¢, which in turn from the fundamental frequency.
pulses (fƒo) are controlled by the unit 45. the
Ignition unit 54 is connected to the generators by cables 53, 53t
559 56 shown attached :. For example, circuits
for units 54, 55 and 56 are related to the
Figures 8: to 13 shown and described. The rectangle genes
Rators (55, .56) are from the power rectifier (46)
driven via the direct current output lines (47, 48),
Your three-phase square-wave currents are each pri-
märwicklungen given the transformer ST-1 over the
Lines 579 and the transformer ST-2 via the line
58o The transformers ST-1 and ST-2 are three
phaeig and have stationary iron sheet piles
building. The. Secondary windings of the output transformers
ST-1 and ST-2 are optimally
stepped waveforms of the fixed fundamental frequency (f,) in series-
switched. Such a connection is made possible by the
wire cable 70 between transformers ST-1 and ST-2:
indicated, optionally with a neutral fourth wire
(R) is provided.
Fig. 3 is a circuit diagram of the basic or reference summing
transformer ST-1 from channel no; 1 (see Fig. 2) p Er
has a sheet metal core 61, 61, in a preferred
wise toroidal cell casing as in Fig. 15
is shown. : a primary winding 60 consists of the three
phase windings 62, 63s 64 which in conventional arrangement
for example according to the type of in connection with
Fig. 16 below described loop like sound f
are wrapped . The secondary winding 65 consists of the
Three-phase windings 66, 67, 68 which are in spatial phase
wound to the respective primary windings 62, 63, 64
are. The primary and secondary windings 60, 65 of the Trans.
formats thus contain: the three phases: g1, 02 '0
The secondary windings of the summing transformers each
Channel with the exception of that for the basic channel No. 1 are around
predetermined amounts versus their respective primary.
developments shifted in spatial phase. The time
phases of the square-wave input signals to the respective
ligen primary windings are in
time phase shifted.
The result of given and interrelated
shifts of this kind in spatial and temporal phases
se shows the already mentioned output signals summed up
optimally graduated waveform formation. The here in question
The underlying ideas are below, in particular
in connection with FIGS. 7 and 18 explained in detail.
The reference summing transformer ST-1 with its »
the primary (60) and secondary (65) windings in star
circuit shown; it goes without saying that instead
Triangles can be used. The mid-
lere or common terminal 69 of secondary winding 65
forms the neutral power connection (N) for the
44 in Pig. 2 indicated three-phase four-wire output.
The cable 70 switches the secondary winding of the summing
transformers in series, as in connection with Fig. 7c
and 9 for the two-channel version and in FIGS. 18 and 19
for the six-channel version is shown and explained.
This results in a balanced multi-phase output
output signal summing, the optimally stepped waveforms
relatively little distortion produced that easily
are to be filtered.
The generator 55 to the primary winding 60 of the summing
transformer ST-1 given rights is in
4 shown graphically. Each winding 62, 63, 64
a square wave voltage becomes alternately positive (+)
and negative (-) components imprinted the respectively
a duration of 180 ° with the frequency of the system
gangs, namely (f0). When the winding 62 the
Reference phase 01 is: then winding 63 is phase 02
and gets a square wave voltage imprinted like
shown is delayed by 1200 in time phase;
and winding 64 is phase 03 and receives a tension
voltage .uppressed, based on 01 at 240o, and on
02 is delayed by 120 °: In fact, the same as for
multiphase transformers and motors a result
generating rotating field; where the induction in
the secondary winding 65 on an effective legal
corner base as described below.
A device for generating three-phase square wave power
According to Fig4, banks of transistors can be controlled
Silicon rectifiers or gas-filled tubes
keep. For example, a short-circuit ratio switching
The device for this is shown in FIGS. 8 and 11. Which he-
inventive inverters require multiple
Sets of such multiphase square voltages, respectively
in a given time phase shift to excitation
their respective channels. Circuits for achieving
the required exact timing and ignition
Formation of the subsequent input voltages are detailed
described in connection with FIGS. 11 to 13,
Figures 5 and 6 show the resulting waveforms
of the signals at the secondary winding output (65)
of the transformer ST-1 appear if the above
th three-phase square-wave voltages on its primary
winding input (60) are given, see Fig. 2
and 3: In each secondary winding 66, 67, 68 is one
stepped waveform induced. Fig. 5 shows their waves.
Form output at the starting point phase-to-ground 69.
The one on winding 66 (phase 01) is in time phases
relation to the 01 rectangular entrance (Fis. 4), whose
(+) and (-) half-waves are each 1800 long. the
Secondary phases 02 and 03 are accordingly around 1200
and 240o shifted in a temporal phase, like the -
FachmEnn readily understandable Each stage
of the shafts of Fig. 5 is 60o long and has a re-
lative size of 0, 5. Each full wave over 3600
thus consists of eight stages, that of a period
for the f0 output. The plateau peaks
have a size of 1, o.
Such stepped output waveforms result
from the induced by the multiphase field induction
th tensions due to around 1200 in spatial
Phase shifted windings of the transformer ST-1
and its three-phase square inputs in the effect
Show rotating field. The corresponding phase - against .-
Phase waveforms, for example in the phases
01 to 02 are shown in Fig. 6; the 0 ° time reference
also corresponds to that of the phase 01 input (Fis. 4).
It should be noted that this output signal (0lbis
02) only a duration of 120o for both (+) and
Section with 60o reactive values or zero current
between has. In addition, its relative
Amplitude 0.866 compared to phase-to-ground
Waveform (F #, 5), The waveform of the output signal
nals between phases 02 and 03 is the same as
between phases 01 to 02 apart from the fact that they
is delayed by 120 ° in order to commence with the input phase 02.
collapse; and that between phases 03 and
@ l1 is delayed by another 1200.
It goes without saying that the multi-phase # -Reehteekeingang-
voltages on the multi-phase primary windings of the
Summing transformers (ST-1, ST-2) the idealized
Waveforms of Pigö 4 correspond. Although sharp
increasing square waveforms shown
the system according to the invention too. at initial waveform
men with rounded corners or inclined slopes and
Waste form effective. Special means of production
such multi-phase square currents in comparison
application of the system according to the invention optionally
be seen. Mercury vapor control tubes as well
Festkörpervorrchtungen are intended for the
The three-phase rectangular arrangement shown in Fig. 4 is
speaks of the electromotive force measurements of each--
the output line (or cable 57) to a virtual one
or voltage center of the generator (55) or to
the opposite link during the newspaper, like
is understandable to the person skilled in the art. The phase versus phase
However, the voltage of the generator output (57) is based
as shown in Fig. 6 for the secondary winding 65,
on a three phase basis. The size of the secondary
Voltage depends on the turns ratio of the primary
secondary winding (60) to secondary winding (65) from how
will be explained. After all, the corresponding
the parameter of the polyphase outputs of the other right
corner generators in the system compared to the basic
gate (55) shifted in a temporal phase, as already
was interpreted.
Fig :. 7A to 7D show the basic ideas of the initial
Waveform design of the system for two-channel alternating
judge (40). Figure 7A corresponds to Figures 3 and 5 and shows
the reference summing transformer ST-1 with at its pri-
märwicklungen (60) applied square wave voltage E1
(three-phase). The phase-to-ground secondary waveform (e1) for the reference winding at 00 (and with the other windings on Dreiphasenbaais) is the eight-step waveform of FIG. 5. This waveform (e1) has a peak magnitude of b on the unit level 1, o with their Intermediate stages a at the level of 0.5, the secondary windings (65) of the transformer ST-1 are in phase with its primary windings in the manner described in connection with FIG. 16 below.
Figo 7B zeigt die Arbeitsweise des zweiten Summiertranaformators (ST-2)
des Zweikanal-Wechselrichters (40). Der Dreiphasen-Transformator ST-2 gleicht dem
Transformator ST-1 abgesehen davon, daß seine Sekundärwicklungen in räumlicher Phase
gegenüber seinen zugeordneten Primärwicklungen um 30a vetachoben sind. Dieses Ausbildungsmerkmal
ist nachstehend in Zusammenhang mit Fig. 17 erläutert. Die resultierende (+) und
(-.) Wellenform (e2) der ST-2 Sekundärwicklungen Phase-gegen Phase Neutral ist die
gleiche wie die in Fig. 6 für Phase-gegen-Phase der ST-1 Sekundärwicklungen gezeigte.-
Die räumliche Phasenverschiebung um 30o im ST-2 liefert derartige resultierende
Wellenform (bei 60o wechselnden Blindwerten) und Größe von 0,866 für (c), für die
(+) und (-) 1200 Abschnitte nach Fig. 5.Figo 7B shows the operation of the second summing transformer (ST-2)
of the two-channel inverter (40). The three-phase transformer ST-2 is the same
Transformer ST-1 apart from having its secondary windings in spatial phase
are vetachoben with respect to its associated primary windings by 30a. This training feature
is explained below in connection with FIG. The resulting (+) and
(-.) Waveform (e2) of the ST-2 secondary windings phase-to-phase neutral is the
same as that shown in Fig. 6 for phase-to-phase of the ST-1 secondary windings.
The spatial phase shift of 30o in the ST-2 provides such resultant
Waveform (with blank values changing 60o) and size of 0.866 for (c), for the
(+) and (-) 1200 sections according to Fig. 5.
Um jedoch die gewünschte zwölfstufige Ausgangawellenform von Fig.
70 herzustellen, wird der Sekundärausgang des ST-2 so verschoben, daß er gegenüber
dem 00 Bezug um 300
in zeitlicher Phase verzögert ist, wie bei
dem ST-1 Ausgang, Das wird dadurch erzielt, daß dem Transformator
ST-2 der Dreiphasen-Rechteckeingang (über 58) um 300 in zeitlicher Phase
gegenüber dem Bezugseingang (bei 57) am ST-1 verzögert aufgedrückt wird. Eine solche
Anordnung ist aus» führlicher in Zusammenhang mit Fig. 9 und 10 beschrieben und
ist durch die Folgezündschaltungen nach Fig. 12 und 13
angeordnet. Das Nettoergebnis ist eine Ausgangswellen.-
form (e2) an den ST-2 Sekundärwicklungen., die so ver-
schoben ist, daß sie am 30o-Verzögerungapunkt und in
richtiger Dreiphaeenanordnung beginnt, wie in Fig. 7P
gezeigt ist, und wie dem Fachmann verständlich ist.
Figo 70 zeigt, wie die jeweiligen Sekundärwicklungen
der 8T-1 und ST-2 zur Erzeugung der gewünschten gestuf-
ten Ausgangewellenform (e3) für den Wechselrichter in
Reihe-geschaltet sind. Jede Sekundärwicklung des Trans-
formators ST-1 ist in Reihenzuschaltung zu der jewei-
ligen Sekundärwicklung des Transformators ST-2. Ihre
kombinierten induzierten Spannungen (e1 + e2) erzeugen
die Summen-Spannungswellenform e3 auf einer Augenblicks.-
Zeitbasis: Zur Erzielung des resultierenden Ausgangs
e3 verlaufen die Verbindungen vom neutralen Punkt n1
des 8T-1 zu den Reihenzuschaltungsverbindung der Wick-
lungen. Ähnliche Verbindungen werden für die beiden
anderen Wicklungssätze der Dreiphasen-Transformatoren
ST-1 und ST-2 hergestellt, wie noch ersichtlich wird.
Die optimale zwölfstufige Wellenform der Ausgangssig.-
nale e3 verläuft jeweils über 360o in abwechselnden (+)
und (-) Abschnitten von jeweils 1800: Ihre Spitzen bei d
haben eine relative Größe von 1,866 und verbinden
die b
und c-Niveaus der Signalkomponenten e1 und e2. Ihre Spit-
zenplateaus verlaufen jeweils über 600, wobei ihre Zwi-
schenstufen 30o betragen. Diese zwölfstufige Wellenform
(e3) wird hier stabil und verhältnismäßig einfach in
zwei Kanälen mit zwei Ausgangstransformatoren 8T-1,
ST-2-
hergestellt, Eine solche vorteilhafte zwölfstufige Wel-
lenförm ist in der Wechselrichtertechnik an sich wohl-
bekannt. Der erfindungsgemäße Stromwechselrichter ver-
wendet ein solche zwölfstufigen Wellenformen vorteil-
haft in dem Zweikanal-Ausführungsbeispiel; und Wellenformen
mit einer bedeutend höheren Anzahl von Stufen noch vor-
teilhafter in Ausführungen mit mehr Kanälen. Beispiels-
weise zeigt Pigo 19 die 36-stufige Wellenform eines
Sechskanal-Wechselrichters.
Die zwölfstufige Wellenform (e3) wird somit für alle drei
Phasen 01 9 02, 03 des Zweikanal-Wechselrichters
(40) her-
gestellt, die jeweils 120o in zeitlicher Phase auseinan-
derliegen. Die Verbindung der Sekundärwicklungen unter-
einander in Dreiphasenanordnung mit der Zeitung Neutral
(N) ist schematisch in Fig. 9 dargestellt, Das Ausgangs-
kabel 41 ist an das Dreiphasen-Filter (42) angeschlossen,
das den harmonischen Inhalt der anfänglichen gestuften
Wellenformen entfernt, und somit saubere Mehrphasen-Aus-
gangeströme mit der Frequenz des Systems (f0) liefert.
Fig. 7D zeigt den resultierenden Ausgang in sinusförmi-
ger Wellenform e0 für jede Phase. Die zwölfstufige Wellen.
form enthält unterhalb der elften Stufe keine Harmonischen;
und enthält die 11, und 13. Harmonische der Grundfrequenz
f o. Im abgeglichenen Dreiphasensystem sind die nächster-
scheinenden Harmonischen die 23, und 25, zweiter Größen-
ordnung. Die letzteren sind ohne Aufwand für f0 Frequen-
zen von. 400 Hertz oder höher zu filtern.
Eine gesteuerte Siliziumgleichrichterbank liefert die
Mehrphasen-Rechteckeingangsströme. Für die Rechteckgene-
ratoren (55, 56) für die Summiertransformatoren Se-1,
ST-2 wird ein Dreiphasen-Brücken-Weohselrichterkreis
verwendet. Solche Brückenwechselrichter sind in den
we-
sentlichen Begriffen in der Technik bekannt. Der Wechsel.
richter des Generators 55 für Se-1 ist schematisch in
Fig, 8 gezeigt. Jede Phase 01, 02, 03 enthält ein Leistungs.
Kurzschlußverhältniapaars 75a=1, 76-1; 75.»2, 76#2i
75-=3, 76:3.
Eine Luftkern-Induktions- oder Drosselspule mit zentralem
Abgriff ist zwischen jedem KurzschluBverhältnispaar für
die Umschaltung in-Reihe geschaltet und bildet die Induk-
tionsspulenabschnitte: 77-1, 78-1#, 77-2, 78-2; 77-3, 78r3.
Der Ausgangslestungsänschluß jedes KurzschluBverhältnis-
paares wird von der Verbindungsstelle seines Induktions-
spulenpaares abgenommen. Die jeweiligen Brückenausgangs-
leitengen 79.»1, 79-2, 79-3 sind an, die Wicklungen 62T 6-3-r
6¢ der Primärwicklung 60 des Transformators ST-1 ange-
schlossen über: Zeitung 57-1 für ß(,; Zeitung 57-2 :für
02
Zeitung 57f3 für 03o Der Generator 55 wird durch die Gleich..
stromkabel 47- 48 angetrieben.
