DE19850853A1

DE19850853A1 - Frequency converter with damped DC link

Info

Publication number: DE19850853A1
Application number: DE1998150853
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Poess
Original assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Current assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Priority date: 1998-11-04
Filing date: 1998-11-04
Publication date: 2000-05-18
Also published as: WO2000027017A1

Abstract

The invention relates to a frequency converter (1) having a current-compensated inductor (18) which is situated in a direct voltage intermediate circuit (5) and which comprises a magnetic core (19) made of a nanocrystalline material. The inductor (18) serves to dampen asymmetric interferences generated by an inverter (6) and to prevent these from being introduced into a network (3).

Description

Die Erfindung betrifft einen Frequenzumrichter mit einem ein gangsseitigen Gleichrichter und einem ausgangsseitigen Wech selrichter und einem zwischen Gleichrichter und Wechselrich ter geschalteten Gleichspannungszwischenkreis.The invention relates to a frequency converter with a rectifier on the output side and a change on the output side rectifier and one between rectifier and inverter ter switched DC voltage intermediate circuit.

Zur Entstörung von Frequenzumformern ist es allgemein be kannt, in die Netzleitungen vor den Gleichrichter stromkom pensierte Drosseln mit Ferritkernen zu schalten. Diese strom kompensierten Drosseln dienen dazu, asymmetrische Störungen auf den Netzleitungen wirksam zu unterdrücken.It is generally used to suppress frequency converters knows in the power lines in front of the rectifier Stromkom to switch retentive chokes with ferrite cores. This current compensated chokes are used to create asymmetrical interference to suppress effectively on the power lines.

Ein Nachteil der bekannten Drosseln mit Ferritkernen ist de ren großes Volumen, das wegen der niedrigen Permeablität von Ferritkernen zum Erzielen einer wirksamen Unterdrückung von Störspannungen erforderlich ist. Dies hat zur Folge, daß die Entstördrosseln mit Ferritkernen nicht in das Gehäuse von Frequenzumrichtern integriert werden können oder daß das Ge häuse von Frequenzumrichtern entsprechend groß gewählt werden muß, damit die Entstördrosseln mit Ferritkernen in das Gehäu se des Frequenzumrichters aufgenommen werden können. Hinzu kommt, daß die Ferritkerne in ihren magnetischen Eigenschaf ten empfindlich auf Temperaturänderungen reagieren. Deshalb sind die in der Form von Ringkernen vorliegenden Ferritkerne möglichst groß auszulegen, so daß Leitungen mit großem Lei tungsquerschnitt durch den Innenraum des Ringkerns hindurch geführt werden können, um den Leitungswiderstand und damit den Tefüperaturhub beim Betrieb der stromkompensierten Drossel zu begrenzen.A disadvantage of the known chokes with ferrite cores is de large volume due to the low permeability of Ferrite cores for effective suppression of Interference voltages are required. As a result, the Suppression chokes with ferrite cores do not enter the housing of Frequency converters can be integrated or that the Ge housing of frequency inverters can be chosen accordingly large must, so that the interference suppression chokes with ferrite cores in the housing se of the frequency converter can be recorded. In addition comes that the ferrite cores in their magnetic properties sensitive to temperature changes. Therefore are the ferrite cores in the form of toroidal cores to be designed as large as possible so that lines with a large lei tion cross section through the interior of the toroid can be guided to the line resistance and thus the temperature stroke when operating the current-compensated choke to limit.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Frequenzumrichter kleiner Bauform mit guter Störungsunterdrückung zu schaffen. The invention is based on this prior art based on the task of a frequency converter of small design with good interference suppression.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Gleichspannungszwischenkreis wenigstens eine Drossel mit ei nem Magnetkern aus einem weichmagnetischen nanokristallinen Material umfaßt.This object is achieved in that the DC link at least one choke with egg a magnetic core made of a soft magnetic nanocrystalline Material includes.

