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DE1176270B - Circuit for the automatic start of a converter motor with a pronounced DC link - Google Patents

Circuit for the automatic start of a converter motor with a pronounced DC link

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Publication number
DE1176270B
DE1176270B DEK42854A DEK0042854A DE1176270B DE 1176270 B DE1176270 B DE 1176270B DE K42854 A DEK42854 A DE K42854A DE K0042854 A DEK0042854 A DE K0042854A DE 1176270 B DE1176270 B DE 1176270B
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DE
Germany
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circuit
motor
grid
converter
pronounced
Prior art date
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Pending
Application number
DEK42854A
Other languages
German (de)
Inventor
Dr-Ing Erwin Kuebler
Dr-Ing Dietrich Labahn
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GERTRUD KUEBLER GEB VESSEMEYER
VET KARL FRANZ SCHINCKEL DR
WALTER SCHINCKEL
Original Assignee
GERTRUD KUEBLER GEB VESSEMEYER
VET KARL FRANZ SCHINCKEL DR
WALTER SCHINCKEL
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GERTRUD KUEBLER GEB VESSEMEYER, VET KARL FRANZ SCHINCKEL DR, WALTER SCHINCKEL filed Critical GERTRUD KUEBLER GEB VESSEMEYER
Priority to DEK42854A priority Critical patent/DE1176270B/en
Priority to CH50962A priority patent/CH404797A/en
Publication of DE1176270B publication Critical patent/DE1176270B/en
Pending legal-status Critical Current

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Description

Schaltung zum selbsttätigen Anlauf eines Stromrichtermotors mit ausgeprägtem Gleichstromzwischenkreis Die Erfindung betrifft eine Schaltung zum selbsttätigen Anlauf eines Stromrichtermotors mit ausgeprägtem Gleichstromzwischenkreis, wobei der Stromrichtermotor in der Bauart eines mehrsträngigen Synchronmotors mit durch Gleichstrom erregtem Polrad ausgeführt ist und diesem Motor Leistung aus einem Drehstromnetz über eine erste Stromrichterschaltung, die als gittergesteuerter Gleichrichter arbeitet, einen Gleichstromzwischenkreis und eine mit der Ankerwicklung des Motors verbundene zweite Stromrichterschaltung zugeführt wird, welche nach Art eines Wechselrichters arbeitet und den in den Gleichstromzwischenkreis durch den Gleichrichter eingespeisten Gleichstrom in einen mehrphasigen Wechselstrom mit beliebig einstellbarer Frequenz umformt.Circuit for the automatic start-up of a converter motor with pronounced DC intermediate circuit The invention relates to a circuit for automatic Start-up of a converter motor with a pronounced DC link, whereby the converter motor in the form of a multi-strand synchronous motor with through Direct current excited pole wheel is executed and this motor power from a three-phase network via a first converter circuit that works as a grid-controlled rectifier, one DC link and one connected to the armature winding of the motor second converter circuit is supplied, which is in the form of an inverter works and fed into the DC link by the rectifier Direct current into a multiphase alternating current with an adjustable frequency reshaped.

Wie bekannt, bietet ein nach dieser Schaltung aufgebauter Stromrichtermotor die gleichen günstigen Möglichkeiten zur stufenlosen Einstellung der Drehzahl wie ein Gleichstrommotor, indem sich die Drehzahl durch Änderung der Größe der Gleichspannung im Gleichstromzwischenkreis oder der Größe des Erregerstromes stetig verändern läßt. Da jedoch der Stromrichtermotor im Gegensatz zum Gleichstrommotor keinen mechanischen Kommutator aufweist, läßt es sich für bedeutend größere Antriebsleistungen anwenden.As is known, a converter motor constructed according to this circuit offers the same cheap options for stepless speed adjustment as A DC motor by changing the speed by changing the magnitude of the DC voltage in the DC link or the size of the excitation current can change continuously. However, since the converter motor, unlike the DC motor, does not have a mechanical Has commutator, it can be used for significantly larger drive powers.