Die von der Kathode und den Gitterelektroden der Kurzschluß-
verhäitnisglieder in Figy 8 verlaufenden Zeitungen sind
zwecks Vereinfachung des Schaltbildes unverbunden gezeigt.
Sie sind an weitere Komponenten für die Kurzschlußver-
hältniszündung und Umwandlung in vorgegebener Polgebe-
ziehung angeschlossen. Eine beispielsweise Schaltung für
diese ist in Zusammenhang mit Fig. 11 gezeigt und beschrie-
ben*. Genaue positive Zündung und Löschung der KurzschluB-
verhältnisglieder der Rechteckgeneratoren liefert scharfe
Rechteckwellenformen mit Anstiegszeiten von wenigen Mikro-.
Sekunden und mit der erforderlichen Mehrphaseneinstellung@
und Zeitgabe für optimalen Betrieb der Wechselrichter
(siehe Figo 4@0
Die Sekundätwicklurgen 65, 651 der Summiertransformatoren
(ST-19 ST-2)..sind in Reihe geschaltet, um die vorstehend
erläuterten Dreiphasen-, ZwölfstufenrWellenformausgänge
zu erzeugen. Figa 70 zeigt diese Schaltung für eine
Pha-
se; Fig. 9 ihre Dreiphasenschaltung. Die jeweiligen Se-
kundärwicklungen 66, 67, 68 des ST-1 sind jeweils in
elektrischer Reihenzusehaltung mit ihren zugeordneten-
Phasenwicklungen des Transformators ST-2 durch'drei Leitungskabel
70 und eine gemeinsame neutrale Zeitung (N). Die Reihenzuschaltungsbeziehung ist
ebenfalls durch die Richtung der Pfeile an den Wicklungen angedeutet.However, in order to produce the desired twelve-step output waveform of FIG. 70, the secondary output of the ST-2 is shifted so that it is delayed in time by 300 from the 00 reference, as with the ST-1 output. This is achieved by The three-phase square input (via 58) is pressed on the transformer ST-2 with a delay of 300 in relation to the reference input (at 57) on the ST-1. Such an arrangement is described in more detail in connection with FIGS. 9 and 10 and is provided by the follow-up ignition circuits according to FIGS. 12 and 13 arranged. The net result is an output wave.
form (e2) on the ST-2 secondary windings.
is pushed at the 30o delay point and in
proper three-phase alignment begins as in Fig. 7P
is shown and as will be understood by those skilled in the art.
Figo 70 shows how the respective secondary windings
the 8T-1 and ST-2 to generate the desired stepped
th output waveform (e3) for the inverter in
Are connected in series. Each secondary winding of the trans-
formators ST-1 is connected in series to the respective
ligen secondary winding of the transformer ST-2. Her
generate combined induced voltages (e1 + e2)
the sum voltage waveform e3 on an instant.
Time base: To achieve the resulting output
e3 the connections run from the neutral point n1
of the 8T-1 to the series connection of the winding
lungs. Similar connections are made for the two
other winding sets of three-phase transformers
ST-1 and ST-2, as will be seen.
The optimal twelve-step waveform of the output signal.
nale e3 runs over 360o in alternating (+)
and (-) sections of 1800 each: their peaks at d
have a relative size of 1,866 and connect the b
and c levels of the signal components e1 and e2. Your peak
zen plateaus each run over 600, with their intermediate
intermediate steps are 30o. This twelve-step waveform
(e3) becomes stable and relatively easy here in
two channels with two output transformers 8T-1, ST-2-
produced, such an advantageous twelve-step world
lenform is in itself well-known in inverter technology
known. The current inverter according to the invention
applies such twelve-step waveforms to advantage
sticky in the two-channel embodiment; and waveforms
with a significantly higher number of stages still ahead
more beneficial in designs with more channels. Example
way, Pigo 19 shows the 36-step waveform of a
Six-channel inverter.
The twelve-step waveform (e3) is thus for all three
Phases 01 9 02, 03 of the two-channel inverter (40)
placed, each 120o apart in a temporal phase
lying there. The connection of the secondary windings
each other in three-phase with the newspaper Neutral
(N) is shown schematically in Fig. 9, the output
cable 41 is connected to the three-phase filter (42),
that the harmonious content of the initial tiered
Waveforms removed, allowing for clean multi-phase output
supplies output currents with the frequency of the system (f0).
Fig. 7D shows the resulting output in sinusoidal
ger waveform e0 for each phase. The twelve-stage waves.
form does not contain any harmonics below the eleventh level;
and contains the 11th and 13th harmonics of the fundamental frequency
f o. In the balanced three-phase system, the next-
apparent harmonics the 23, and 25, second magnitude
order. The latter are easy to use for f0 frequencies
zen of. 400 Hertz or higher to filter.
A controlled silicon rectifier bank provides the
Multi-phase square input currents. For the rectangular genes
rators (55, 56) for the summing transformers Se-1,
ST-2 becomes a three-phase bridge Weohselrichterkreis
used. Such bridge inverter are in GR
essential terms in the art. The change.
The rectifier of the generator 55 for Se-1 is shown schematically in
8 shown. Each phase 01, 02, 03 contains a service.
Short circuit ratio niapair 75a = 1.76-1; 75. »2, 76 # 2i 75- = 3, 76: 3.
An air core induction or choke coil with a central
Tap is between each short circuit ratio pair for
the switchover is connected in series and forms the induction
tion coil sections: 77-1, 78-1 #, 77-2, 78-2; 77-3, 78r3.
The output power connection of each short-circuit ratio
couple is relieved from the junction of its induction
pair of bobbins removed. The respective bridge exit
conduct 79. »1, 79-2, 79-3 are on, the windings 62T 6-3-r
6 ¢ of the primary winding 60 of the transformer ST-1
closed over: newspaper 57-1 for ß (,; newspaper 57-2: for 02
Newspaper 57f3 for 03o The generator 55 is driven by the same ..
power cable 47-48 powered.
The from the cathode and the grid electrodes of the short-circuit
proportions in Figy 8 are running newspapers
shown unconnected for the sake of simplicity of the schematic.
They are connected to other components for the short-circuit
relay ignition and conversion in a given pole position
drawing connected. An example circuit for
this is shown and described in connection with FIG.
ben *. Exact positive ignition and extinction of the short-circuit
ratio elements of the square wave generator provides sharp
Square waveforms with rise times of a few micro-.
Seconds and with the required multiphase setting @
and timing for optimal operation of the inverters
(see Figo 4 @ 0
The secondary developers 65, 651 of the summing transformers
(ST-19 ST-2) .. are connected in series to the above
illustrated three-phase, twelve-stage waveform outputs
to create. Fig. 70 shows this circuit for a phase
se; 9 shows its three-phase circuit. The respective se-
secondary windings 66, 67, 68 of the ST-1 are each in
electrical series locking with their assigned
Phase windings of transformer ST-2 through three line cables 70 and a common neutral newspaper (N). The series connection relationship is also indicated by the direction of the arrows on the windings.
Ein wichtiger Vorteil dieser Reihenanordnung der Ausgangswicklungen
ist, daß bei einer Nennausgangsspannung die Spannung von jedem Transformator (ST-1,
ST-2) nur ungefähr die Hälfte der endgültigen Spannung zu betragen braucht. Dadurch
ergeben sich weniger aufwendige Kurzschlußverhältnisglieder für die Generatoren
(55,56). Tatsächlich ist das Ergebnis eine Strommultiplikation bei jeder gegebenen
Nennausgangsleistung. Die Verwendung von Mehrfachkanälen bei den Wechselrichtern
ist bei Wechselrichtersystemen höherer Leistung wirtschaftlicher. Die relativen
Vorteile bei der Verwendung von sechs Kanälen sind nachstehend in Zusammenhang mit
Fig. 18 bis 20 beschrieben wie auch die allgemeinen Grundgedanken.An important advantage of this series arrangement of the output windings
is that at a nominal output voltage the voltage of each transformer (ST-1,
ST-2) need only be about half the final tension. Through this
there are less expensive short-circuit ratio elements for the generators
(55.56). In fact, the result is a current multiplication for any given
Rated output power. The use of multiple channels in the inverters
is more economical with inverter systems of higher power. The relative
Advantages of using six channels are related to below
18 to 20 are described as well as the general basic ideas.
Es_ist zu beachten, daß die zeitliche Phasenbeziehung der Sekundärwicklungen
66', 67', 68' des zweiten Transformators ST-2 des Zweikanal-Wechselrichters (40)
um 30o gegenüber den Bezugs- (ST-2)-Primärwicklungen verschoben ist, wie vorstehend
erläutert wurde. Ferner liegt der Dreiphasen-Rechteckeingang (58) an den Primärwicklungen
des ST-2 Transformators in zeitlicher Phase um 30o hinter den entsprechenden Eingangsphasen
(57) am Transformator ST-1. Fig. 10 zeigt die zeitliche Phasenverschiebung um 30o
der Ströme der Phase 1 für die Transformatoren ST-1 und ST-2. Jeder ist eine rechteckige
Welle mit der Grundfrequenz (f o), wobei der für ST-2 um 30 o gegenüber dem
0 ° Bezugsbeginn
für ST--1 später beginnend (verzögert) gezeigt ist. Die
beiden anderen Phasen 021 03 des Eingangs .an S1-2 sind
ähnlich versetzt, um den erforderlichen Dreiphasen.
Rechteökeingang (58) am Transformator ST-2 zu erzeugen.
Die in Zusammenhang mit Fig. 12, 13 beschriebenen Fol-
gezündschaltungen (54) steuern diese zeitliche Phasen-
beziehung für die jeweilige Dreiphasen-Stromerzeugung
der Kurzschlußverhältniseinheiten 55, 56.
Fig. 11 ist ein schematisches Schaltbild von Phase 01
des-DreiphasenwBrückenrechteckgenerators 55 für den
Zweikanal-Wechselrichter (40). Die beiden übrigen Pha-
sen sind in der Schaltung und in der Arbeitsweise ähn-
lichd,ho um 120°, bzwö 240o in zeitlicher Phase ver--
schoben. Der Abschnitt der Phase 01 weist ein gesteuer-
tes Silizium-Gleichrichterpaar 75-1a 76-1 und ein Paar
Kurzschlußverhältnisumschalter 80-1, 81-1 auf. Der Nenn-
strom der Kurzschlußverhältnisumschalter beträgt unge-
fähr 30% der Leistungskurzsehlußverhältnisglieder. Der
Kondensator 85r1 dient dazu, genügend elektrische
Energie zum löschen der-KurzschluBverhältnisgliedet
75-1 oder 75-.2 bei der Umschaltung zu speichern, wie
noch beschrieben wird. Die Dioden 82--1, g3-1 sind
gteuerdioden. Bei Betrieb werden die Kurzschlußver..
hältnisglieder. 75e1 und 81a-1 gleichzeitig geöffnet,
während die Xur2sehlußverhältiisglieder 76-1 und 80-1
gesperrt Werden; und ebenso in umgekehrter Reihenfolge.
Zu diesen Zweck sind die Phasen oder Richtungen der
angelegten Steteregnale bei-den KurzschlUßverhältnis.-
gliederh 15-l i g1"i auf der einen Seite gleichphasig,
und bei den Xarzschlaß-terhgltnisgliedern 76-1 g0"1
1ä_'1.80'0 verzögert"
Gattertransformator 6T-1 weist eine Primärwicklung mit
Mittelanzapfung auf, die aus den Abschnitten 86,
867
besteht, die durch die Zeitungen 87-1, 88»1, 89w1 an
die Polgezündschaltung (54) angeschlossen sind. Für
den
Kurzschlußverhältnis-Steuerkreis sind vier unabhängige
Sekundärwicklungen zur Gattersteuerung 91#»1, 92.1, 93.-1,
94-1 verwendet. Die-Sekundärwicklungen 91-.1 und 94-1
sind an die jeweiligen Gatter der entsprechenden Kurz-
schlußverhältnisglieder 75-1, 81-1 angeschlossen; die
Sekundärwicklungen 92#»1, 93-1 an die der Glieder 76-1,
80-1. Die Anschlüsse des letzteren Sekundärwicklungs-
paares sind gegenüber denen des ersteren relativ gegen-
geschaltet. Die linken Klemmen der Gattersteuerwicklun-
gen 91-1 und 94-1 sind also an die Gatter der Kurz-
sehlußverhältnisglieder 75.-1 und 81-1 angeschlossen,
während die rechten Klemmen der Wicklungen 92#»1, 93.1
an die der Kurzschlußverhältnisglieder 76-1 und 80.-1
angeschlossen sind. Ein strombegrenzender Schutzwider-
stand (90) ist mit jeder Gatterleitung vorzugsweise in
Reihenschaltung verwendet. Die Sekundärwicklungen zur
Gattersteuerung sind ferner an die jeweiligen Kathoden
der vier Kurzschlußverhältnisglieder gelegt. Zwischen
die jeweiligen Kurzschlußverhältnisglieder- und kathoden
sind Widerstands-Kondensatornetze 95 bis 98 und Konden-
satoren (99) zwischen die Phasen in der gezeigten Weise
geschaltet um Stabilität zu erzielen und wilde Frequen-
zen auszuregeln.
Die Rechteckstromerzeugung der Phase o1 arbeitet wie
folgt: Wenn sich die Gatterklemmen der Gattersteuer-
wieklungen 91.»1 und 94-1 in ihrer positiven Periode
befinden, werden das Kurzschlußverhältnis-Zeistungs-
glied 75-1 und der Kurzsehlußverhältnisumschalter 81..1
betätigt und geöffnet. Daraufhin fließt der Strom von der
' positiven Sammelleitung 47 über das Glied 75-1 und die
Induktionsspüle 77#-1 zu der Ausgangsleitung 79--1 der
Phase 01 und zur Spule 61 des Summiertransformators
ST-1 über die Zeitung 57-»1 (siehe Figo 8). Während die-
ser Periode-ist das entgegengesetzte Leistungsglied 76-1
gesperrt, in der durch dieses Glied kein Strom zur
ne-
gativen Sammelleitung 48 fließt. Strom fließt jedoch
gleichzeitig durch den Kurzschlußverhältnisumschalter
81a1 und lädt den Kondensator 85-1 im wesentlichen auf
die Spannung zwischen den Sammelleitungen 47 und 48
.auf, wobei seine Belegung auf der linken Seite positiv
wird. Wenn der Kondensator 85-1 auf diese Weise aufge-
laden ist, wird der Strom durch das Glied 81a1 unter-
brochen und es schaltet sich als Selbstumschalter ab*
Positiver Strom von der Sammelleitung 47 fließt über
das Kurzschlußverhältnisglied 75-1 zur Ausgangsleitung
79-1 über volle 1800, als 01 Signal in Rechteckform
(siehe Figa 4), woraufhin dieses Glied gesperrt wird.