Die gemäß der Erfindung verwendeten weichmagnetischen nano kristallinen Materialien weisen im Vergleich zu Magnetkernen aus Ferrit eine viermal höhere Permeabilität auf. Auch die Sättigungsinduktion der nanokristallinen Materialien liegt um den gleichen Faktor höher als die Sättigungsinduktion von Ferriten. Insofern läßt sich durch die Verwendung von weichmagnetischen nanokristallinen Kernen im Vergleich zu Ferritkernen die gleiche Induktivität mit einer kleineren Windungszahl und kleinerem Kernquerschnitt erzielen.The soft magnetic nano used according to the invention crystalline materials have compared to magnetic cores made of ferrite four times higher permeability. Also the Saturation induction of the nanocrystalline materials lies around the same factor higher than the saturation induction of Ferrites. In this respect, the use of soft magnetic nanocrystalline cores compared to Ferrite cores have the same inductance with a smaller one Achieve number of turns and smaller core cross-section.

Bei Verwendung weichmagnetischer nanokristalliner Magnetkerne sind somit für die Drosseln kleine Bauformen möglich. Diese Drosseln lassen sich im Gleichspannungszwischenkreis anord nen, ohne daß ein besonders großes Gehäuse für den Frequen zumformer erforderlich wird. Durch die Anordnung der Drosseln im Gleichspannungszwischenkreis werden die vom Wechselrichter ausgehenden Störungen außerdem nahe ihrem Entstehungsort be dämpft. Dadurch wird aber die von dem Frequenzumformer ausge hende elektromagnetische Emission wesentlich besser unter drückt als beim Stand der Technik, bei dem die Drosseln ein gangsseitig in den Netzleitungen angeordnet sind.When using soft magnetic nanocrystalline magnetic cores Small designs are therefore possible for the chokes. This Chokes can be arranged in the DC link NEN without a particularly large housing for the frequencies forformer is required. By the arrangement of the chokes in the DC link are those of the inverter outgoing faults also near their place of origin dampens. This, however, results from the frequency converter under electromagnetic emission much better presses than in the prior art, in which the throttles are arranged on the aisle side in the power lines.

Ein weiterer Vorteil der weichmagnetischen nanokristallinen Materialien ist die Temperaturbeständigkeit der magnetischen Eigenschaften. Während bei Ferriten die Sättigungsinduktion im Temperaturbereich von 20°C bis 100°C stark absinkt, bleibt die Sättigungsinduktion bei weichmagnetischen nanokristalli nen Materialien in diesem Temperaturbereich im wesentlichen konstant. Dies bedeutet, daß Drosseln mit Magnetkernen aus weichmagnetischem nanokristallinem Material auch bei einem großen Temperaturhub zuverlässig arbeiten. Insofern lassen sich für die Wicklungen Drähte mit kleinem Querschnitt ver wenden, wodurch die Größe der Bauform weiter verringert wird.Another advantage of the soft magnetic nanocrystalline Materials is the temperature resistance of the magnetic Characteristics. While with ferrites the saturation induction drops sharply in the temperature range from 20 ° C to 100 ° C the saturation induction in soft magnetic nanocrystals Materials in this temperature range essentially constant. This means that chokes with magnetic cores soft magnetic nanocrystalline material even with one large temperature stroke work reliably. In this respect let wires with a small cross section are used for the windings turn, which further reduces the size of the design.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen enthalten.Further advantageous refinements and embodiments are contained in the subclaims.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im einzelnen anhand der beigefügten Zeichnung erläutert. Es zei gen:An exemplary embodiment of the invention is described below in individual explained with reference to the accompanying drawing. It shows gene:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Frequenzumfor mers mit bedämpftem Gleichspannungszwischenkreis; Figure 1 shows a first embodiment of a frequency converter with damped DC link.