Eine große Schwierigkeit ergibt sich für den Stromrichtermotor mit ausgeprägtem Gleichstromzwischenkreis beim Anlauf aus dem Stillstand. In dem unteren Drehzahlbereich, entsprechend einer Frequenz des Motors von etwa 0 bis 5 Hz, ist eine Kommutierung des Ankerstromes von einem Strang des Motors auf einen benachbarten Strang ohne besondere Maßnahmen nicht möglich. Es fehlt eine hinreichend große, in der Ankerwicklung des Motors induzierte Spannung, die einen Kommutierungsstrom durch die mit der Löschphase verbundenen Stromrichterventile des Wechselrichters treiben und damit den Strom in dieser Phase löschen könnte.A great difficulty arises for the converter motor pronounced DC link when starting from standstill. In the lower one Speed range, corresponding to a frequency of the motor of about 0 to 5 Hz commutation of the armature current from one strand of the motor to an adjacent one Line not possible without special measures. A sufficiently large Voltage induced in the armature winding of the motor, which generates a commutation current through the converter valves of the inverter connected to the extinguishing phase drift and thus delete the current in this phase.

Zur L7berwindung dieser Schwierigkeit hat man vorgeschlagen, den Stromrichtermotor mittels eines besonderen Anwurfmotors zunächst auf eine Teildrehzahl, entsprechend einer Frequenz des Motors von etwa 5 bis 1.0 Hz anzutreiben. Danach wird der Anwurfmotor abgeschaltet und der Stromrichtermotor mit dem speisenden Drehstromnetz verbunden. Es ist auch bekannt, während dieses unteren Drehzahlbereichs in Reihe mit den Strängen des Motors einen Kommutierungstransformator zu schalten, der eine hinreichend große Kommutierungsspannung mit einer Frequenz von z. B. 50 Hz aus einem getrennten Netz an die Klemmen des Motors anlegt. Nach Erreichen der für den selbstgeführten Betrieb erforderlichen Teildrehzahl wird der Kommutierungstransformator vom Netz abgetrennt und sekundärseitig überbrückt.To overcome this difficulty, it has been proposed to drive the converter motor by means of a special starter motor initially to a partial speed, corresponding to a frequency of the motor of about 5 to 1.0 Hz. The starter motor is then switched off and the converter motor is connected to the three-phase supply system. It is also known to connect a commutation transformer in series with the strands of the motor during this lower speed range, which has a sufficiently large commutation voltage with a frequency of z. B. applies 50 Hz from a separate network to the terminals of the motor. After the partial speed required for self-commutated operation has been reached, the commutation transformer is disconnected from the mains and bridged on the secondary side.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Schaltung zum selbsttätigen Anlauf eines Stromrichtermotors mit ausgeprägtem Gleichstromzwischenkreis zu schaffen, ohne daß besondere Schaltungsmittel, wie Kommutierungstransformatoren, in die Hauptstromkreise einzufügen sind, und daß keine Umschaltungen in diesen Stromkreisen beim übergang zur an sich bekannten Betriebsschaltung mit selbstgeführtem Wechselrichterbetrieb der zweiten Stromrichterschaltung vorzunehmen sind.The invention has the task of providing a circuit for automatic To create a start-up of a converter motor with a pronounced DC link, without the need for special switching means, such as commutation transformers, in the main circuits are to be inserted, and that no switchings in these circuits during the transition to the known operating circuit with self-guided inverter operation the second converter circuit are to be carried out.