Eine Umpolung des 01 Ausgangsstroms der Zeitung 79-1
wird durch schnelles Sperren des Gliedes 75-.1 und Öff-
nen seines Doppel-Kurzschlußverhältnis-Zeistungsglie-
des 76:b1 in genauem Zeitverhä:ltnie erzielt. Diese
Kurz
schlußverhä,ltnis-Zeitgabe wird an den aufeinanderfolgen-
den Punkten von 1800 und 3600 bei der f0 Periodenwider-
holung durch die noch zu beschreibende Zündschaltung (54)
erzielt. Die wechselseitige Primärhälfte 86' des Trans-
formators T-1 wird erregt und die Primärhälfte 86 ent-
regt. Die Phase der Steuersignale durch die Sekundär-
steuerwicklungen wird dadurch umgekehrt. Die Gattersig-
nale an den Gliedern 75-1 und 81-1 werden in die negative
Phase gebracht und die Gatter der Glieder 76-i und 80-1 direkt
in die positive. Es findet eine Zündung des Zeistizngsgliedes 76-1 statt, die Stromrichtung
durch die 01 - Zeitung 79-1 wird umgekehrt, und der Strom fließt durch den Induktionsabschnitt
78-1 und das nun geöffnete Glied 76-1 zur negativen Sammelleitung 48. Die Dauer
dieses umgekehrten Stromflusses beträgt 180o und lie-
fert die negative (--)
Rechteckausgangehälfte der Phase 01. Daraufhin wiederholt sich die f.-Periode
in der hier beschriebenen Weise. Es ist wichtig, daß am Ende der Periode von 180o
die Zeitung des Leistungsgliedes 75-1 möglichst schnell unterbrochen und anschließend
sein entgegengesetztes Leistungsglied 76-1 möglichst schnell gezündet@wird, und
umgekehrt. Der beispielsweise Umschaltkreis er-
füllt diese Funktion und erzeugt
rechteckförmige Wellen mit scharfen Anstiegszeiten. Wie schon erwähnt, werden die
Gatter der Glieder 75-1 und 8'1-1 am Ende der positiven (+) Halbperiode gesperrt
und ihre entgegengesetzten Glieder 76-1, 80-1 geöffnet, d.h. ihrer.-seite positiv.
Daraufhin werden die letzteren Glieder leitend. Der Kondensator 85-1 ist in der
positiven Halbperiode auf im wesentlichen die Spannung zwischen den Gleichstromleitungen
47, 48 aufgeladen worden, wo.. bei seine linke Belegung positiv ist. Hei Leitung
des Kurzschlußverhältnisumschalters 80-1 wird also annähernd die zweifache Spannung
der Sammelleitung auf die Kathode des Leistungsgliedes 75-1 gegeben. Dadurch erhöht
sich die negative Gitterspannung des Gliedes 75-1 und dieses wird gelöscht, wie
dem Fachmann wohl verständlich ist,
Die Umschaltfunktiondes Kondensators
85-1 wird dann umgekehrt. Seine rechte Belegung wirkt daraufhin über e
das
leitende Glied 80-1 positiv auf dem Potential der Sammelleitung 47Wenn der Kondensator
85-1 dann aufgeladen ist, wird der Strom durch das Glied 80-1 unterbrochen und es
wird gesperrt. Am 360o-Punkt der 01-Periode werden die positiven Steuersignale an
den Gattern der Kurzschlußverhältnisglieder 76-1, 80-1 unterbrochen, und. die Glieder
75-1, 81-1 werden direkt geöffnet. Durch die Zeitung des Gliedes 81-1 wird der aufgeladene
Kondensator 85-1 an die negative Sammelleitung 48 gelegt und daraufhin die negative
Gitterspannung am Leistungsglied 76-.1 erhöht und dieses gelöscht. Diese Umschaltperiode
wiederholt sich bei jeder Rechteekerzeugung der Phase 01 von 360e mit der
Frequenz f o.It should be noted that the temporal phase relationship of the secondary windings 66 ', 67', 68 'of the second transformer ST-2 of the two-channel inverter (40) is shifted by 30 ° with respect to the reference (ST-2) primary windings, as explained above became. In addition, the three-phase square input (58) on the primary windings of the ST-2 transformer is 30 ° behind the corresponding input phases (57) on the transformer ST-1 in a temporal phase. Fig. 10 shows the time phase shift by 30o of the phase 1 currents for the transformers ST-1 and ST-2. Each is a rectangular wave with the fundamental frequency (fo), with the one for ST-2 at 30 o compared to the 0 ° reference start for ST-1 starting (delayed) later. the
the other two phases are 021 03 of the input .at S1-2
similarly offset to the required three-phase.
Generate the right signal input (58) on the transformer ST-2.
The fol- lowing described in connection with Fig. 12, 13
ignition circuits (54) control this temporal phase
relationship for the respective three-phase electricity generation
of the short-circuit ratio units 55, 56.
11 is a schematic diagram of phase 01
of the three-phase bridge rectangular generator 55 for the
Two-channel inverter (40). The other two phases
sensors are similar in circuit and mode of operation.
lichd, ho by 120 °, or 240o in a temporal phase
pushed. The section of phase 01 has a controlled
tes silicon rectifier pair 75-1a 76-1 and a pair
Short-circuit ratio switch 80-1, 81-1. The nominal
current of the short-circuit ratio switch is un-
about 30% of the power shortage ratios. Of the
Capacitor 85r1 is used to generate enough electrical
Energy to delete the short-circuit ratio elements
75-1 or 75-.2 when switching to save as
will be described. The diodes 82-1, g3-1 are
control diodes. During operation, the short-circuit ver ..
members of the relationship. 75e1 and 81a-1 open at the same time,
while the failure ratio elements 76-1 and 80-1
be locked; and also in reverse order.
For this purpose the phases or directions are the
applied continuous signals for the short-circuit ratio.
gliederh 15-li g1 "i on one side in phase,
and for the Xarzschlaß membership members 76-1 g0 "1
1ä_'1.80'0 delayed "
Gate transformer 6T-1 has a primary winding
Center tapping from Sections 86, 867
which is published by the newspapers 87-1, 88 »1, 89w1 at
the pole ignition circuit (54) are connected. For the
Short-circuit ratio control circuits are four independent ones
Secondary windings for gate control 91 # »1, 92.1, 93.-1,
94-1 used. The secondary windings 91-1 and 94-1
are to the respective gates of the corresponding short
connection ratio members 75-1, 81-1 connected; the
Secondary windings 92 # »1, 93-1 to those of links 76-1,
80-1. The connections of the latter secondary winding
the couple are relatively opposed to those of the former.
switched. The left terminals of the gate control winding
gen 91-1 and 94-1 are therefore linked to the gates of the short
connection ratio members 75.-1 and 81-1,
while the right terminals of the windings 92 # »1, 93.1
to those of the short-circuit ratio elements 76-1 and 80.-1
are connected. A current-limiting protective resistor
stand (90) is preferably in with each gate line
Series connection used. The secondary windings for
Gate controls are also attached to the respective cathodes
of the four short-circuit ratio elements placed. Between
the respective short-circuit ratio members and cathodes
are resistor-capacitor networks 95 to 98 and condenser
Sators (99) between the phases in the manner shown
switched to achieve stability and wild frequencies
to regulate zen.
The square wave generation of phase o1 works like
follows: If the gate terminals of the gate control
like sounded 91. »1 and 94-1 in their positive period
are located, the short-circuit ratio-power
element 75-1 and the short-circuit ratio switch 81..1
operated and opened. The current then flows from the
'positive manifold 47 via the link 75-1 and the
Induction sink 77 # -1 to output line 79--1 of the
Phase 01 and to coil 61 of the summing transformer
ST-1 via newspaper 57- »1 (see Fig. 8). While the-
This period - is the opposite power element 76-1
blocked, in which no current to the ne-
negative manifold 48 flows. However, electricity flows
at the same time by the short-circuit ratio switch
81a1 and essentially charges the capacitor 85-1
the voltage between buses 47 and 48
.on, with its assignment positive on the left
will. When the capacitor 85-1 is added in this way
is charged, the current through the element 81a1 is sub-
broke and it switches itself off as an automatic switch *
Positive current from the bus 47 overflows
the short circuit ratio element 75-1 to the output line
79-1 over a full 1800, as 01 signal in square form
(see Figa 4), whereupon this member is blocked .
A polarity reversal of the 01 output current of the newspaper 79-1
is activated by quickly locking the link 75-.1 and opening
its double short-circuit ratio power link
des 76: b1 never achieved in the exact time ratio. This short
Closing ratio, timing is determined on the successive
the points of 1800 and 3600 at the f0 period counter-
recovery by the ignition circuit to be described (54)
achieved. The reciprocal primary half 86 'of the trans-
formator T-1 is energized and the primary half 86
stimulates. The phase of the control signals through the secondary
control windings are thereby reversed. The Gattersig-
nals on links 75-1 and 81-1 become negative
Brought phase and the gates of members 76-i and 80-1 directly into the positive. The timing element 76-1 is ignited, the direction of current through the 01 - newspaper 79-1 is reversed, and the current flows through the induction section 78-1 and the now open element 76-1 to the negative collecting line 48. The duration of this reverse current flow is 180o and supplies the negative (-) square output half of phase 01. The f. period is then repeated in the manner described here. It is important that at the end of the 180o period the newspaper of the power element 75-1 is interrupted as quickly as possible and then its opposite power element 76-1 is ignited as quickly as possible, and vice versa. The switching circuit , for example, fulfills this function and generates square waves with sharp rise times. As already mentioned, the gates of members 75-1 and 8'1-1 are blocked at the end of the positive (+) half-period and their opposite members 76-1, 80-1 are opened, ie their side is positive. The latter members then become conductive. The capacitor 85-1 has been charged in the positive half cycle to essentially the voltage between the direct current lines 47, 48, where .. at its left assignment is positive. When the short-circuit ratio switch 80-1 is connected, approximately twice the voltage of the bus is applied to the cathode of the power element 75-1. This increases the negative grid voltage of the element 75-1 and this is canceled, as is well understood by those skilled in the art. The switching function of the capacitor 85-1 is then reversed. His right occupancy acts thereupon e the conductive member 80-1 positively to the potential of the manifold 47Wenn the capacitor 85-1 then charged, the current is interrupted by the member 80-1 and is locked. At the 360 ° point of the 01 period, the positive control signals on the gates of the short circuit ratio elements 76-1, 80-1, and. the links 75-1, 81-1 are opened directly. Through the newspaper of the element 81-1, the charged capacitor 85-1 is placed on the negative bus line 48 and thereupon the negative grid voltage on the power element 76-1 is increased and this is extinguished. This switching period is repeated with each square generation of phase 01 of 360e with frequency f o.
Die Umschaltperiode mit negativer Spannungserhöhung für das Leistungsglied
soll sein sicheres Sperren bewirken.
Zu diesem Zweck ist der Kondensator 85r1 auf die Induk-
tionsspulenabschnitte 77-1, 78-1 auf Basis einer Zeit-
konstante bezogen, um sicherzustellen, daß die Dauer der
Erhöhung der negativen Gitterspannung größer ist als die
zum-Löschen der verwendeten speziellen Kurzschlußver-
hältnis-Zeistungsschal.tungen erforderliche minimale
Periode. Beispielsweise kann ein Wechselrichter (40)
mit einer Nennleistung von 10 Kilovoltampere Kurz-
schlußverhältnis-Zeistungsglieder mit einer Nennleistung
von 110 A 600 V (G,E Typ C 152) haben, Kurzschlußver-
hältnisumschalter mit 35 Ap 600 V, Steuerdioden (82-1,
83--1) mit 25 A, 600 V (G.E Typ IN 1197)9 Induktions-
spulenabachnitte (77-1, 78-1) mit je 70 Mikrohenry,
280 Mkrohenry von- Ende bis Ende, und Kurzschlußver--
hältnis-Nebensehlußdioden 100-19-101-1, Type IN 1197.
Die Abschaltzeit von 15 Mikrosekunden für solche
Kurzschlußverhältnis-Leistungskreise als praktisches Minimum wird
zuverlässig durch die aufgezählten Z-0 Komponenten (77-1, 78-1, 85-1) erfüllt, die
über 30 Mikroseko die negative Gitterspannung erhöhen. Nebenschlußdioden 100-1,
101-1 sind jeweils über die Kurzschlußverhältnis-Leistungsglieder geschaltet: Diode
100r1 zwischen die Sammelleitung 47 und die Zeitung 79-1 für das Glied 75-1; Diode
101-1 zwischen die Sammelleitung 48 und die Zeitung 79-1 für das Glied 76-1. Die
dioden 100-1, 101-1 bilden Rückleitungen für die Entladung des Kondensators 85-1
bei seinen Umschaltungen: (a) über die Steuerdiode 82-1, die Spule 77-1 und die
Diode 100-1 zur Sammelleitung 479 wenn die negative Gitterspannung von Glied 75-1
erhöht wird; und (b) über die Diode 101-1, Spule 78-1 und die Steuerdiode
83-1, wenn Glied 76-1 gelöscht wird. Darüber hinaus bilden die Nebenschlußdioden
100-1, 101-1 Rückleitungen für Blindströme, die währenddes Betriebs der Kurzschlußverhältnis-Zeistungsglieder
unter induktiven Belastungsbedingungen entstehen können. Es wird dem Fachmann ohne
weiteres verständlich sein, daß stattdessen eine andere Um-Schaltungsanordnung verwendet
werden kann.The switching period with a negative voltage increase for the power element is intended to ensure that it is safely blocked. For this purpose, the capacitor 85r1 is connected to the inductive
tion coil sections 77-1, 78-1 on the basis of a time
constant related to ensure that the duration of the
Increase in negative grid voltage is greater than that
to delete the special short-circuit protection used
ratio power switches required minimum
Period. For example, an inverter (40)
with a nominal output of 10 kilovolt amperes short-
termination ratio power elements with a nominal power
of 110 A 600 V (G, E type C 152), short-circuit protection
ratio switch with 35 Ap 600 V, control diodes (82-1,
83--1) with 25 A, 600 V (GE type IN 1197) 9 induction
coil sections (77-1, 78-1) with 70 microhenries each,
280 Mkrohenry from end to end, and short-circuit
Ratio shunt diodes 100-19-101-1, type IN 1197.
The shutdown time of 15 microseconds for such
Short-circuit ratio power circuits as a practical minimum are reliably fulfilled by the listed Z-0 components (77-1, 78-1, 85-1), which increase the negative grid voltage over 30 microseconds. Shunt diodes 100-1, 101-1 are each connected across the short-circuit ratio power elements: diode 100r1 between bus 47 and newspaper 79-1 for element 75-1; Diode 101-1 between bus 48 and newspaper 79-1 for link 76-1. The diodes 100-1, 101-1 provide return lines for the discharge of the capacitor 85-1 when it switches: (a) via the control diode 82-1, the coil 77-1 and the diode 100-1 to the bus 479 when the negative Grid voltage of member 75-1 is increased; and (b) through diode 101-1, coil 78-1 and control diode 83-1 when member 76-1 is cleared. In addition, the shunt diodes 100-1, 101-1 form return lines for reactive currents which can arise during the operation of the short-circuit ratio power elements under inductive loading conditions. It will be readily understood by those skilled in the art that other switching arrangement may be used instead.