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Frequenzum formers mit bedämpftem Gleichspannungszwischen kreis; Fig. 2 shows another embodiment of a frequency converter with damped DC link;

Fig. 3 ein Ersatzschaltbild für den Frequenzumformer aus Fig. 1; Fig. 3 is an equivalent circuit diagram for the frequency converter of Fig. 1;

Fig. 4 ein weiteres Ersatzschaltbild für den Frequenzum former aus Fig. 2; und FIG. 4 shows another equivalent circuit diagram for the frequency converter from FIG. 2; and

Fig. 5 gemessene Störspannungskurven bei Einsatz eines Frequenzumformers ohne bedämpften Gleichspannungs zwischenkreis und bei Einsatz eines Frequenzumfor mers mit bedämpftem Gleichspannungszwischenkreis. Fig. 5 measured interference voltage curves when using a frequency converter without damped DC link and when using a frequency converter with damped DC link.

Fig. 1 stellt einen Frequenzumformer 1 dar, der über Netz leitungen 2 an ein Netz 3 angeschlossen ist. Die Netzleitun gen 2 führen zu einem eingangsseitigen Gleichrichter 4, der über einen Gleichspannungszwischenkreis 5 mit einem Wechsel richter 6 verbunden ist. Der Wechselrichter 6 kann beispiels weise ein Isolated Gate Bipolar Transistor (IGBT) sein. Vom Wechselrichter 6 führen ausgangsseitig Motorkabel 7 zu einem Asynchronmotor 8. Der Gleichrichter 4 sowie der Wechselrich ter 6 sind in einem Gehäuse 9 angeordnet, das über eine Mas seleitung 10 an eine Masse 11 angeschlossen ist. In gleicher Weise ist eine Motorkabelabschirmung 12 über eine Masselei tung 13 an die Masse 11 angeschlossen. Fig. 1 shows a frequency converter 1 , which is connected via lines 2 to a network 3 . The Netzleitun gene 2 lead to an input-side rectifier 4 , which is connected via a DC voltage intermediate circuit 5 with an inverter 6 . The inverter 6 can, for example, be an isolated gate bipolar transistor (IGBT). On the output side, motor cables 7 lead from the inverter 6 to an asynchronous motor 8 . The rectifier 4 and the inverter ter 6 are arranged in a housing 9 which is connected to a ground 11 via a line 10 Mas. In the same way, a motor cable shield 12 is connected via a ground line 13 to ground 11 .

Der Frequenzumformer 1 dient nun dazu, die Frequenz und Phase der Antriebsströme für den Asynchronmotor 8 entsprechend der gewünschten Drehzahl des Asynchronmotors 8 einzustellen. Zu diesem Zweck werden die um 120° versetzten Phasen vom Gleich richter 4 gleichgerichtet und in den eine positive Nennstrom leitung 14 und eine negative Nennstromleitung 15 aufweisenden Gleichspannungszwischenkreis 5 eingespeist. Der Wechselrich ter 6 formt nun die Gleichspannung in Antriebsströme mit der gewünschten Phase und Frequenz für den Antrieb des Asynchron motors 8 um. Der Antriebsstrom in jedem der drei Motorkabel 7 weist dabei keinen sinusförmigen Verlauf auf, sondern wird durch eine bipolare Dreiecksspannung angenähert. Bei Bela stung des Asynchronmotors 8 wird darüber hinaus die Dreiecks spannung durch hochfrequente Rechteckpulse überlagert, deren Frequenz üblicherweise im Bereich von 100 kHz liegt.The frequency converter 1 now serves to set the frequency and phase of the drive currents for the asynchronous motor 8 in accordance with the desired speed of the asynchronous motor 8 . For this purpose, the phases offset by 120 ° are rectified by the rectifier 4 and fed into the DC voltage intermediate circuit 5 having a positive nominal current line 14 and a negative nominal current line 15 . The inverter ter 6 now converts the DC voltage into drive currents with the desired phase and frequency for driving the asynchronous motor 8 . The drive current in each of the three motor cables 7 does not have a sinusoidal shape, but is approximated by a bipolar triangular voltage. When loading the asynchronous motor 8 , the triangular voltage is also superimposed by high-frequency rectangular pulses, the frequency of which is usually in the range of 100 kHz.