Eine nach der Erfindung aufgebaute Anlaufschaltung für einen Stromrichtermotor mit ausgeprägtem Gleichstromzwischenkreis ist dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter derart ausgesteuert wird, daß Gleichstromimpulse mit mindestens P kurzzeitigen, stromlosen Pausen während einer Periodendauer der erwünschten Frequenz des Stromrichtermotors von etwa 0 bis 5 Hz in den Gleichstromzwischenkreis gespeist werden, wobei P die Pulszahl der aus dem Wechselrichter und der Ankerwicklung des Stromrichtermotors gebildeten Stromrichterschaltung ist, daß die Stromrichterventile des Wechselrichters in einer vorbestimmten Reihenfolge abwechselnd durch positive Gitterspannungsimpulse geöffnet oder durch eine negative Gittervorspannung gesperrt werden, so daß die P Gleichstromimpulse nacheinander auf die einzelnen Stränge der Ankerwicklung verteilt werden und sich eine Drehdurchflutung im Anker des Motors ausbildet, und daß nach Erreichen einer hinreichend hohen Teildrehzahl die Anlaufsteuerung außer Betrieb gesetzt und die Steuerung für die Stromrichter des Wechselrichters in an sich bekannter Weise in einer durch den erregten Stromrichtermotor selbstgeführten Betriebsschaltung voraenommen wird.A start-up circuit constructed according to the invention for a converter motor with a pronounced DC link is characterized in that the rectifier is controlled in such a way that direct current pulses with at least P short-term, currentless breaks during a period of the desired frequency of the converter motor from about 0 to 5 Hz are fed into the DC link, where P is the Number of pulses from the inverter and the armature winding of the converter motor The converter circuit formed is that the converter valves of the inverter alternately in a predetermined order by positive grid voltage pulses opened or blocked by a negative grid bias will, so that the P direct current pulses successively on the individual strands of the armature winding are distributed and a rotary flux is formed in the armature of the motor, and that after reaching a sufficiently high partial speed, the start-up control except Operation set and the control for the converters of the inverter in on known way in a self-guided by the energized converter motor Operational switching is made.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird bei einem Stromrichtermotor mit einer Glättungsinduktivität im Gleichstromzwischenkreis der Gleichrichter mit einer Konstantstromregelung für den Gleichstrom versehen, wobei dieser Regelung im Verlauf einer Periodendauer P-Signale mit hinreichend kurzer Dauer in gleichmäßigem Abstand überlagert werden. die den Stromregler im Sinne einer Regelung auf Strom gleich Null beeinflussen und den Strom in Gleichstromzwischenkreis P-mal unterbrechen.According to a further feature of the invention in a converter motor with a smoothing inductance in the DC link of the rectifier provided a constant current control for the direct current, this control in the course of a period of P signals with a sufficiently short duration in uniform Distance are superimposed. which the current regulator in the sense of a regulation on current influence equal to zero and interrupt the current in the DC link P times.

Da man durch eine geeignete Beeinflussung der Gittersteuerung des Gleichrichters in der Lage ist, den Stromfluß im Gleichstromzwischenkreis und damit auch in den gerade stromführenden Strängen des Motors zu unterbrechen, kann der Strom durch Zünden neuer Ventile und Sperren der bisher stromführenden Ventile des Wechselrichters seinen Weg durch neue Wicklungsstränge des Motors nehmen, ohne daß der Wechselrichter eine besondere Kommutierungsspannung benötigt. Der Aufbau der Hauptstromkreise bleibt im Anlaufbereich und im Betriebsbereich erhalten. Lediglich sind die Steuerstromkreise, insbesondere des Wechselrichters, beim Übergang vom Anlauf in die selbstgeführte Betriebsschaltung umzuschalten, doch kann diese Maßnahme in kurzer Zeit mit einfachen Mitteln vorgenommen werden.Since one can influence the grid control of the Rectifier is able to control the flow of current in the DC link and thus can also interrupt the current-carrying strands of the motor Electricity by igniting new valves and blocking the previously energized valves of the Inverter take its way through new winding phases of the motor without the inverter requires a special commutation voltage. The structure of the Main circuits are retained in the start-up area and in the operating area. Only are the control circuits, especially of the inverter, at the transition from Start to switch to the self-controlled operating mode, but this measure can can be done in a short time with simple means.

Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beschreibung und der beiliegenden Zeichnungen für einen sechspulsigen Stromrichtermotor in Drehstrombrückenschaltung erläutert.The invention will become apparent from the following description and the accompanying one Drawings for a six-pulse converter motor in a three-phase bridge circuit explained.

F i g. 1 zeigt ein schematisches Schaltbild einer Anlaufschaltung nach der Erfindung; F i g. 2 a bis 2 c zeigen charakteristische Stromverläufe während des Anlaufvorganges; F i g. 3 a und 3 b zeigen ein Prinzipschaltbild eines Vorsteuersatzes, wie er zur Steuerung der nach Art eines Wechselrichters arbeitenden Stromrichterschaltung nach der Erfindung benötigt wird sowie kennzeichnende Spannungsverläufe; F i g. 4 ist ein Prinzipschaltbild der Betriebsschaltung mit selbstgeführtem Wechselrichterbetrieb.F i g. 1 shows a schematic circuit diagram of a start-up circuit according to the invention; F i g. 2 a to 2 c show characteristic current curves during the start-up process; F i g. 3 a and 3 b show a basic circuit diagram of a pre-tax rate, how it is used to control the converter circuit that works like an inverter according to the invention is required as well as characteristic voltage curves; F i g. 4 is a basic circuit diagram of the operating circuit with self-controlled inverter operation.