Fig, 12 ist ein schematisches Blockschaltbild der Folgezündschaltung
54 (STG) für den Zweikanal-Wechselrichter 40. Sie enthält sechs Abschnitte mit jeweiligen
Steuertransformatoren T-1 bis T-6, um Antriebssignale für die Gatter der Kurzschlußverhältnis-Rechteekgeneratoren
55 und 56 zu geben. Jede Phase jedes Generators enthält ein Brücken-Kurzschlußverhältnispaar,
das von einem einzelnen Steuertransformator torgesteuert ist und jeweils mehrere
Sekundärwicklungen aufweist (91 bis 94)m Drei derartige
Steuertransformatoren liefern also die Antriebesignale
für einen Dreiphasengenerator in richtiger Zeitphasen"
beziehung. Wie. vorstehend in-Zusammenhang mit Figö
7B
und 10 beschrieben wurde, sind die auf den zweiten.
Summiertransformator (ST-2) gegebenen Dreiphaeen-Recht#-
eckströme des Generators 56 in zeitlicher Phase gegen-
über denen vom Generator 55 auf den Transformator ST-1
um 30o verzögert.
Bei Verwendung der positiven Halbwellenanfänge der
Phase 01 des Generators 55 als Bezug, sind die zeit-
-liehen Phasen seiner jeweiligen erzeugten Phasen 0d,
02, 'ö3 folgende 0°, 12009 240°, und 300, 1500, 270
für den Generator 56, Eine Rechteckumschaltung er-
folgt bei jeden aufeinanderfolgenden 300 (zeitlich)
bei gleichzeitiger Berücksichtigung der negativen
Rechtwellenhälfteno Sechs' aufeinanderfolgende 300
Taktimpulee treten auf bei 0°, 30c, 600, 900a 120ƒ,
1500o Vier von diesen Impulsen fallen mit positiven
Halbwellenanfängen zusammen, nämlich: bei 00 und 300
für das 01 APaar; bei 1200 und 1500 für das 02-Paaro
Durch Umkehrung der Sekundö.rwicklungsanschlüsse für
die besagten 600 und 90° Impulse, so daß die gerade
"negativen:" Kurzschlußverhältnisglieder dadurch ge-
zündet würden, lädt die negative Seite der Kurzechluß-
verhältnieglieder für die 03 Phase des- Generators b 55
bei (600), und des Generators 56 bei (90®) jeweils in
richtiger Zeitfolge: Ein solcher Ansehluß der Steuer.-
Wicklungen der entsprechenden Transformatoren (T-3 und
T®4) für die nicht gezeigten Kurzschlußverhältnis-
glieder der Phase «3 erzielt dieses Ergebnis, Ihre je-
weiligen 2400 und 2700- positiven rechteckförmigen
Halbwellen treten dann in richtiger Zeitphasenbe-
ai.ehung auf (180® später)r um die Dreiphasen-Rechteck-
stromsätze zu vervollständigen. Die folgenden 300-Zündimpulse
bewirken die Erzeugung der zweiten 1800-Halbwellenabschnitte (1800 bis 3600) der
vorgenannten jeweiligen sechs rechteckförmigen Wellen und vervollständigen die beiden
Sätze der Dreiphasenströme bei 30ƒ Trennung. Die jeweils bei 300 auf diese
Weise erfolgende Zündung verwendet zwölf Taktimpulse für jede 3600-Ausgangsperiode
mit der Grundfrequenz f0 bei fortlaufender Erzeugung,
Den sechs Antriebstransformatoren T-1 bis T-6 werden.
jeweils rechteckförmige Wellen aufgeprägt derart, daß
sie ihrerseits die besagten rechteckförmigen Steuer-
ströme für die Kurzschlußverhältnisgeneratoren 55, 56
liefern. Einzelne, blockförmig bei M1%1 bis MV-6 ange-
deutete Multivibratoren erzeugen die rechteckförmigen
Wellen in diesen Transformatoren. Primärwicklungslei-
tungen 87-1 bis 87-6, bzw. 89-1 bis 89.»6 sind an diese
Multivibratoreinheiten angeschlossen. Die primären
Mittelanzapfungen 88-1 bis 88..6 sind jeweils an die
positive Sammelleitung 47 angeschlossen. Die Primär-
transformatorhälften werden abwechselnd erregt und
induzieren in ihren jeweiligen Sekundärwicklungen 91-1
bis 94-1 etco rechteckförmige Steuersignale mit der
f0-Periodenzahl. Die Multivibratoren MV-1 bis MV-6
werden in zeitlicher Folge durch Ringzählerschaltungen
mit UND-Schaltungen A-1 bis A-67 und einen elektroni-
schen Grundfrequenz-Taktgeber 45 gesteuert. Die Ein-
heit MV-1 wird in Reihenfolge gezündet, wenn ihre UND-
Einheit A-1 durch die Umsohaltungsaktivierung oder
Zündung des vorhergehenden Abschnitts (MV-6) über
Zeitungen 108-6, 109-6 vorgespannt oder "eingestellt"
worden ist und wenn: die nachfolgenden Impulse von
dem Taktgeber 45 über die Taktgeberleitung 105 und
die Leitungen 106.»1, 107-1 angelegt werden. Eine solche
Gleichzeitigkeit erfolgt durch die Zeitungen 126-1 oder
127-1, u den Kultivibrator KV-1 in seine entgegenge-
setzte Phase zu. überführen. Daraufhin wird die Polarität
der Steuerströme durch die Primär- und Sekundärwicklun-
gen 91-1 bia 94-1 des Transformators T-1 umgekehrt. Eine
solche Umschaltungsaktivierung des Multivibrators KV-1
bewirkt ihrerseits, daß ein Vorspannungs-11Stell'°-Signal
direkt an die nächste UND-Einheit (A-.2) über die Lei-
tungen 108-1,: 109-1 gegeben wird. Eine beispielsweise
Schaltung für die MV-1 und A-1 Einheiten ist in Zusammen-
hang mit Fig. 13 gezeigt und beschrieben.
Die gekippte MV-1 Einheit bleibt in diesem Zustand über
eine Dauer von 180®, woraufhin sie in ihren vorhergehen-
den Zustand zurückgekippt wird. Es werden somit abwech-
selnde positive (+) und negative (-) rechteckförmige
Wellenhälften in den Wicklungen des Transformators T.-1
mit der fa-Periodenzahl erzeugt. Die Flp-flop-Akti-
vierung der Multivibratoren liegt jeweils um eine Dauer
von sechs Impulsen auseinander. Der erste dieser Impulse
kippte den Multivibrator MV-1, der die UND Einheit A-2,
wie erläutert, direkt durch die Leitungen 108®1g 109-1
"einstellte". Der nächste Impuls tritt 300 später auf
der Taktgeberleitung 105 auf und erreicht die bereits
"eingestellte" UND-Einheit A-2 über die Leitungen 106-2,
107-2 und kippt gleichzeitig und bewirkt die direkte
Umschaltung des Kultivibrators MV-2 in seinen entgegen-
gesetzten Zustand über die Zeitungen 126-2s 12p#20
Die sechs Multivibratoren werden auf diese Weise in der
Reihenfolge KV-1 bis MV-6 gekippt.
Der nächste (siebente) Impuls vom Taktgeber 45 erfolgt 180 später als der erste,
der die MV-1 Einheit kippte und trifft auf ihre UND Einheit (A-1), die bereits durch
die MV-6 Einheit "eingestellt" worden ist. Dadurch wird
dann die MV-1 Einheit direkt in ihre ursprüngliche
Stellung zurückgekippt, wie vorstehend am Anfang, und
die Phase ihres Ausgangs wird umgekehrt, Die genau
zeitlich abgestimmten Umschaltungsantriebe der Multi-
vibratoren erfolgen weiter in Reihenfolge und das
Zurückkippen erfolgt in zyklischer Wiederholung. Die
Kipp-Phasen erzeugen den ersten 180o-Teil der recht-
eckförmigen Wellen; die Rückkipp-Phasen der zweite
180o-Teil, vervollständigen aufeinanderfolgend
jede
.360°@Periode. Damit werden die erwähnten (6) Recht-
ecketröme als zwei Dreiphasensätze in zeitlicher
Phasentrennung von 30o hergestellt. Wenn die MV-2
Einheit um 30o später als die MV-1 Einheit zurückge-
kippt, wie vorstehend erwähnt wurde, gibt sie ihrer-
seits ein "Einstell--"Signal an die A-3 UND Einheit
des nicht dargestellten MV-3 durch die Zeitungen 108-2,
109-2. Der nächste Taktimpuls an der Leitung 105 wird
auf die UND-Einheit A"3 gegeben, um eine Phasenumkehr
in dem MV-3 einzuleiten; und in ähnlicher Weise in
impulsmäßiger Reihenfolge für KV-4, MV-5 und MV-6, Die
sechste UND Einheit A#-6 wird durch die Leitungen 108-5,
109-5 "eingestellt", wenn die fünfte MV-5 Einheit um-
kippt.
Der Flip-Flop Betrieb der sechs Multivibratoren MV-1
bis MV-6 ändert nacheinander die Polarität der Recht-- '
eckstromhälften, die auf ihre zugeordneten TraAhr--
matoren T-1 bis T-.6 gegeben werden, Wenn man'd-in@-.:T#rans-
formator T-1 als Bezug nimmt, so beginnt an diese m'die-
Oo und die "negative" (180o)uiPhase. Diese betreffen
die relative Zeitphase der im T-1 .durch den MV-1 für
das Kurzschlußverhältnis-Brückenpaar der Phase 01
des
Generaters 55 (Pig* 11) erzeugten abwechselnden Halb:»
Perioden. Die relative Zeitphase der Reohtecketeuer..
sgnale vom Transformator T2 ist somit 30o und (2100),-
wie angegeben; wobei der Multivbrator MY-2 einen Takt.-
impc@ls -später als der XV-1 betätigt -wird.: Die aufein.
anderiolgendeu nicht gezeigten Ausgänge - treten auf bei: -
(600) und 240° für T-3-9 (9400') und
2700 für T.4; 1200
und (3U*) für T-o5- und :1500 und (3300) für TwC. Ihr
Aue.
gang und Ihre gerwendung durch die beiden Dreiphaeen@r
- Kureschlußverhältns@Brtakengeneratoren 55, 56 ist
wie
vorstehend beschrieben wurdet.
74.4 13 .ist ein aohematischea 'Schaltbild das Anfangs-.
abeohnitts der PQlgesündachaltung (54) von Fig: 12 und
enth#lt den Beeugamultivibrstor MY--1 1 die UND-Einheit
Amund den Taktimpnlageber 45Die 7requene f.o der Takt-
Impulse beträgt das Zwölffach t der Aaagangentromfre-
quena,(f4)1 nämlich 4800 Impulse pro Sekunde für einen
4Q0 Hertz Ausgang. Die Grundfrequenseinheit 45 kann ein
elektronischer Oszillator sein# der mit einem Bnfläahen,-
traistort einer Stimmgabel t einem temperaturgeregelten
Kristalle einem. RV0 Sohwingkreie oder dergl* aufgebaut.
ist* Die Gehauig4eit und Stabilität der Taktgabereinheit
4bestimmt Im wesentlichen die Genauigkeit der Phasen
einetellung und. Proeuens des Systemaueg$sDie Bin-
110i'45 wird von denrli:cheet>es_ell.el u über den
oriderstd 102 erregtq ihrer Impulse werde über den,
Widerstand 104 d:4r Basis den Transistors 110 aufgedrückt
de ssin.etraetite -egati gerttete Impulse mit der pre:
0,o-auf die@eifiru 105 gibt* D
itted0Treietere 110 ist Über die -Diode 111 die
negative 13eIle.Ltg (48)etgt sein. ollektu an dito.
Gebeinen @ktgeberle@itu1*
Die beispielsweisen Multivibratoren sind instabil und
enthalten jeweils ein Transistor-Yerstärkerpaar,
die
über den zugeordneten Regeltransformator magnetisch
gekoppelt sind. Die jeweiligen Kollektoren
den Traneis-
torpaaren 11?, 11'4 des Kultghrators MV-1 Bind an. die
Primärwicklsnig, 86-8P des Tranafermatorn T.-1
durch die
Zeitungen 87.1t 89001 gelegt, Ihre Basen sind 3a
kreuz-
schalteng an ,die Wicklung in Rückkopplung
über die
Repplungewideerst4o 1159' 116 gelugt. Ihre Emitte
elektroden gehen auf die ge»in®gae Zeitung 120» die
über die llipdea 1179 118 und 111 zur negativenl#
leiturig 48 verläuft. Die Dioden 121 bswo 122 l"ea die
Keillekteren dieser Transistoren an eine geensea@s
Leitung 13g, und über das Xiderstands-Kondenesteraartz
137 due Bmitterleituxg 120. Jeder Nultivibratur
würde mit der von der Voltsekundenleiatung meinem zu-
geordneten TransfarmatoreAlrequenz, frei laufen oder
schwingest ist aber durch die Taktgeberiapulne Cfoa)
mit der Periodenzahl f. synchronisiert. Die Plip-]Flop-
8ynohreenisation jedes Kultivibratore wird dadurch er-.
reicht, daß sichergestellt wird, daß die p'requenz einer
solchen Umsehaltungsaktivierungt nämlich mit dir,
hre-
guenz to größer ist als seine Nigenfrequeng,
wie dem
Pachwa, ohne weiteres verständlich ist. /bentimten
Dieul.ti;vilerata@r@raua.aletreri 11'2t 114 wecbaeln in
ihrer'lip-Plop.iktvierung unter. der Steeaerusg
des.
UND-Traneieetorpaareee 123,. 124 der Einheit
A #-1- nee
Baeeinelektroden dar '-Traneistoreen 112" 114 ;
Tiber die Koppluadteden 1ä# 129 und die i
12fw4e 12`,1 :dec11eto r der U.
.
123e, 124 geltt* ü:Leee "en Bind mbenteel1,eg Sbew,
Idegetä<adee 131, 132 .t der gtmleei 13,5 und,
wieederux mit der aeigatiwea g«woileitüber
e .
Dioden 111, 118 verbunden. Die Emitter der UND-Transisto-
ren 1239 1:24 sind an die Taktgeberleitung
105 gelegt, der
die negativ gerichteten Impulse vom Transistor 110 aufge-
drückt werden. Die Basiselektroden der UND-Transistoren
1239 124 sind mit der negativen Sammelleitung 48 über
Kondensatornebenschlußwiderstände 133 bzw, 134 gekoppelt,
und über Kopplungewiderstände 137, 138 mit den Vor-
spannungs#- oder "Einstell"»Leitungen vom vorhergehenden
Multivibrator (MV-6 in diesem Fall), nämlich
den Lei-
tungen 108-.6' 109-6,
Die Einstelleitung 108-6 verläuft vom "entgegengesetzten"
Transistor des Endmultivibrators MV-6, nämlich dem der
1500 Ausgangesignalphase entsprechenden, wie auf der
linken Seite des Transformators T-6 in Fige 12 zu sehen
ist: Die Leitung 109#6 verläuft-vom Transistor auf der
rechten Seite des MV-6 entsprechend der (3300) Ausgangs-
eignalphase, Um die erforderliche Arbeitsfolge zu er-
zielen; wird die "Einstellung" durch den Multivibrator
MV-6 auf den MV-1 umgekehrt, wobei die Zeitung 108.-6
von der 1500 Phase an den UND Transistor 124 für
die
(1800) Phase des MV-1 gelegt wird; und die Leitung 109-6
von (3300) an den UND Transistor 123 für die nächste
00 Phase bei der Periodenwiederholung: Die "Einstell"-
Kopplungen zwischen den anderen Abschnitten sind symme-
trisch' nämlich: die Kollektoren der KV-1- Transistoren
112, 114 sind jeweils mit den UND Transistoren des
nächsten Abschnitts (A#-2) über die "Einstell"-Leitungen
108-1, 109-1 in links-zu-links und rechts-zu-rechts Be-
ziehung gekoppelt,. wie die vom M7-2 zu A-3, MV-3 zu A-4
etc. Wenn also der linke M7-1 Transistor 112 bei Beginn
der 0° Phase sperrt, wird der linke: UND Transistor
des
A..2 für die nächste 30o Phase "eingestellt". Entsprechend
wird bei der (180°) Phase des rechten Transistors 114
des
MV-1 der rechte UND Transistor des A-2 für seine (210°)
Betätigung beim nächsten Taktimpuls "eingestellt". Diese
abschnittsweise Kopplung, die mit MV.--6 zu A-1, MV-1
zu
A-2 beginnt und sich fortsetzt über MV-5 zu A-6 und MV-6
zurück zu A-1 ergibt einen wirksamen Ringzähler, der
die
Ausgangsfolge der Ströme von den Transformatoren T-1 bis
T-6 zur Polgesteuerung der Generatoren 55, 56 regelt.