Durch den Betrieb des Wechselrichters 6 entstehen im Gleich spannungszwischenkreis 5 symmetrische und asymmetrische Stö rungen. Symmetrische Störungen sind dabei solche Störungen, bei denen Potentialschwankungen zwischen der positiven Nenn stromleitung 14 und der negativen Nennstromleitung 15 auftre ten. Symmetrische Störungen entstehen beispielsweise wenn die Drehzahlfrequenz des Asynchronmotors 8 geändert wird. Dann ändert sich die Stromstärke in der positiven Nennstromleitung 14 und der negativen Nennstromleitung 15 und es treten Poten tialschwankungen zwischen der positiven Nennstromleitung 14 und der negativen Nennstromleitung 15 auf.Through the operation of the inverter 6 arise in the DC voltage intermediate circuit 5 symmetrical and asymmetrical interference. Symmetrical disturbances are disturbances in which potential fluctuations occur between the positive nominal current line 14 and the negative nominal current line 15. Symmetrical disturbances arise, for example, when the speed frequency of the asynchronous motor 8 is changed. Then the current strength changes in the positive nominal current line 14 and the negative nominal current line 15 and there occur potential fluctuations between the positive nominal current line 14 and the negative nominal current line 15 .

Aufgrund der kapazitiven Kopplung des Wechselrichters 6 mit dem über die Masseleitung 10 mit der Masse 11 verbundenen Ge häuse 9 führen die vom Wechselrichter 6 erzeugten hochfre quenten Pulse im Frequenzbereich von 100 kHz auf der Nenn stromleitung 14 und der Nennstromleitung 15 zu asymmetrischen Störungen, die als Potentialschwankungen zwischen der Nenn stromleitung 14 und der Masse 11 oder der Nennstromleitung 15 und der Masse 11 gemessen werden. Due to the capacitive coupling of the inverter 6 with the housing 9 connected to the ground 11 via the ground line 10 , the high-frequency pulses generated by the inverter 6 in the frequency range of 100 kHz on the rated power line 14 and the rated power line 15 lead to asymmetrical disturbances which are considered to be Potential fluctuations between the nominal current line 14 and the ground 11 or the nominal current line 15 and the ground 11 are measured.

Falls die symmetrischen und asymmetrischen Störungen nicht gedämpft werden, pflanzen sie sich über die Netzleitungen 2 ins Netz 3 fort. Außerdem sendet ein derartiger Frequenzum former ein beträchtliches Maß an Störstrahlung aus. Insbeson dere aus letzterem Grund ist es erforderlich, die Störsignale möglichst in der Nähe des Ortes ihrer Entstehung zu dämpfen.If the symmetrical and asymmetrical disturbances are not damped, they propagate into the network 3 via the network lines 2 . In addition, such a frequency converter emits a considerable amount of interference radiation. For the latter reason in particular, it is necessary to dampen the interference signals as close as possible to the place where they originated.

Zur Dämpfung symmetrischer Störsignale ist im Gleichspan nungszwischenkreis 5 zwischen der positiven Nennstromleitung 14 und der negativen Nennstromleitung 15 ein Ausgleichskon densator 16 angeordnet. Zur weiteren Dämpfung symmetrischer Störsignale ist zwischen den Netzleitungen 2 außerdem ein Sternkondensator 17 vorgesehen.To attenuate symmetrical interference signals, a DC capacitor 16 is arranged in the DC voltage intermediate circuit 5 between the positive nominal current line 14 and the negative nominal current line 15 . A star capacitor 17 is also provided between the power lines 2 for further attenuation of symmetrical interference signals.

