DE19917599A1 - Elektrischer Umrichter mit nachgeschalteter Filteranordnung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Pulswechselrichter (10) mit nachgeschaltetem Filter (4). Zur Anpassung von Motor (5) und Wechselrichterausgangsspannung ist das Filter (4) als Spartransformator (11, 15) ausgebildet.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Umrichter mit nach­ geschalteter Filteranordnung aus Induktivität und Kapazität.

In zunehmendem Maße ist es von Interesse, Antriebe drehzahl­ veränderbar zu machen. Hierzu verwendet man insbesondere häu­ fig Stromrichter, mit denen dann Normmotoren in ihrer Dreh­ zahl frei bestimmt werden können. Die Normmotoren vertragen aber im allgemeinen keine steilen Spannungsanstiege, die durch viele Umrichtertypen verursacht werden. Es werden daher in vielen Fällen elektrische Filter benötigt, die die Aus­ gangsspannung des Umrichters entsprechend glätten.

Eine weitere Forderung ist, daß der Normmotor im Nennpunkt mit seiner Nennspannung betrieben werden soll. Dies ist häufig eine Normmittelspannung. Die Ausgangsspannung der Umrichter ist häufig kleiner. In solchen Fällen wird also ein Ausgang­ strafo benötigt, um die Spannung entsprechend hoch zu trans­ formieren.

Es gibt Umrichter, die für die Nennspannung der Motoren aus­ gelegt sind. Vor allem bei kleinen Antriebsleistungen ist die Leistungsfähigkeit der Umrichter jedoch weiter größer als ei­ gentlich notwendig. Dies verursacht eine relativ unwirt­ schaftliche Auslegung.

Die Auslegung für die richtige Nennspannung kann durch Rei­ henschaltung von Bauelementen oder die Reihenschaltung von Wechselrichtern erfolgen. Auch dies kann relativ aufwendig sein.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, auf einfache Weise Umrichter und Motor einander anzupassen und verhältnismäßig leicht elektrisch überwachbar zu machen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Filterelement als Spartransformator ausgebildet ist. Auf die­ se Weise kann der Umrichter eine niedrige Nennspannung als der Motor haben. Gleichzeitig kann aber der Umrichter in sei­ ner Leistung an die Motorleistung angepaßt sein. Damit wird eine Überdimensionierung vermieden. Durch die Ausführung als Spartransformator liegen Umrichter und Motor im gleichen gal­ vanisch verbundenen Stromkreis. Auf diese Weise ist nur eine Isolationsüberwachung wegen Erdschlüsse notwendig.

Die Isolation des Umrichters ist durch die Motorspannung festgelegt. Die Kondensatoren des Filters sind für die Motor­ spannung ausgelegt.

Insgesamt gesehen ergibt sich durch die Kombination von an sich bekannten Elementen die Anpassung von Umrichtern an wei­ tere Anforderungen bezüglich des Einsatzbereiches.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei­ spiels sei die Erfindung näher erläutert:
Aus einem Drehstromnetz 1 wird über einen Transformator 2, einen Dreipunktumrichter 3 und ein elektrisches Filter 4 der Motor 5 gespeist.

Der Transformator 2 besitzt zwei Sekundärwicklungen, die in Reihe bzw. Stern geschaltet sind und zwei sechspulsige Gleichrichteranordnungen 6 und 7 speisen. Diese führen auf einen Zwischenkreis mit den verbundenen Kondensatoren 8 und 9, wodurch drei Potentiale für den Wechselrichter 10 zur Ver­ fügung gestellt werden. Dieser Wechselrichter 10 ist ein an sich bekannter Dreipunktwechselrichter, der mit Halbleiter­ elementen aufgebaut ist. Die drei Ausgangsspannungen des Pulswechselrichters 10, von z. B. 4000 Volt werden an die An­ zapfungen 15 der Drosseln 11 (Induktivitäten) gelegt. Diese Induktivitäten 11 sind auf der einen Seite in einem Stern­ punkt 16 zusammengefaßt und speisen auf der anderen Seite als Spartransformator den Motor 5. Damit ergibt sich für den Mo­ tor 5 z. B. eine Versorgungsspannung von 6000 Volt. Auf die einen Bestandteil des Filters 4 bildenden Drosseln sind Kon­ densatoren 12 als zweiter Bestandteils des Filters 4 abge­ stimmt. Diese Kondensatoren 12 sind über einen Sternpunkt 17 zusammengefaßt, liegen parallel zum Motor 5 und werden über Kondensator 13 und Widerstand 14 sternpunktseitig geerdet. Das Filter 4 arbeitet als Tiefpaßfilter und hält die durch die Aussteuerung des Pulswechselrichters entstehenden Ober­ wellen vom Motor 5 fern.

Da der ganze Kreis aus Umrichter und Motor galvanisch verbun­ den ist, genügt eine Erdschlußüberwachung z. B. im Umrich­ ter 3, um auch Störungen im Motorkreis feststellen zu können.

Die vorstehend geschilderte Erfindung kann in verschiedenster Weise ausgebildet werden, z. B. im Hinblick auf den Transfor­ mator 2, die Ausbildung des Umrichters 3, z. B. ein lastge­ führter Umrichter oder auch hinsichtlich der Schaltung des Filters 4. Anstelle des Motors 5 kann gegebenenfalls auch ei­ ne andere Last vorhanden sein, z. B. eine unterbrechungslose Stromversorgung oder ein zu stützendes Netz.

Claims (1)

1. Elektrischer Umrichter mit nachgeschalteter Filteranord­ nung aus Induktivität und Kapazität, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterinduktivität (11) als Spartransformator (15) ausgebildet ist.