Das Ringzählerprinzip kippt jeden Multivibrator jeweils
aller sechs Taktimpulse einmal. Der 0o-Phasen "Anfang"
beginnt auf der linken Seite von A-1, MV-1 und T,.1; und
wird 30o nach dem Beginn der (330o) Phase auf der rech-
ten Seite von A-6, MV-6 und T#-6 aktiviert. Wenn der Mul-
tivibrator-Transistor auf der (330o) Seite des MV-6 ge-
sperrt wird, wird ein erhöhtes positives Signal durch
die "Einstell"-Zeitung 109-6 auf die Basis des 0o-Pha-
sen-Transistors 123 über den Kopplungswiderstand 1'37
geleitet. Dieses "Einstell"-Signal wird über 1800 der
fo-Periode aufrechterhalten. Der nächste negativ ge-
richtete Taktimpuls geht jedoch auf den Emitter des
Transistors 123, woraufhin die Basiselektrode des MV-1
Transistors 112 gegenüber seinem Emitter negativ nach-
schleppt und direkt sperrt.
Bei dem hier beschriebenen Multivibratorsystem leitet
der Transistor 112 im geöffneten Zustand Strom durch
die Halbwicklung 86 des Transformators T-1 in der Rich-
tung, in der die (180o) Steuerströme-in den Sekundär-
wicklungen 91-1 bis 94-1 erzeugt werden, während
der
Transistor 114 gesperrt bleibt. Der rechte Transistor
(114) des Multivibrators ist also gesperrt, während
die
angezeigte Steuerstromphase (180°) wirkt. Beim Sperren des
linken MV Transistors 112 durch den linken UND-Transistor
123- in der erwähnten Weise, wird der rechte Multivibrator-
Transistor (114) über die Kopplung direkt geöffnet. Da-
raufhin fließt Strom von der Mittelanzapfung 88-1 durch
die Halbwicklung 86t, um das entgegengesetzte Rechteck»
Signal in den Sekundärwicklungen 91-1 his 94-1, hier beim
0o-Phasenperiodenanfang zu erzeugen. Es ist tritt. dann
eine
erhöhte Spannung in der "Einstellt'-Leitung 108-.1 auf, die
vom gesperrten Transistor 112 zum linken UND-Transistor
der nächsten Einheit führt (A-2), Der nächste Taktimpuls
führt zu Gleichzeitigkeit in A#»2 und Sperren des linken
Transistors von MV-2, wobei der Ausgang des Transforma-
tor e T-#2 von seiner (210°) Phase zum 30o-Phasenausgang
umgeschaltet wird, wie dem Fachmann nun ohne weiteres
verständlich sein wird. Dieser Vorgang setzt sich im-
pulsweise durch die Taktgeberleitung 105 fort, um die
30° auseinanderliegenden beiden Sätze von Dreiphasen--
Ausgangssignalen zu erzeugeno
Der Aufbau des übrigen Teils der Folgezündschaltung (54)
wird dem Fachmann nun ohne weiteres verständlich. sein.
Es. wird Bezug genommen auf die durchgehenden Zeitungen
auf der rechten Seite von Fig. 13. Die positive Sammel-
leitung 47 ist allen sechs Abschnitten gemeinsam und
ist an die-Mittelanzapfung der übrigen Regeltransforma-
toren gelegt, wie in Fig. 12 gezeigt ist. Das Einstell-
Zetungspaar 4a,, (108-1, 109-1)- ist- an die folgende
UND
Einheit A-2_Kelegt. Der Zeitungssatz b besteht aus den
drei gemeinsamen Zeitungen 120, 135, 136 für alle Multi-
vibrator-Transistoren. Der leitungssatz e besteht aus
der negativen Sammelleitung 48 und der Taktgeberleitung 105.
Die rückführenden-"Einstell"-Leitungen 108-6, 109-6
vom
MV-6 zu A-1 befinden sich bei d. Der Taktgebertransistor
110, die Dioden 111, 117, 118 und die R-C Einheit 137
sind für das STC System 54 üblich. Natürlich können an-
dere äquivalente Mittel und/oder Schaltungen verwendet
werden, um die Polgezündfunktion der Einheit 54 zu
erzielen.
Aufbau des Summiertransformators
Fig. 14 ist ein Schemabild eines typischen Summiertrans-
formators (150) für ein Dreiphasen-Wechselrichtersystem
der hier beschriebenen Art. Zwecks wirksamer magnetischer
Wirkung hat es er einen Eisenkern. Die Primärwicklungen
151, 152, 153 entsprechen den drei angegebenen Phasen
01' 02' 03 und haben an der "End"-Klemme 154 Sternschal
tung. Der Summiertransformator 150 entspricht dem vor-
stehend beschriebenen Transformator ST-1 mit dem Pri-
märabschnitt 60 und der Sekundärwicklung 65 (siehe Fig. 39
7A, 8). Die Sekundärwicklungen 155, 156, 157 sind eng
mit ihren jeweiligen Primärwicklungen 151, 152, 153
ge-
koppelt, wie nachstehend noch erläutert wird. Beim Be-
zugs-Summiertransformator (ST-1) sind diese Sekundärwick-
lungen in räumlicher Phase mit ihrem Primärwicklungen
gewicklet. Die Sekundärwicklungen sind jedoch in räum-
licher Phase zu den Wickelstellungen der Primärwick-
lungen in den anderen Transformatoren versetzt.
Wie schon erwähnt, sind die Sekundärwicklungen (65f)
beim
Transformator ST-2 eines Zweikanal Wechselrichters (40)
in räumlicher Phase um 30o gegenüber ihren Primärwick-
lungen versetzt (siehe Fig. 7B und 9). In der Praxis
kann eine solche Verschiebung um 30o plus (+) oder
minus (-) Richtung haben, d.h, in ihrer Raumphasenbe-
ziehung im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn
auseinanderliegen. Die resultierenden rechteckförmigen
Wellen haben eine Ausdehnung von 120°, bei 0,866 relativer Größe
und mit 60o-Blindwerten, wie sie in jeder Sekundärwicklung induziert werden. Die
sich ergebenden Sekundärspulenspannungen sind die gleichen wie sie auf der Phasegegen-Phase
Basis des Bezugstransformators (ST-1) erscheinen, dessen Sekundärwicklungen Sternschaltung
haben, wie in.-Fig. 6 gezeigt ist. Die Raumphgsenverachiebungen um 30° der ST-2
Sekundärwicklungen (65') erzeugen in den einzelnen Wicklungen solche rechteckigen
Wellenformen und sind direkt mit den ST-1 Sekundärwicklungen (65) verbunden, um-
die gewünschte Ausgangswellenform herzustellen, wie sie in Zusammenhang mit Fig.
70 und 9 beschrieben ist. Wie schon erwähnt, ist darüberhinaus die zeitliche Phase
des Dreiphaseneingangsstroms an diesem ST-2 Trans.» formator gegenüber dem am Bezugetransformator
ST-1 um 30° verzögert (siehe Fig. 7B und 10). -Die Verwendung eines individuellen.
"Ausgangs"- oder Summiertransformators für jeden Wechsel riehterkanal er--weist
sich aus folgenden Gründen als sehr praktische Anordnung: (1) Die Nennausgangeleistung
des Systems ist auf die Ausgangstransformatoren auf Basis im wesentlichen gleichen
Anteils aufgeteilt. (2) Die Nennausgangsspannung ist auf die Sekundärwicklungen
des Transformators verteilt und summiert sich, wie nachstehend in Zusammenhang mit
Figö 18 bis 20 noch näher erläutert wird: (3) Nach dem beispielsweisen System der
gestuften Ausgangdwellenformausbildung ist ebenfalls wichtig, daß in den einzelnen
Sekundärwicklungen vorgegebener Raumphase entsprechende in der Zeitphase verschobene
Signale zur richtigen Ausrichtung in der Signalsummierung induziert werden. (4)
die induvidiellen Transformatoren bilden die erforderliche Flexibilität des Ausgangsstroms
ohne nennenwerte Gewichts- oder Kostenerhöhung gegenüber einem theoretischen Transformator
mit einzigen Ausgang:
Der Aufbau und/oder die Ausbildung der Summiertransfor-
matoren (150) kann vielerlei Gestalt annehmen. Eine bei-
spielsweise Anordnung ist in Fig. 15 für den lamellierten
Aufbau dargestellt* Sein Kern 160 weist eine Vielzahl von
radialen Speichen 162, 162 auf, die von einem ringförmi-
gen Magnetglied 161 umgeben sind. Bei der Drei phasenaus-
bildung sind zwölf Speichen (162) mit entsprechenden
an-
grenzenden Wicklungsschlitzen bei 1 bis 12 vorgesehen.
Der Kern 160 und das äußere Glied 161 bilden jeweils La.-
mellenanordnung hoher Blektrostahlqualität wie M.»15;
.besten Qualitätsstahls zur Gewichtsverminderung bei Flug-
zeuganwendungen; oder im allgemeinen guten Siliziumstahls
wie für Transformatoren verwendet wird, um Verlust, Er.-
Kitzen, etc. zu verringern. Die Lamellenstärke ist wahl-
weise, beispielsweise 0,152¢/0,1016 mm; oder dicker bis
beispielsweise auf 0,381 mm. Der Transformator (150)
mit geschlitztem Kernring (160, 161) ist gewichtsmäßig
wesentlich leichter und wirksamer für die hier infrage#-
stehenden Zwecke als herkömmliche E-1, U-U, Matel.,
Kern.» oder andere bekannte statische Transformatorenan--
ordnungen. Die Mehrphasenwicklungen haben beiderseits
den Kern (160) und den,Ringstator (161) in wirksamer
Magnetwirkung.
Der Kern 160 weist einen zentralen Durchbruch 165 auf.
Ein, bevorzugter Ausbildungefaktor für die Grölt® seiner
labe vom Durchbruch 165 radial zur Basis der Speiche
ist die 1991-fache Breite (W) der Speichen
(162)1 Die
gleiche Abmessung, nämlich 1,g1 x W ist als radiale
Tie"
fee der Ringlamellen (161) Verwendete Natürlich k8=eex
stattdessen andere Ausbildungskrterieen verwendet wegirden,
Beispielsweise Abmessungen für einenc,ertre@tför@
tor (150) mit der Kennleistung 7e5 Kilovcslt«p4.r6 eindt
Damellenhühee von Kern (1eo> und Ring (161) 44f 45 f
Breite der Speichen (162) 10j16 mm bei: im wesentlichem
gleiähmäßg breiten parallelen Seitef.eeü ,
maghetisnhes Arbeiterre Dafchtienger den rehbraehc
(165) 15,87 mm, radiale Abmessungen von Nabe und Ring
19,30 mm, Durchmesser der Speichenlamellen (160) 101'6mm
und Außendurchmesser der Ringlamellen (161) 13997 mm.
Es ist vorteilhaft, die magnetische Streuung gering -zu
halten. Zu diesem Zweck hat die gewickelte Speichenla-
mellenanordnung (160) in der Ringlamellenanordnung (1.61)
enge Passung. Eine Gleitpassung mit einem Duftspalt von
0,0254 mm oder weniger pro Seite ist zweckmäßig. Dadurch
ist ein Streufaktor von weniger als 5% möglich. Bei sol-
chen Transformatoren.(150) sind elektrische Leistungen
über 90% bei ausgezeichneten Gewichtsfaktoren leicht er-
zielbar. Eine enge Kopplung der Primär:. und Sekundärwick--
lungen mit geringem elektrischem Verlust und Äusbildung
für geringe Magnetstreuung, ergeben eine ausgezeichnete .
Ausgangsspannungsregelung für das System:
Bei dem beispielsweisen Summiertransformator (150) nach
Fig. 15 sind die primären und sekundären Mehrphasen-
wicklungen in den Schlitzbereichen 1 bis 12 gewickelt.
Es versteht sich jedoch, daß einer dieser Wicklungs-
sätze stattdessen an der zylindrischen Innenfläche (161)
der Ringanordnung (161) in entsprechenden Schlitz-
bereichen., die den Schlitzbereichen 1 bis 12 der Spei-
chen gegenüberliegen, gewickelt sein könnte. Der Trans-
formator 150Tist eine wirksame integrierte mehrphasige
Elektromagne-tiförrichtung mit einem primären Dreiphasen-
eingang, der Stern- oder Dreieckschaltung haben. kann,
Seine sekundären Ausgangswicklungen sind wie erwähnt
zur Systemkopplung einzeln. Daxüberhinaus haben die
Sekundärwicklungen ähnliche Ausbildung wie die frimäe-
wicklungen, Für einen 115/200-Effektivspannurigsausgang
des Syst.ema (bei Verwendung einer 285 V Gleichstrom-
Sammelleitung 47, 48) wurde ein Abwärtswindungsverhältnis
von 2 : 1 Primär. zu Sekundärwicklung verwendet. Andere
Nennspannungen sind natürlich an den f. Ausgangsklemmen
(44) durchführbar. Wenn also ein 285Y Phase-gegen-Phase
Wechselstromausgang erwünscht ist, ist das Windungsver-
hältnis entsprechend geringer. Das.Windungsverhältnis kann
ebenso je nach Kurzschlußverhältnis-Nennleistung und
Ausgangsspannung aufgespannt werden. Erwähnt sei noch-
mals, daß bei einem Zweikanal-Wechselrichter (4Q) jeder
Transformator &ST-1, ST-2) ungefähr die Hälfte der Span-
nung wie auch die Hälfte der Ausgangsleistung liefert.