Zur Dämpfung asymmetrischer Störungen ist im Gleichspannungs zwischenkreis 5 eine stromkompensierte Drossel 18 angeordnet, die zwei auf einen Magnetkern 19 aufgewickelte Drosselspulen 20 und 21 aufweist. Die Drosselspulen 20 und 21 sind dabei so an die Nennstromleitungen 14 und 15 angeschlossen, daß sich die von den Drosselspulen 20 und 21 im Magnetkern 19 erzeug ten magnetischen Flüsse bei gleicher Stromstärke der durch die Drosselspulen 20 und 21 fließenden Nennströme zu Null kompensieren. Wenn nun ein Teil der Nennströme durch die ka pazitive Kopplung des Wechselrichters 6 an die Masse 11 abge leitet wird, entsteht auf den Nennstromleitungen 14 und 15 eine asymmetrische Störung, die die stromkompensierte Drossel 18 aussteuert. Falls die Induktivität der stromkompensierten Drossel 18 ausreichend hoch ist, wird die asymmetrische Stö rung nun entsprechend gedämpft.A current-compensated choke 18 , which has two choke coils 20 and 21 wound on a magnetic core 19, is arranged in the DC voltage intermediate circuit 5 for damping asymmetrical interference. The choke coils 20 and 21 are connected to the rated current lines 14 and 15 so that the magnetic fluxes generated by the choke coils 20 and 21 in the magnetic core 19 compensate for zero at the same amperage of the nominal currents flowing through the choke coils 20 and 21 . If now part of the nominal currents is abge through the capacitive coupling of the inverter 6 to the ground 11 , an asymmetrical disturbance arises on the nominal current lines 14 and 15 , which modulates the current-compensated choke 18 . If the inductance of the current-compensated choke 18 is sufficiently high, the asymmetrical disturbance is now attenuated accordingly.

Um den Frequenzumformer 1 klein zu halten, ist der Magnetkern 19 der stromkompensierten Drosselspule 18 aus einem weichma gnetischen nanokristallinen Material hergestellt. Bei dem weichmagnetischen nanokristallinen Material handelt es sich beispielsweise um die in der EP 0 271 657 B1 beschriebenen Legierungen auf Eisenbasis, insbesondere eine Legierung der Zusammensetzung Fe_73,5Cu₁Nb₃Si_15,5B₇. Diese Legierungen auf Ei senbasis eignen sich aufgrund der hohen Sättigungsinduktion und des großen Temperatureinsatzbereichs besonders für den Einsatz in den Drosseln 18. Magnetkerne mit dieser Zusammen setzung weisen eine Sättigungsinduktion von 1,2 T auf. Die Permeabilitäten dieses Werkstoffes liegen bei Banddicken von 20 µm und Betriebsfrequenzen von 10 kHz zwischen 12.000 und 70000 und bei Betriebsfrequenzen von 100 kHz zwischen 20.000 bis 30.000. Die Sättigungsinduktion und die Permeabilität bleiben außerdem im Temperaturbereich zwischen Raumtemperatur und einer Temperatur von 120°C im wesentlichen unverändert. Da bei Betrieb des Frequenzumformers 1 im Inneren des Gehäu ses 5 Temperaturen im Bereich von 60°C bis 80°C herrschen, kann der Leitungsquerschnitt der die Drosselspule 20 und 21 bildenden Leitungen so klein gewählt werden, daß beim Betrieb der stromkompensierten Drossel 18 ein Temperaturhub von bis zu 60°C auftritt. Bei kleinem Leitungsquerschnitt kann aber auch der Innendurchmesser eines als Magnetkern 19 verwendeten Ringkerns klein gewählt werden. Der Einsatz von nanokri stallinen Legierungen für den Magnetkern 19 ermöglicht somit kleine Bauformen für die stromkompensierte Drossel 18. Das Gehäuse 9 des Frequenzumformers 1 ist demzufolge nur wenig größer als ein Gehäuse eines ungedämpften Frequenzumformers.In order to keep the frequency converter 1 small, the magnetic core 19 of the current-compensated choke coil 18 is made of a soft magnetic nanocrystalline material. The soft magnetic nanocrystalline material is, for example, the iron-based alloys described in EP 0 271 657 B1, in particular an alloy of the composition Fe _73.5 Cu ₁ Nb ₃ Si _15.5 B ₇ . These iron-based alloys are particularly suitable for use in the chokes 18 due to the high saturation induction and the large temperature range. Magnetic cores with this composition have a saturation induction of 1.2 T. The permeabilities of this material are between 20,000 and 70,000 at strip thicknesses of 20 µm and operating frequencies of 10 kHz and between 20,000 and 30,000 at operating frequencies of 100 kHz. The saturation induction and permeability also remain essentially unchanged in the temperature range between room temperature and a temperature of 120 ° C. Since when operating the frequency converter 1 inside the housing 5 temperatures prevail in the range from 60 ° C to 80 ° C, the line cross section of the inductor 20 and 21 forming lines can be chosen so small that a temperature rise during operation of the current-compensated inductor 18 of up to 60 ° C occurs. With a small line cross section, however, the inside diameter of a ring core used as a magnetic core 19 can also be selected to be small. The use of nanocrystalline alloys for the magnetic core 19 thus enables small designs for the current-compensated choke 18 . The housing 9 of the frequency converter 1 is therefore only slightly larger than a housing of an undamped frequency converter.