In F i g. 1 ist die Schaltung eines sechspulsigen Stromrichtermotors. in Drehstrombrückenschaltung mit einer Glättungsinduktivität im Gleichstromzwischenkreis dargestellt. Die Ankerwicklung 1 des Stromrichtermotors ist mit dem Wechselrichter 3, der aus den sechs Stromrichterventilen 3 a bis 3 f aufgebaut ist, verbunden.In Fig. 1 is the circuit of a six-pulse converter motor. in a three-phase bridge circuit with a smoothing inductance in the direct current intermediate circuit shown. The armature winding 1 of the converter motor is connected to the inverter 3, which is composed of the six converter valves 3 a to 3 f, connected.

Der Wechselrichter 3 wird aus dem Gleichstromzwischenkreis 4 mit der Glättungsdrossei 5 gespeist, der wiederum über den Gleichrichter 6 mit den Stromrichterventilen 6a bis 6 f über einen Stromrichtertransformator 7 an das Drehstromnetz 8 angeschlossen ist.The inverter 3 is fed from the direct current intermediate circuit 4 with the smoothing reactor 5 , which in turn is connected to the three-phase network 8 via the rectifier 6 with the converter valves 6a to 6f via a converter transformer 7.

Die Steuerung des Gleichrichters 6 erfolgt über einen Gittersteuersatz 11, der Zündimpulse für die Stromrichterventile 6 synchron und in einstellbarer Phasenlage bezüglich der Netzspannungen des Drehstromnetzes 8 erzeugt. Zweckmäßig wird ein Gittersteuersatz auf Transistorbasis verwendet, der sich durch hohe Stellgeschwindigkeiten auszeichnet. Die Zündzeitpunkte der Gleichrichterventile 6 werden von einem Stromregler 10 vorgegeben.The rectifier 6 is controlled via a grid control rate 11, the ignition pulses for the converter valves 6 synchronous and adjustable Phase position with respect to the line voltages of the three-phase network 8 is generated. Appropriate a grid control rate based on transistor is used, which is characterized by high adjustment speeds excels. The ignition times of the rectifier valves 6 are controlled by a current regulator 10 specified.

In F i g. 2 a ist der Verlauf des Gleichstrom-Istwertes Il im Gleichstromzwischenkreis schematisch dargestellt. Zur Erzielung der stromlosen Pausen erhält der Stromregler 10 kurzzeitig ein Signal Strom gleich Null und verlagert den Zündwinkel des Gleichrichters so weit, daß eine Gleichspannung mit optimaler Größe und umgekehrter Polarität am Gleichstromzwischenkreis erscheint (Umsteuerung des Gleichrichters in Wechselrichterbetrieb). Der Gleichstrom nimmt dann trotz der großen Induktivität im Stromkreis ziemlich rasch den Wert Null an und sämtliche bisher stromführenden Ventile verlöschen. Nach Ablauf von etwa einer Millisekunde (Freiwerdezeit der Stromrichterventile) kann bereits ein neuer Stromimpuls aufgebaut werden, in dem der Stromregler 10 nach Aufheben des Signals für eine stromlose Pause wieder bestrebt ist, einen konstanten Strom in den Gleichstromzwischenkreis zu speisen.In Fig. 2 a, the course of the direct current actual value II in the direct current intermediate circuit is shown schematically. To achieve the currentless pauses, the current regulator 10 briefly receives a signal current equal to zero and shifts the ignition angle of the rectifier so far that a DC voltage of optimal magnitude and reversed polarity appears on the DC link (reversing the rectifier in inverter operation). In spite of the large inductance in the circuit, the direct current then takes on the value zero fairly quickly and all valves previously carrying current go out. After approximately one millisecond has elapsed (time the converter valves become free), a new current pulse can already be built up, in which the current regulator 10 tries again to feed a constant current into the direct current intermediate circuit after the signal for a currentless pause has been canceled.