Fig. 16 und 17 zeigen entwickelte Wicklungsdiagramme eines
Ausführungsbeispiels für die Tranaformatorwicklungen. Der
angedeutete Wicklungstyp ist: Zweilagige Schleife in zwölf-
stufiger Ausbildung für Schlitze 1 bis 12 der Speichen-
Kern-Ringanordnung 161, 162 (Fig, 15). Es können anders
wirksame Mehrphasen-Wicklungäanordnungen verwendet wer-
den, wie dem Fachmann für Motorwieklungs- und Transfer-.
matortechnik ohne weiteres verständlich ist. Für den
beispielsweisen 7,5 KVA-Transformator (150) wurde fol-
gende Drahtgröße verwendet: Drahtstärke Nr. 12 B & S,
ungefähr 0,506 x 10'3 qmm pro AmpAre. Die Primärwick-
lung war mit sechs Windungen pro Spule gewickelt. Fig. 16
zeigt das Wicklungsdiagramm für die Dreiphasen-Primär-
wicklungen 151, 152, 153 des Transformators 150. Phase
01: Beginnt in Schlitz 411, verläuft zu Schlitz,# 5,
der
120o entfernt ist, kehrt dann zum benachbarten Schlitz
2 bei 300 zurück, und verläuft dann zum Schlitz 4 6,
der 300 hinter ß 5 liegt; dann erfolgt ein Wechsel um
180° zu Schlitz,# 11, zurück zu Schlitz .4 7, der 1200
von diesem entfernt ist, von. dort zum benachbarten
Schlitz,# 12; die 01 Primibrwicklung endet am Schlitz
)# 8
mit einer auslaufenden Endleitung. Tatsächlich verbinden
sich die Endleitungen zu einer gemeinsamen neutralen
Klemme 154 bei dem in Sternschaltung gezeigten Aus-
führungsbeispiel.
Die zweite Primärwicklung 152 beginnt als Phase 02
1200 hinter dem Anfang der Phase 01 im Schlitz/ 5
und ist dann in einem mit der Phase 01 identischen
Muster gewickelt, nur daß jeder verwendete Schlitz
entsprechend 1200 von seinem Gegenstück der Phase
01
entfernt ist, wie im Diagramm von Fig. 16 zu sehen ist.
Ähnliches gilt für die dritte Wicklung 153 als Phase
03.: Sie beginnt im Schlitz # 9' der 1200 hinter dem
Anfang der Phase 02 am Schlitz.# 5 liegt, verläuft
zum-Schlitz # 1 (der in der entwickleten Folge wieder-
holt gezeigt ist) und folgt dem gleichen Phasenver-
schiebungsmuster der beiden anderen Phasen. Es ist zu
beachten, daß die Wicklung der Phase 03 ebenfalls der
Phase 0, 120'o vorauseilt, wie erforderlich ist, Die
Sekundärwicklungen 1:55, 156, 157 für den Bezugstrans-
formator (ST-1) sind mit ihren Primär-Gegenstücken
151, 152, 153 gleichphasig und fallen mit diesen in
der Wicklungsanordnung zusammen. Seine Sekundärspule
der Phase 01 (155) beginnt im gleichen Schlitz (#1)
wie-die für die Primärwicklung und folgt dem glei-
chen in Fig. 16 gezeigten Muster, abgesehen von dem
erforderlichen Windungsverhältnis. Das gleiche gilt
für die Sekundärspulen 156, 157.
Die Sekundärwicklungen 155#, 156', 157# für den Trans-
formator den zweiten Kanzle (ST-2) sind. jeweils um 30°
in räumlicher Phase verschoben, und zwar in beide Rich-
tungen, wie schon erwähnt. Fig. 17 zeigt das relative
Wicklungsmuster für die Sekundärwicklungen eines mit
zwölf Schlitzen ausgebildeten Transformators, der Drei-
phasen-Bezugsprimärwicklungen aufweist. Seine Sekun-
därwicklung (155') der Phase 01 : Beginnt im Schlitz
,« 29 der 300 hinter dem Bezugsanfangsachlitz
j« 1 liegt,
verläuft zu Schlitz, 6, der 1200 entfernt ist, zu-
rück zum benachbarten Schlitz 3, dann zu Schlitz / 7,
der 300 von,# 6 entfernt ist; dann findet ein
Wechsel
um 180o zu Schlitz,# 12 statt, zurück zum benachbarten
/ 8, weiter zu Schlitz 1 und zurück zu # 9, um 01 zu
beenden. Die Sekundärwicklung 155t der Phase jö1 ist
.somit in der Anordnung identisch mit der Sekundärwick-
lung (155) der Phase 01 eines ST-1 Transformators,
nur daß sie räumlich um 30o oder um einen Schlitz
Windung-für Windung in der erforderlichen Weise ver-
setzt ist. Die Sekundärwicklungen der Phasen 02 und
03 des ST-2, nämlich 156', 1571 sind ähnlich im Ab-
stand von 30@ gegenüber ihren ST-1 Gegenstücken 156,
157 gewickelt, wie dem Fachmann nun ohne weiteres
verständlich sein wird.
Sechskanal-Wechselrichter
Es gibt eine Anzahl praktischer Vorteile, wenn man eine
größere Anzahl von Kanälen bei dem Wechselrichtersy.
stem der vorliegenden Erfindung verwendet. Das ist be-
sonders wichtig für höhere Nennausgangsleistungen. Der
Ausgang des Transformators eines jeden Kanals ist in
Reihenzuschaltung geschaltet. Dadurch ist die Last auf
die Ausgangstransformatoren im wesentlichen gleich ver-
teilt. Die Nennausgangaspannung erhält man durch Addi.
tion der einzelnen Spannungen vom Transformator eines
jeden Kanals. Die Nennspannung der gesteuerten Silizium-
Gleichrichter der jeweiligen Rechteckgeneratoren ist ent-
sprechend verringert:, praktisch um einen Faktor n bei
einem n-Kanal-System. Deshalb können die wirtschaftli-
cheren Kurzschlußverhältnisglieder in jedem Kanal ver-
wendet werden. Die Nennleistung eines jeden der n-Aus-
gangstransformatoren liegt dicht bei 1/n der erforder-
lichen Nennleistung des Systems: Das Ergebnis ist
eine
Strommultiplikation durch Kanalzunahme, da für eine ge-
gebene Nennausgangaspannung mit f0 die höhere Nennbe-
lastung durch garallelatromverwendung in den KursschluB-
verhältnieatufen und abschnittsweisen: Ausgangstransfor-
matoren erzielt wird.
Äußerst vorteilhaft ist ebenfalls eine entsprechende Er-
hÖhung in der Anzahl der Stufen der Ausgangs-Wellenfor-
men.-Dadurch ergibt sich geringere Verzerrung; ergeben
sich Ausgänge, die in höherem Maße gefiltert werden
können mit weniger aufwendigen und leichteren Filter-
einheitere. Ein Zeikanal-Wechselrichter (40) liefert -
zwölfstufige Wellenformen, siehe Figo 70. Ein Vierkanal-
Wechselrichter kann 24-stufige Wellenformen erzeugen.
Ein Sechskanal-Wechselrichter liefert 36-stufige Wellen-
formen pro Periode,- siehe Fig. 19. Generell liefert ein
n-Kanal-Wechselrichter zyklische Wellenformen: mit 6n-
Stufen.
Das besagte Vierkanal-System hat vier Ausgangstransfor-
matoren, deren Sekundärwicklungen jeweils nacheinander
bei 0°, 1509 300, und 45o in räumlicher Phase zu ihren
jeweiligen Primärwicklungen verschoben sind: Die zeit.
liehe Phase der ihren Primärwicklungen aufgedrückten
Mehrphasenströme ist jeweils bei 0 °, 150,
300 und 450
gegenüber dem 00 Kanal als Bezug (ST-1) verschoben.
Die
ersten ausgeprägten Harmonischen in der resultierenden
24-stufigen Wellenform sind die 23, und die 25.,
die
leichter zu filtern sind als der.Zwölfatufen.-Zweikanal-
ausgang. Darüberhinaus betragen die jeweiligen vier
Summiertransformatoren bei einer gegebenen Nennleistung
jeweils die halbe Nennleistung der beiden eines Zwei-
kanal-Systems. Umgekehrt ist die doppelte Nennleistung
möglich, wenn alle Ausgangstransformatoren gleich be-
messen sind. Ähnlichen gilt für die Rechteckgeneratoren
für diese beiden Systeme.
Fig. 18 zeigt die sechs Transformatoren ST-1 bis ST-6
und ihre entsprechenden Ausgangawellenformen in einem
Dreiphasen-Sechskanal-System. Diese Transformatoren ha-
ben ähnlich ausgerichtete Primärwicklungen 171 bis 176
mit jeweiligen Dreiphaseneingängen daran E1 bis E6, wie
jeweils in den Abschnitten A bis F dargestellt ist. Je-
der Sekundärwicklungssatz ist jeweils in räumlicher
Phase gegenüber seinem Primärwicklungsaatz (171-176)
nacheinander um 100 zunehmend in der gezeigten Weise
verschoben: in Phase, nämlich- bei 0 0 im Bezugstrans-
formator ST-1; um 10o im ST-2; um 20o im ST-3; um 30o
im ST.*6; um 40o im ST-5; und um 50o im ST-6. Ebenso
wesentlich ist, daß die zeitliche Phase der jeweiligen
Dreiphasen-Eingänge E1 bis E6 an den Traneformator-Primär-
wicklungen 171 bis 176 entsprechend um 100 jeweils zu-
nehmend verzögert ist. Dadurch ergeben sich die zy-
klischen Ausgangsspannungen der Sekundärspulen e1 bis
e6 mit den in idealisierter Form in Fig. 18 gezeigten
jeweiligen Zeitphasenverzögerung erfolgenden Vers.
achiebungen.
Die primären Mehrphaseneingänge E1 bis E6 haben recht-
eckige Wellenform wie in Zusammenhang mit dem Zweikanal-
System (40) vorstehend beschrieben ist. Die gestuften
je-
weiligen Kanal-Ausgangswellenformen jedes Transformators
ST-1 bis ST-6 sind das Ergebnis der-zusammengesetzten elek-
tromagnetischen Einflüsse in diesen bedingt durch die
jeweiligen Raumphasenverschiebungen in ihren Wicklungen,
und die entsprechenden verzögerten Zeitphaseneingänge
in der hier erläuterten Weise und wie dem Fachmann nun
ohne weiteres verständlich sein wird: Es ist zu beach-
ten, daß die Ausgangswellenformen e29 e3* e5 und e6 zy-
klisch über 3600 hinausverlaufen bei einer solchen Ver-
schiebung ihrer zeitlichen Phase. Die so verlängerten
Abschnitte haben geringere Größen und sind gestrichelt
an ihren Gleiehphasenanfängen angedeutet entsprechend
ihrem wirksamen Vorhandensein im System.
Fig. 19 zeigt die Einphase (e) der Summier- Ausgangswellen.-
formen für den Sechsk,-,nal-Wechselrichter. Jede positive
(+) 1800 Hälfte der Perioden (e) hat 18 ,Stufen in gleicher
Weise wie jede negative (-a) Hälfte: insgesamt 36 Stufen pro
Periode (e).mit fo oder 400 Hertz. Fi.g. 19 kennzeichnet
die Sechskanal-Wellenformausbildung durch die sechs jeweils
addierten abschnittsweisen oder Kanal-Wellenformen e1
bis e6 von Fig. 18, Die in der positiven (+) Hälfte der
gestuften Wellenform (e) gezeigten dünnen Konstruktions-
linien deuten ihre komplexe Addi,erung (von e1 bis e6) auf
einer augenblicklichen jedoch fortlaufenden in-Zeit
Basis an, wie dem Fachmann ohne weiteres verständlich ist.
Figo 20 zeigt die einfache Reihenzuschaltung-skopplung
der entsprechenden Phase jedes der sechs Summiertrans-
formatoren ST--1 bis ST-6o Ihre Schaltung ist theoretisch
der für das Zweikanal-System-in Zusammenhang mit Figa 7 9
9 und 10 beschriebenen ähnlich. Die Endleitungsklemme
n1 der Sekundärspule für e1 des ST-1 kann die neutrale
Zeitung n des Systems sein. -
Die Sekundärspannungen e1 bis e6 sind so geschaltet, daß sie sich
durch ihre jeweiligen Sekundärspulen in Richtung ihrer Pfeile von den Anfangsleitungen
zu den Endleitungen m2 bis m6 addieren, um den Ausgang e für die Phase 01 zu bilden.
Die anderen Phasen 02 und 03 sind für den Dreiphasen-Ausgang nach Fig. 9 des Zweikanal-Systems
ähnlich gekoppelt. Es können mehr oder weniger als drei Phasen verwendet werden;
im weitesten Sinne kann jede praktische Mehrphasenausbildung verwendet werden. Ein
solches Sechskanal-Wechselrichtersystem liefert einen Wellenformausgäng bei der
36-stufigen Ausbildung relativ geringerer Verzerrung als die Zwei-oder Vierkanalsysteme.
Vor dem Herausfiltern beträgt sein harmonischer Inhalt nur ungefähr 3,5 % und läBt
sich leicht auf einen sehr geringen Restinhalt für den gewünschten f0 Ausgang'filtern.12 is a schematic block diagram of the sequential firing circuit 54 (STG) for the dual channel inverter 40. It includes six sections with respective control transformers T-1 through T-6 to provide drive signals for the gates of the short circuit ratio square generators 55 and 56. Each phase of each generator contains a bridge short circuit ratio pair gated by a single control transformer and several at a time Secondary windings has (91 to 94) m three such
Control transformers provide the drive signals
for a three-phase generator in correct time phases "
relationship. As. above in connection with Fig. 7B
and 10 are those on the second.
Summing transformer (ST-2) given three-phase right # -
leakage currents of the generator 56 in a temporal phase opposite
above those from generator 55 to transformer ST-1
delayed by 30o.
When using the positive half-wave starts of the
Phase 01 of the generator 55 as a reference, are the time
- borrow phases of its respective generated phases 0d,
0 2, 'ö3 following 0 °, 12009 240 °, and 300, 1500, 270
for the generator 56, a square wave switch
follows for every consecutive 300 (temporally)
while taking into account the negative
Right-hand wave halves o Six 'consecutive 300
Clock pulses occur at 0 °, 30c, 600, 900a 120ƒ,
1500o Four of these impulses are positive
Half-wave starts together, namely: at 00 and 300
for the 01 APaar; at 1200 and 1500 for the 02 Paaro
By reversing the secondary winding connections for
the said 600 and 90 ° pulses, so that the straight
"negative:" short-circuit ratio elements thereby
would ignite, the negative side of the short-circuit
ratio elements for the 03 phase of the generator b 55
at (600), and the generator 56 at (90®) each in
correct time sequence: Such an attachment of the tax.
Windings of the corresponding transformers (T-3 and
T®4) for the short-circuit ratio not shown
members of phase «3 achieve this result, your every
occasional 2400 and 2700- positive rectangular-shaped
Half-waves then occur in the correct time phase
ai.ehung on (180® later) r around the three-phase rectangular
power sets to complete. The following 300 ignition pulses generate the second 1800 half-wave sections (1800 to 3600) of the aforementioned six square waves and complete the two sets of three-phase currents with 30ƒ separation. The ignition taking place in this way at 300 uses twelve clock pulses for each 3600 output period with the fundamental frequency f0 with continuous generation, The six drive transformers T-1 through T-6 will be.
each rectangular waves impressed in such a way that
in turn, the said rectangular tax
currents for the short circuit ratio generators 55,56
deliver. Individual, block-shaped at M1% 1 to MV-6
interpreted multivibrators produce the rectangular
Ripples in these transformers. Primary winding
lines 87-1 to 87-6, or 89-1 to 89. »6 are to these
Multivibrator units connected. The primary
Center taps 88-1 to 88..6 are each to the
positive collecting line 47 connected. The primary
transformer halves are alternately excited and
induce in their respective secondary windings 91-1
up to 94-1 etco square-wave control signals with the
f0 period number. The multivibrators MV-1 to MV-6
are in chronological order through ring counter circuits
with AND circuits A-1 to A-67 and an electronic
rule fundamental frequency clock 45 controlled. The A-
means MV-1 is fired in sequence when its U N D-
Unit A-1 by turn-over activation or
Ignition of the previous section (MV-6) over
Newspapers 108-6, 109-6 toughened or "discontinued"
has been and if: the subsequent impulses of
the clock 45 via the clock line 105 and
the lines 106. »1, 107-1 are applied. Such
Simultaneity takes place through newspapers 126-1 or
127-1, u the cultivibrator KV-1 in its opposite
phase blocked. convict. Thereupon the polarity
the control currents through the primary and secondary windings
gen 91-1 bia 94-1 of transformer T-1 reversed. One
such switching activation of the multivibrator KV-1
in turn causes a bias 11 position signal
directly to the next AND unit (A-.2) via the line
tungen 108-1 ,: 109-1 is given. One example
The circuit for the MV-1 and A-1 units is
13 shown and described.