Außerdem hat die Verwendung eines weichmagnetischen nanokri stallinen Magnetkerns 19 den Vorteil, daß die Vibrationsfe stigkeit nanokristalliner Materialien wesentlich größer als die Vibrationsfestigkeit von Ferriten ist. Dies ist insbeson dere für Traktionsanwendungen von Bedeutung.In addition, the use of a soft magnetic nanokri stallinen magnetic core 19 has the advantage that the Vibrationsfe stigkeit nanocrystalline materials is much greater than the vibration resistance of ferrites. This is particularly important for traction applications.

Zur Bedämpfung von asymmetrischen Störungen sind ferner zwi schen den Nennstromleitungen 14 und 15 und der Masse 11 Sperrkondensatoren 22 und 23 vorgesehen, die zusammen mit den Drosselspulen 20 und 21 einen Parallelschwingkreis bilden. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Frequenzumformer 1 sind die Sperrkondensatoren 22 und 23 im Gleichspannungszwischenkreis 5 jeweils zwischen dem Wechselrichter 6 und der stromkompen sierten Drossel 18 angeordnet. To damp asymmetric interference between the nominal current lines 14 and 15 and the ground 11 blocking capacitors 22 and 23 are also provided, which together with the choke coils 20 and 21 form a parallel resonant circuit. In the example shown in FIG. 1, a frequency converter 1, the blocking capacitors 22 and 23 are respectively arranged between the inverter 6 and the stromkompen overbased throttle 18 in the DC voltage intermediate circuit 5.

Bei einem weiteren abgewandelten Ausführungsbeispiel des Fre quenzumformers 1 sind im Gleichspannungszwischenkreis 5 zwi schen der stromkompensierten Drossel 18 und dem Gleichrichter 4 jeweils von den Nennstromleitungen 14 und 15 zur Masse 11 führende Ableitkondensatoren 24 und 25 angeordnet, die zusam men mit den Drosselspulen 20 und 21 jeweils einen Serien schwingkreis bildet. Die Funktion der Sperrkondensatoren 22 und 23 sowie der Ableitkondensatoren 24 und 25 wird nachfol gend anhand der in Fig. 3 und 4 dargestellten Ersatzschalt bilder erläutert.In a further modified exemplary embodiment of the frequency converter 1 , in the DC voltage intermediate circuit 5 between the current-compensated inductor 18 and the rectifier 4 each of the nominal current lines 14 and 15 to the ground 11 leading discharge capacitors 24 and 25 are arranged, which together with the inductors 20 and 21 respectively forms a series resonant circuit. The function of the blocking capacitors 22 and 23 and the leakage capacitors 24 and 25 will be explained below with reference to the equivalent circuit shown in Figs. 3 and 4.