The tilted MV-1 unit remains in this state
a duration of 180®, whereupon they in their previous
the state is tilted back. There are thus alternating
Seldom positive (+ ) and negative (-) rectangular ones
Shaft halves in the windings of the transformer T.-1
generated with the fa period number. The flp-flop shares
Fourth of the multivibrators is in each case by a duration
by six pulses apart. The first of these impulses
tipped the multivibrator MV-1, which is the AND unit A-2,
as explained, directly through lines 108®1g 109-1
"discontinued". The next pulse occurs 300 later
the clock generator line 105 and already reached
"set" AND unit A-2 via lines 106-2,
107-2 and tilts at the same time and causes direct
Switching of the cultivibrator MV-2 in its opposite
set state via the newspapers 126-2s 12p # 20
The six multivibrators are in this way in the
Order KV-1 to MV-6 tilted.
The next (seventh) pulse from clock 45 occurs 180 later than the first one that flipped the MV-1 unit and hits its AND unit (A-1) which has already passed through the MV-6 unit has been "discontinued". This will
then the MV-1 unit straight back to its original one
Position tilted back, as above at the beginning, and
the phase of their output is reversed, the exact
timed changeover drives of the multi
vibrators continue in sequence and that
Tilting back takes place in cyclical repetition. the
Tilt phases generate the first 180o part of the right
angular waves; the tilt back phases the second
180o part, sequentially complete each
.360 ° @ period. The mentioned (6) legal
corner currents as two three-phase movements in time
Phase separation of 30o made. When the MV-2
Unit 30o later than the MV-1 unit.
tilts, as mentioned above, she gives her-
on the other hand a "setting" signal to the A-3 AND unit
of the MV-3, not shown, by the newspapers 108-2,
109-2. The next clock pulse on line 105 will be
given to the AND unit A "3 to reverse the phase
initiate in the MV-3; and similarly in
pulsed sequence for KV-4, MV-5 and MV-6, Die
sixth AND unit A # -6 is through lines 108-5,
109-5 "set" when the fifth MV-5 unit has
tilts.
The flip-flop operation of the six MV-1 multivibrators
until MV-6 successively changes the polarity of the right-- '
corner stream halves, which on their assigned TraAhr--
mators T-1 to T-.6 , if one'd-in @ - .: T # rans-
formator T-1 as a reference, then begins at this m'die-
Oo and the "negative" (180o) uiPhase. These concern
the relative time phase of the T-1. by the MV-1 for
the short circuit ratio bridge pair of phase 01 of the
Generaters 55 (Pig * 11) generated alternating halves: »
Periods. The relative time phase of the rebar tariff ..
sgnale from transformer T2 is thus 30o and (2100), -
as stated; whereby the Multivbrator MY-2 has one clock.
impc @ ls -later than the XV-1 -is actuated .: Die aufein.
other outputs not shown - occur with: -
(600) and 240 ° for T-3-9 (9400 ') and 2700 for T.4; 1200
and (3U *) for T-o5- and: 1500 and (3300) for TwC. Your floodplain.
walk and your turn through the two Dreiphaeen @ r
- Final course relationship @ Brtakengeneratoren 55, 56 is like
has been described above.
74.4 13. Is an aohematic a 'circuit diagram the initial.
but without the health management (54) of Fig: 12 and
contains the Beeugamultivibrstor MY - 1 1 the AND unit
A m and the clock pulse generator 45 The 7requene fo the clock
Impulses is twelve times t the Aaagangentromfre-
quena, (f4) 1 namely 4800 pulses per second for one
4Q0 Hertz output. The fundamental frequency unit 45 can be a
electronic oscillator be # that with a level, -
traistort a tuning fork t a temperature-controlled one
Crystals one. RV0 Sohwingkreie or the like * built up.
is * The housing and stability of the clock unit
4 essentially determines the accuracy of the phases
setting and. Proeuens the system build $ s The binary
110i'45 is used by denrli: cheet> es_ell.el u via the
oriderstd 102 excitedq their impulses are
Resistor 104 d: 4r base the transistor 110 pushed on
de ssin.etraetite -egati gerttete impulses with the pre:
0, o-on the @eifiru 105 gives * D
itted0Treietere 110 is about the diode 111 the
negative 13 parts line (48) must be given. ollektu to ditto.
Bones @ ktgeberle @ itu1 *
The example multivibrators are unstable and
each contain a transistor amplifier pair, the
Magnetically via the assigned regulating transformer
are coupled. The respective collectors of the Traneis
Torpaaren 11 ?, 11'4 of the cult ghrator MV-1 Bind. the
Primary winding , 86-8P of the Tranafermatorn T.-1 through the
Newspapers 87.1t 89001 placed, their bases are 3a cross-
switch on, the winding in feedback via the
Repplungewideerst4o 1159 '116 lied. Your em itte
electrodes go to the ge »in®gae newspaper 120» die
via llipdea 1179 118 and 111 to the negative l #
Leiturig 48 runs. The diodes 121 bswo 122 l "ea die
Wedge these transistors to a geensea @ s
Line 13g, and via the Xiderstand-Kondenesteraartz
137 due Bmitterlei t ux g 120. Each level of vibration
with the one from the volt seconds line to my
orderly transfarmatore al requenz, run free or
swinging is due to the clock generator Cfoa)
synchronized with the number of periods. The Plip] Flop
8ynohreenization of every cultivibrator is thereby achieved.
is enough to ensure that the sequence of a
such Umsehaltungsaktivierungt HRE namely with you,
guenz to is greater than its low frequency, like that
Pachwa, is readily understandable. / used
The ul.ti; vilerata @ r @ raua.aletreri 11'2t 114 wecbaeln in
their 'lip-plop.iktvierung under. the Steeaerus g des.
AND-Traneieetorpaareee 123 ,. 124 of the unit A # -1- nee
Base electrodes of the '-Traneistoreen 112 "114;
About the Koppluadteden 1ä # 129 and the i
12fw 4 e 12`, 1: dec11et o r der U.
.
123e, 124 applies * ü: Leee "en Bind mbenteel 1, eg Sbew,
Idegetä <adee 131, 132 .t der gtmleei 13,5 and,
wieederux with the ae ig atiwea g «wo ileitüber e .
Diodes 111, 118 connected. The emitters of the AND transistor
ren 1239 1:24 are placed on the clock generator line 105 , the
the negatively directed pulses from transistor 110
be pressed. The base electrodes of the AND transistors
1239 124 are connected to the negative manifold 48 across
Capacitor shunt resistors 133 or 134 coupled,
and via coupling resistors 137, 138 with the
voltage # or "setting" »lines from the previous one
Multivibrator (MV-6 in this case), namely the line
lines 108-.6 '109-6,
The adjustment line 108-6 runs from the "opposite"
Transistor of the final multivibrator MV-6, namely that of the
1500 output signal phase corresponding as on the
left side of transformer T-6 in Fig. 12
is: The line 109 # 6 runs from the transistor on the
right side of the MV-6 corresponding to the (3300) output
signal phase, In order to achieve the required work sequence
aim; is the "setting" by the multivibrator
MV-6 reversed to MV-1, with the newspaper 108.-6
from the 1500 phase to the AND transistor 124 for the
(1800) phase of MV-1 is placed; and line 109-6
from (3300) to AND transistor 123 for the next
00 Phase in the period repetition: The "setting" -
Couplings between the other sections are symmetrical
trisch 'namely: the collectors of the KV-1 transistors
112, 114 are each connected to the AND transistors of the
next section (A # -2) via the "setting" lines
108-1, 109-1 in left-to-left and right-to-right loading
drawing coupled ,. like those from M7-2 to A-3, MV-3 to A-4
etc. So if the left M7-1 transistor 112 is at the beginning
the 0 ° phase blocks, the left: AND transistor of the
A..2 "set" for the next 30o phase. Corresponding
is at the (180 °) phase of the right transistor 114 des
MV-1 the right AND transistor of the A-2 for its (210 °)
Actuation "set" at the next clock pulse. These
Coupling in sections, with MV. - 6 to A-1, MV-1 to
A-2 begins and continues through MV-5 to A-6 and MV-6
back to A-1 results in an effective ring counter, which the
Output sequence of currents from transformers T-1 bis
T-6 for pole control of the generators 55, 56 regulates.
The ring counter principle tilts every multivibrator
every six clock pulses once. The 0o phase "beginning"
starts on the left side of A-1, MV-1 and T, .1; and
becomes 30o after the start of the (330o) phase on the right
th side of A-6, MV-6 and T # -6 activated. When the mul-
vibrator transistor on the (330o) side of the MV-6
is blocked, an increased positive signal is through
the "setting" newspaper 109-6 on the basis of the 0o-Pha-
sen transistor 123 via the coupling resistor 1'37
directed. This "setting" signal is over 1800 's
Maintain fo period. The next negative
directed clock pulse goes to the emitter of the
Transistor 123, whereupon the base electrode of the MV-1
Transistor 112 with respect to its emitter negatively after-
drags and locks directly.
In the case of the multivibrator system described here, it leads
the transistor 112 in the open state current through
the half-winding 86 of the transformer T-1 in the direction
in which the (180o) control currents - in the secondary
windings are generated 91-1 to 94-1, while the
Transistor 114 remains blocked. The right transistor
(114) of the multivibrator is blocked while the
displayed control current phase (180 °) is effective. When locking the
left MV transistor 112 through the left AND transistor
123- in the manner mentioned, the right multivibrator-
Transistor (114) opened directly via the coupling. There-
Current then flows through from the center tap 88-1
the half-turn 86t, around the opposite rectangle »
Signal in the secondary windings 91-1 to 94-1, here at
To generate 0o phase period start. It is kicking. then one
increased voltage on "adjust" line 108-.1 to the
from the blocked transistor 112 to the left AND transistor
the next unit leads (A-2), the next clock pulse
leads to simultaneity in A # »2 and blocking of the left one
Transistor of MV-2, whereby the output of the transformer
tor e T- # 2 from its (210 °) phase to the 30o phase output
is switched, as is now readily apparent to the person skilled in the art
will be understandable. This process continues
pulsed through the clock line 105 to the
30 ° apart two sets of three-phase
To generate output signals o
The structure of the remaining part of the follow-up ignition circuit (54)
is now readily understandable to the person skilled in the art. be.
It. reference is made to the continuous newspapers
on the right hand side of Fig. 13. The positive collecting
line 47 is common to all six sections and
is connected to the central tapping of the remaining control transforma-
gates as shown in FIG. The setting
Zetungspaar 4a ,, (108-1, 109-1) - is- to the following AND
Unit A-2_Kelegt. Newspaper sentence b consists of the
three common newspapers 120, 135, 136 for all multi-
vibrator transistors. The cable set e consists of
negative bus 48 and clock line 105.
The returning "set" lines 108-6, 109-6 from
MV-6 to A-1 are at d. The clock transistor
110, the diodes 111, 117, 118 and the RC unit 137
are common for the STC System 54. Of course, other
their equivalent means and / or circuits are used
to activate the pole firing function of the unit 54
achieve.
Structure of the summing transformer
Fig. 14 is a schematic diagram of a typical summing transfer
formators (150) for a three-phase inverter system
of the kind described here. In order to be more effective magnetic
Effect it has, he has an iron core. The primary windings
151, 152, 153 correspond to the three indicated phases
01 '02' 03 and have 154 star scarf on the "End" terminal
tion. The summing transformer 150 corresponds to the above
transformer ST-1 described above with the pri-
primary section 60 and the secondary winding 65 (see Fig. 39
7A, 8). The secondary windings 155, 156, 157 are tight
overall with their respective primary windings 151, 152, 153
couples, as will be explained below. When loading
train summing transformer (ST-1) are these secondary winding
lungs in spatial phase with their primary windings
wrapped. However, the secondary windings are in spatial
phase to the winding positions of the primary winding
lungs in the other transformers.
As already mentioned, the secondary windings (65f) are at
Transformer ST-2 of a two-channel inverter (40)
in spatial phase by 30o compared to their primary
lungs displaced (see Figs. 7B and 9). In practice
such a shift can be 30o plus (+) or
minus (-) direction, that is , in their spatial phase
clockwise or counterclockwise draw
be apart. The resulting rectangular
Waves have an extension of 120 °, at 0.866 relative size and with 60 ° blank values, as they are induced in each secondary winding. The resulting secondary coil voltages are the same as they appear on the phase to phase basis of the reference transformer (ST-1), the secondary windings of which are star-connected, as shown in FIG. 6 is shown. The spatial phase shifts by 30 ° of the ST-2 secondary windings (65 ') generate such rectangular waveforms in the individual windings and are directly connected to the ST-1 secondary windings (65) in order to produce the desired output waveform, as shown in connection with Fig. 70 and 9 is described. As already mentioned, there is also the temporal phase of the three-phase input current on this ST-2 Trans. » transformer delayed by 30 ° compared to that at the reference transformer ST-1 (see Fig. 7B and 10). -The use of an individual. "Output" or summing transformer for each alternating channel proves to be a very practical arrangement for the following reasons: (1) The nominal output power of the system is divided between the output transformers on the basis of essentially equal proportions. (2) The nominal output voltage is distributed over the secondary windings of the transformer and adds up, as will be explained in more detail below in connection with Figs Spatial phase corresponding signals shifted in the time phase are induced for the correct alignment in the signal summation. (4) The industrial transformers provide the required flexibility of the output current without any significant increase in weight or cost compared to a theoretical transformer with a single output: The structure and / or the formation of the summing transform
mators (150) can take many forms. One two
example arrangement is in Fig. 15 for the laminated
Structure shown * Its core 160 has a variety of
radial spokes 162, 162, which are supported by an annular
gene magnetic member 161 are surrounded. In the three-phase
formation are twelve spokes ( 162) with corresponding different
bordering winding slots provided at 1 to 12.
The core 160 and the outer member 161 each form La.
plate arrangement of high sheet steel quality such as M. »15;
.Best quality steel for weight reduction in flight
tool applications; or generally good silicon steel
as used for transformers to avoid loss, Er.-
To decrease fawns, etc. The slat thickness is optional
wise, for example 0.152 [/ 0.1016 mm; or thicker up
for example to 0.381 mm. The transformer (150)
with a slotted core ring (160, 161) is by weight
much easier and more effective for those in question here # -
standing purposes than conventional E-1, UU, Matel.,
Core." or other known static transformers to--
regulations. The multi-phase windings have both sides
the core (160) and the ring stator (161) in more effective
Magnetic effect.