Fig. 3 zeigt ein erstes Ersatzschaltbild für das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel des Frequenzumformers 1. Da bei stehen die Störquellen V1 und V2 für die vom Wechselrich ter 6 ausgehenden Störsignale. Die ohmschen Widerstände R1 und R2 stellen den Innenwiderstand des Wechselrichters 6 dar, während die Abschlußwiderstände R3 und R4 das Netz 3 veran schaulichen. Wie man leicht anhand Fig. 3 erkennt, bilden die Induktivitäten L1 und L2, die für die Drosselspulen 20 und 21 stehen, jeweils zusammen mit dem zugeordneten Sperr kondensator 22 und 23, die in Fig. 3 durch die Kapazitäten C1 und C2 angedeutet sind, einen Parallelschwingkreis. Bei der Resonanzfrequenz weisen die Impedanzen der von den Induk tivitäten L1 und L2 sowie den Kapazitäten C1 und C2 gebilde ten Parallelschwingkreise ein Maximum auf. Zweckmäßigerweise werden die Induktivitäten L1 und L2 sowie die Kapazitäten C1 und C2 so ausgelegt, daß die Resonanzfrequenz auf der Grund frequenz des Wechselrichters 6 zu liegen kommt, so daß die Grundfrequenz und die zugeordneten Oberwellen der Störsignale auf wirksame Weise bedämpft werden. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Störsignale in nächster Nähe zum Ort ihrer Entstehung unterdrückt werden und daß ihre Ausbreitung ins Netz auf wirksame Weise unterbunden wird. FIG. 3 shows a first equivalent circuit diagram for the exemplary embodiment of the frequency converter 1 shown in FIG. 1 . Since there are sources of interference V1 and V2 for the interference signals coming from the inverter 6 . The ohmic resistors R1 and R2 represent the internal resistance of the inverter 6 , while the terminating resistors R3 and R4 illustrate the network 3 . As can easily be seen with reference to FIG. 3, constitute the inductances L1 and L2, representing the choke coils 20 and 21, respectively, together with the associated blocking capacitor 22 and 23, which are indicated in Fig. 3 by the capacitors C1 and C2 a parallel resonant circuit. At the resonance frequency, the impedances of the parallel resonant circuits formed by the inductors L1 and L2 and the capacitors C1 and C2 have a maximum. The inductors L1 and L2 and the capacitors C1 and C2 are expediently designed such that the resonance frequency comes to lie at the base frequency of the inverter 6 , so that the base frequency and the associated harmonics of the interference signals are attenuated in an effective manner. This arrangement has the advantage that the interference signals are suppressed in close proximity to the place where they originated and that their propagation into the network is effectively prevented.

Fig. 4 zeigt nun ein weiteres Ersatzschaltbild für das in Fig. 2 dargestellte abgewandelte Ausführungsbeispiel des Frequenzumformers 1, wobei die Kapazitäten C3 und C4 für die Ableitkondensatoren 24 und 25 stehen. Die Kapazitäten C3 und C4 bilden zusammen mit den Induktivitäten L1 und L2 einen Se rienschwingkreis, dessen Impedanz bei der Resonanzfrequenz ein Minimum aufweist. Dementsprechend lassen sich bei diesem Ausführungsbeispiel einzelne starke Frequenzkomponenten im Störspektrum des Wechselrichters 6 auf wirksame Weise bedämp fen, da diese über die Serienschwingkreise kurzgeschlossen werden. FIG. 4 now shows a further equivalent circuit diagram for the modified exemplary embodiment of the frequency converter 1 shown in FIG. 2, the capacitors C3 and C4 standing for the discharge capacitors 24 and 25 . The capacitors C3 and C4 together with the inductors L1 and L2 form a series resonant circuit, the impedance of which has a minimum at the resonance frequency. Accordingly, in this exemplary embodiment, individual strong frequency components in the interference spectrum of the inverter 6 can be damped effectively since they are short-circuited via the series resonant circuits.