The core 160 has a central opening 165.
A preferred training factor for the Grölt® of his
labe from the opening 165 radially to the base of the spoke
is 1991 times the width (W) of the spokes (162) 1 Die
same dimension, namely 1, g1 x W is as a radial tie "
fee of the ring lamellas (161) Used course k8 = eex
other training criteria are used instead,
For example, dimensions for a c, ertre @ tför @
tor (150) with the characteristic power 7e5 kilovcslt «p4.r6
Damellenhühee von Kern (1eo> and Ring (161) 44f 45 f
Width of the spokes (162) 10j16 mm with: essentially
equally wide parallel sides
maghetisnhes Arbeiterre Dafchtienger den Rehbraehc
(165) 15.87mm hub and ring radial dimensions
19.30 mm, diameter of the spoke lamellas (160) 101'6mm
and the outer diameter of the ring lamellas (161) 13997 mm.
It is advantageous to keep the magnetic scattering low
keep. For this purpose, the wrapped spoke plate
lamellar arrangement (160) in the annular lamellar arrangement (1.61)
tight fit. A sliding fit with a fragrance gap of
0.0254 mm or less per side is appropriate. Through this
a spread factor of less than 5% is possible. At sol-
Chen transformers. (150) are electrical powers
easily over 90% with excellent weight factors
targetable. A close coupling of the primary: and secondary wicks
lungs with little electrical loss and education
for low magnetic scattering, give an excellent.
Output voltage regulation for the system:
In the example of the summing transformer (150) according to
Fig. 15 are the primary and secondary multiphase
windings in the slot areas 1 to 12 wound.
It is understood, however, that one of these winding
instead put on the cylindrical inner surface (161)
the ring arrangement (161) in corresponding slot
that correspond to the slot areas 1 to 12 of the storage
chen opposite, could be wound. The Trans
formator 150T is an effective integrated multi-phase
Electromagnetic transmission with a primary three-phase
input, the star or delta connection. can,
Its secondary output windings are as mentioned
for system coupling individually. Dax also have
Secondary windings similar training as the frimäe-
windings, for a 115/200 rms voltage output
of the Syst.ema (when using a 285 V direct current
Manifold 47, 48) became a downwind ratio
of 2: 1 primary. used to secondary winding. Other
Nominal voltages are of course at the f. Output terminals
(44) feasible. So if a 285Y phase-to-phase
AC output is required, the turns
proportion correspondingly lower. The wind ratio can
also depending on the short-circuit ratio nominal power and
Output voltage are stretched. Mention should also-
times that with a two-channel inverter (4Q) every
Transformer & ST-1, ST-2) approximately half the voltage
as well as half of the output power.
16 and 17 show developed winding diagrams of a
Exemplary embodiment for the transformer windings. Of the
indicated winding type is: two-layer loop in twelve-
stepped training for slots 1 to 12 of the spoke
Core ring assembly 161, 162 (Fig. 15). It can be different
effective multi-phase winding arrangements are used
the, as the expert for motor weighing and transfer.
matortechnik is easily understandable. For the
For example, a 7.5 KVA transformer (150) was
The following wire size is used: wire gauge No. 12 B & S,
approximately 0.506 x 10'3 sqmm per AmpAre. The primary wind
treatment was wound with six turns per coil. Fig. 16
shows the winding diagram for the three-phase primary
windings 151, 152, 153 of the transformer 150th phase
01: Starts in slot 411, continues to slot # 5, the
120o away, then return to the adjacent slot
2 back at 300 , and then runs to slot 4 6,
the 300 is behind ß 5; then there is a change to
180 ° to slot, # 11, back to slot .4 7, the 1200
away from this, from. there to the neighboring
Slot, # 12; the 01 primary winding ends at the slot) # 8
with a terminating end line. Actually connect
the end lines become a common neutral
Terminal 154 at the output shown in star connection
leadership example.
The second primary winding 152 begins as phase 02
120 0 behind the beginning of phase 01 in slot / 5
and is then in an identical to phase 01
Pattern wrapped only that each slot used
corresponding to 1200 from its phase 01 counterpart
is removed as seen in the diagram of FIG.
The same applies to the third winding 153 as a phase
03 .: It starts in slot # 9 'of the 1200 behind the
At the beginning of phase 02 at slot # 5 runs
to the slot # 1 (which is repeated in the developed sequence
holt is shown) and follows the same phase relationship
shift pattern of the other two phases. It's closed
Note that the phase 03 winding is also the
Phase 0, 120'o advance as required, The
Secondary windings 1:55, 156, 157 for the reference trans-
formator (ST-1) are with their primary counterparts
151, 152, 153 are in phase and fall with these in
the winding arrangement together. Its secondary coil
phase 01 (155) starts in the same slot (# 1)
like-for the primary winding and follows the same
16 except for the pattern shown in FIG
required turns ratio. The same goes for
for the secondary coils 156, 157.
The secondary windings 155 #, 156 ', 157 # for the
formator the second office (ST-2). by 30 ° each time
shifted in spatial phase, in both directions
as already mentioned. Fig. 17 shows the relative
Winding pattern for the secondary windings of one with
transformer with twelve slots, the three-
has phase reference primary windings. His second
Phase 01 winding (155 '): starts in the slot
, «29 of the 300 behind the reference start slot j« 1,
runs to slot 6, which is 1200 away, to-
back to the adjacent slot 3, then to slot / 7,
which is 300 away from # 6; then there is a change
180o to slot, instead of # 12, back to the neighboring one
/ 8, on to slot 1 and back to # 9 to get 01
break up. Secondary winding 155t is phase jö1
. so the arrangement is identical to the secondary winding
development (155) of phase 01 of an ST-1 transformer,
only that they are spatially by 30o or by a slot
Turn-by-turn in the required manner
is set. The secondary windings of phases 02 and
03 of the ST-2, namely 156 ', 1571 are similar in
stood from 30 @ across from their ST-1 counterparts 156,
157 wrapped, as would be readily apparent to a person skilled in the art
will be understandable.
Six-channel inverter
There are a number of practical advantages to having one
larger number of channels in the inverter system.
stem of the present invention is used. This is
especially important for higher nominal output powers. Of the
Output of the transformer of each channel is in
Series connection switched. This puts the load on
the output transformers are essentially the same
Splits. The nominal output voltage is obtained from Addi.
tion of the individual voltages from a transformer
each channel. The nominal voltage of the controlled silicon
The rectifier of the respective square-wave generators is
speaking reduced:, practically by a factor n at
an n-channel system. Therefore, the economic
secure short-circuit ratio elements in each channel
be turned. The nominal power of each of the n-output
output transformers is close to 1 / n of the required
nominal power of the system: The result is a
Current multiplication by channel increase, since for a
given nominal output voltage with f0 the higher nominal
load through the use of garallelatromes in the course
proportions and sections: output transform
mators is achieved.
It is also extremely advantageous to have a corresponding
Increase in the number of levels of the output waveform
men.-This results in less distortion; result
outputs that are filtered to a greater extent
can with less complex and lighter filter
units. A four-channel inverter (40) supplies -
twelve-step waveforms, see Fig. 70. A four-channel
Inverter can generate 24-step waveforms.
A six-channel inverter provides 36-stage wave
forms per period - see Fig. 19. In general, a
n-channel inverter cyclic waveforms: with 6n-
Stages.
The said four-channel system has four output transformers
mators, the secondary windings of which one after the other
at 0 °, 1509 300, and 45o in spatial phase with theirs
respective primary windings are shifted: The time.
borrowed phase of their primary windings
Multiphase currents are at 0 °, 150, 300 and 450, respectively
moved compared to the 00 channel as a reference (ST-1). the
first pronounced harmonic in the resulting
24-step waveform are the 23, and the 25th, the
are easier to filter than the twelve-step two-channel
exit. In addition, the respective four
Summing transformers at a given power rating
half the nominal power of each of the two
canal system. The reverse is double the nominal power
possible if all output transformers have the same
measure are. The same applies to the square wave generators
for these two systems.
Fig. 18 shows the six transformers ST-1 to ST-6
and their corresponding output waveforms in one
Three-phase six-channel system. These transformers have
ben similarly oriented primary windings 171 to 176
with respective three-phase inputs on it E1 to E6, like
is shown in Sections A to F. Each-
the secondary winding set is in each case in spatial
Phase compared to its primary winding set (171-176)
successively increasing by 100 in the manner shown
shifted: in phase, namely - at 0 0 in the reference trans-
formator ST-1; at 10o in ST-2; at 20o in the ST-3; at 30o
im ST. * 6; around 40o in the ST-5; and by 50o in the ST-6. as well
it is essential that the time phase of the respective
Three-phase inputs E1 to E6 on the transformer primary
windings 171 to 176 accordingly by 100 each
taking is delayed. This results in the cyclical
cliché output voltages of the secondary coils e1 bis
e6 with the results shown in idealized form in Fig. 18
respective time phase delay occurring verse.
postponements.
The primary multi-phase inputs E1 to E6 have the right
angular waveform as in connection with the two-channel
System (40) is described above. The graded each
individual channel output waveforms of each transformer
ST-1 to ST-6 are the result of the composite elec-
tromagnetic influences in these due to the
respective spatial phase shifts in their windings,
and the corresponding delayed time phase inputs
in the manner explained here and as the person skilled in the art now
will be readily understandable: it is important to
that the output waveforms e29 e3 * e5 and e6 zy-
clichéd run beyond 3600 in such a
shifting their temporal phase. The so extended
Sections are smaller in size and are dashed
indicated accordingly at their equilibrium phase beginnings
their effective presence in the system.
19 shows the single phase (e) of the summing output waves.
shapes for the hexagon, nal inverter. Any positive
(+) 1800 half of the periods (e) has 18, levels in the same
Way like any negative (-a) half: a total of 36 levels per
Period (s) .with fo or 400 Hertz. Fi.g. 19 indicates
the six-channel waveform formation by the six each
added section or channel waveforms e1
to e6 of Fig. 18, those in the positive (+) half of
stepped waveform (s) shown thin construction
lines indicate their complex additions (from e1 to e6)
an instantaneous but continuous in-time
Basis, as is readily understandable to a person skilled in the art.
Fig. 20 shows the simple series connection coupling
the corresponding phase of each of the six summation trans-
formatoren ST - 1 to ST-6o Your circuit is theoretical
that for the two-channel system in connection with FIG. 7 9
9 and 10 described similarly. The end line clamp
n1 of the secondary coil for e1 of the ST-1 can be the neutral
Newspaper n of the system. -
The secondary voltages e1 to e6 are connected in such a way that they add up through their respective secondary coils in the direction of their arrows from the start lines to the end lines m2 to m6 in order to form the output e for phase 01. The other phases 02 and 03 are similarly coupled for the three-phase output of FIG. 9 of the two-channel system. More or less than three phases can be used; in the broadest sense, any practical multi-phase training can be used. Such a six-channel inverter system provides a waveform output with the 36-stage formation of relatively less distortion than the two- or four-channel systems. Before filtering out, its harmonic content is only about 3.5% and can easily be filtered down to a very small residual content for the desired f0 output.
Das Mehrkanal (n)-Wechselrichtersystem der vorliegenden Erfindung
liefert also direkt mehrstufige optimale Ausgangswellenformen, wobei jede Periode
6n-Stufen aufweist, die sehr einfach bei allen praktischen Anwen.. dungen mit dem
f ,o Fr Mehrphasen-Ausgang des Systems mit der Frequenz f0 . Die Nennspannung und
-leiteng jedes Kanals beträgt im wesentlichen 1/n der Nennleistung des Systems.
Seine Ausgangstransformatoren sind Leistungs.. stark und isolieren die Kurzschlußverhältnis-Rechteckgeneratoren
wirksam gegen nachteilige Betätigung während induktiver Belastungen. Ebenso wesentlich
ist, daß die Summiertransformatoren den Durchgang von Gleichstrom zum f0 Ausgang
(44) verhindern, falls ein Versagen in einem Kurzschlußverhältnisabschnitt auftritt.
Dadurch wird eine Beschädigung der mit der f. Zeitung verbundenen
Wechseletromeinrichtung verhindert, Das hier beschriebene
Wechselrichtersystem ist stabil, robust und wirksam. Von
einem elektronischen Taktgeber überwachte Polgezündkrei-
se halten die Wechselrichterkanäle in ihren richtigen
Zetphasenverschiebungen und liefern die erforderlichen
mehrphasigen Mehrstromsätze. Genaue Überwachung von
ei-.
her einzigen Quelle ermöglicht praktischen Parallelbe-
trieb einer Anzahl von Wechselrichtern dieser .Art
Bei den bevorzugten Anordnungen sind die n-Kanaäle eines
Systems in zeitlicher und räumlicher Phase in (n-1) glei--
ehe Stufen innerhalb einer Ausbreitung von 600 für Drei-
phasen-Ausführungsbeispiele verschoben. Das ermöglicht
die Verwendung der ziemlich vereinfachten, auf dem Ring-
zählerprinzip beruhenden Polgezündschaltung dafür in
der vorstehend beschriebenen Weise, und in ähnlicher
Weise für andere Anordnung, die nicht drei Phasen ver-
wenden. Das Sechskanal-Dreiphasen-System verläuft von
0° bis 5O0 mit fünf 10°-Stufen; das angegebene Vierka-
nal-Dreiphasen-System über ¢5o in drei 150- Stufen;
und
das vorstehend beschriebene Zweikanal-Dreiphasen-Syatem
um 30° in einer Stufe. Systeme mit größerer Anzahl von
Kanälen sind für höhere Leistungen und/oder Ausgänge
geringerer Verzerrung angegeben.
The multichannel (n) inverter system of the present invention thus directly provides multistage optimal output waveforms, each period having 6n steps, which are very easy to use in all practical applications with the f, o Fr multiphase output of the system at frequency f0 . The nominal voltage and conductance of each channel is essentially 1 / n of the nominal power of the system. Its output transformers are powerful and effectively isolate the short-circuit ratio square wave generators against adverse actuation during inductive loads. It is also essential that the summing transformers prevent the passage of direct current to the f0 output (44) in the event of a failure in a short circuit ratio section. This will damage the associated with the f. Newspaper Wechseletromeinrichtung prevents the described here
Inverter system is stable, robust and effective. from
Pole ignition circuit monitored by an electronic clock
se keep the inverter channels in their correct
Zet phase shifts and deliver the necessary
multi-phase multi-current sets. Close monitoring of a-.
from a single source enables practical parallel
drove a number of inverters of this type
In the preferred arrangements, the n channels are one
System in temporal and spatial phase in (n-1) equal-
before steps within a spread of 60 0 for three-
phase embodiments shifted. This allows
the use of the rather simplified, on the ring
Pole ignition circuit based on the counter principle in
as described above, and in a similar manner
Way for other arrangements that do not involve three phases
turn around. The six-channel three-phase system runs from
0 ° to 500 with five 10 ° steps; the specified square
nal three-phase system over ¢ 5o in three 150 steps; and
the two-channel three-phase Syatem described above
by 30 ° in one step. Systems with a larger number of
Channels are for higher powers and / or outputs
lower distortion indicated.