Fig. 5 zeigt schließlich mit einer gestrichelten Kurve 26 den Verlauf eines gemessenen Störspektrums bei Verwendung ei nes ungedämpften Frequenzumformers. In Fig. 5 ist die über eine Zeitkonstante gemittelte Störspannung V_S über die Fre quenz f aufgetragen. Man erkennt anhand Fig. 5, daß in die sem Fall der zulässige Grenzwert 27 für Frequenzen unterhalb von 800 kHz wesentlich überschritten wird. Bei Verwendung des mit der stromkompensierten Drossel 18 im Gleichspannungszwi schenkreis bedämpften Frequenzumformer 1 ergibt sich das mit einer durchgezogenen Linie in das Diagramm in Fig. 5 einge zeichnete Spektrum 28, das im gesamten, dargestellten Fre quenzbereich mindestens einen Abstand von 10 dB zum erlaubten Grenzwert aufweist. Fig. 5 shows, finally, with a dotted curve 26 the variation of a noise spectrum measured using egg nes undamped frequency converter. In FIG. 5, averaged over a time constant noise voltage V _S is applied over the fre quency f. Can be seen from Fig. 5 that will be below 800 kHz substantially exceeded in the sem case, the allowable limit value 27 for frequencies. When using the frequency converter 1 damped with the current-compensated inductor 18 in the DC voltage intermediate circuit, the spectrum 28 drawn with a solid line in the diagram in FIG. 5 is obtained, which has at least a distance of 10 dB from the permitted limit value in the entire frequency range shown .

Claims

1. Frequency converter with an input-side rectifier ( 4 ) and an output-side inverter ( 6 ) and a DC intermediate circuit ( 5 ) switched between rectifier ( 4 ) and inverter ( 6 ), characterized in that the DC voltage intermediate circuit ( 5 ) has at least one choke ( 18 ) with a magnetic core ( 19 ) made of a soft magnetic table nanocrystalline material.

2. Frequency converter according to claim 1, characterized in that the DC voltage intermediate circuit ( 5 ) comprises two nominal current lines ( 14 , 15 ) damped by a current-compensated choke ( 18 ).

3. Frequency converter according to claim 2, characterized in that the current-compensated choke ( 18 ) comprises a ring core with two choke coils ( 20 , 21 ).

4. Frequency converter according to claim 2 or 3, characterized in that a capacitance ( 16 ) is connected between the rated current lines ( 14 , 15 ).

5. Frequency converter according to one of claims 2 to 4, characterized in that between the current-compensated choke ( 18 ) and a rectifier on the aisle side ( 4 ) each have a capacitance ( 24 , 25 ) between the rated current lines ( 14 , 15 ) and a ground ( 11 ) are switched.

6. Frequency converter according to one of claims 2 to 4, characterized in that between the current-compensated choke ( 18 ) and inverter ter ( 6 ) each have a capacitance ( 22 , 23 ) between the rated power lines ( 14 , 15 ) and a ground ( 11 ) are switched.

7. Frequency converter according to claim 5 or 6, characterized in that the frequency of the inductance of a Dros selspule ( 20 , 21 ) and the associated capacitance ( 24 , 25 , 26 , 27 ) formed resonant circuit on the switching frequency of the inverter ( 6 ) is coordinated.

8. Frequency converter according to one of claims 2 to 7, characterized in that a star capacitor ( 17 ) is connected on the input side in front of the rectifier ( 4 ) between the mains lines ( 2 ).