F i g. 2 b zeigt den zeitlichen Verlauf des Gleichstromsollwertes I, für den Regler 10. Die Signale für Strom gleich Null werden einem weiter unten erläuterten Zündverteiler 15 entnommen. Die Zeitdauer dieser Signale ist länger zu bemessen als die Dauer der gewünschten stromlosen Pause, um die sich bei der Verstellung der Zündwinkel im Gleichrichter 6 ergebenden Totzeiten zu berücksichtigen. Während der Zeitdauer t" bis t, (F i g. 2 a) mögen die Ventile 3 a und 3 c des Wechselrichters geöffnet sein. Sämtliche anderen Ventile des Wechselrichters seien gesperrt. Dann fließt der Strom durch die Stränge U und V, bis er bei t1 verlöscht. Nunmehr werde das Ventil 3 a gesperrt und das Ventil 3 e durch Anlegen positiver Gitterspannungsimpulse geöffnet. Der nächste Stromimpuls fließt in der in F i g. 1 gestrichelt eingetragenen Pfeilrichtung durch die Stränge U und W. Diese Änderung in den mit Gleichstrom beaufschlagten Strängen des Motors bedeutet eine Drehung der Ankerdurchflutung und damit des Polrades 2 des Motors um 60°. Es werden nun nacheinander die Ventile 3 a bis 3 f so freigegeben, daß sich der in F i g. 2 c gezeigte Verlauf des Stromes 1" im Strang U, I,, im Strang V und I", im Strang W des Stromrichtermotors einstellt. Man erreicht auf diese Weise eine in gleichmäßigen Sprüngen von 60° umlaufende Ankerdrehdurchflutung.F i g. 2 b shows the time profile of the direct current setpoint I for the regulator 10. The signals for current equal to zero are taken from an ignition distributor 15 explained further below. The duration of these signals is to be longer than the duration of the desired currentless pause, in order to take into account the dead times resulting when the ignition angle is adjusted in the rectifier 6. During the time period t ″ to t, (FIG. 2 a) the valves 3 a and 3 c of the inverter may be open. All other valves of the inverter are blocked. Then the current flows through the strings U and V until it The valve 3 a is now blocked and the valve 3 e is opened by applying positive grid voltage pulses. The next current pulse flows in the direction of the arrow shown in FIG acted upon strands of the motor means a rotation of the armature flow and thus of the pole wheel 2 of the motor by 60 °. The valves 3 a to 3 f are now released one after the other so that the course of the current 1 "shown in FIG. 2 c. is set in strand U, I, in strand V and I ", in strand W of the converter motor. In this way, a rotating armature flow that rotates in uniform steps of 60 ° is achieved.

Wird eines der Ventile 6 a, 6 c oder 6 e bzw. 6 b, 6 d oder 6 f des Gleichrichters gezündet, dann müssen gründsätzlich sämtliche Ventile 3a, 3 c und 3 e bzw. 3 b, 3 d und 3 f des Wechselrichters mit gleicher Stromdurchlaßrichtung Zündimpulse empfangen können und einschaltbereit sein, damit die stromlose Pause mit kürzestmöglicher Totzeit abgehoben wird. Welches der Ventile 3 a bis 3 f jedoch tatsächlich gezündet wird, bestimmt die weiter unten beschriebene Gittersperrung des Gittersteuersatzes 13 für den Wechselrichter 3.If one of the valves 6 a, 6 c or 6 e or 6 b, 6 d or 6 f of the rectifier is ignited, then basically all valves 3a, 3 c and 3 e or 3 b, 3 d and 3 f of the inverter must can receive ignition pulses with the same current flow direction and be ready to switch on so that the currentless pause is lifted with the shortest possible dead time. Which of the valves 3 a to 3 f is actually ignited is determined by the grid blocking of the grid control rate 13 for the inverter 3, which is described below.

Der Gittersteuersatz 13 besteht aus 6 gleichartigen Zündimpulserzeugern. von denen je einer einem Wechselrichterventil zugeordnet ist. Die Eingänge der Zündimpulserzeuger für die Veitile 3a, 3 c und 3 e sind parallel geschaltet und mit dem Ausgang a1 eines Vorsteuersatzes 12 verbunden. Ebenso sind die Eingänge der den Ventilen 3b, 3 d und 3 f zugeordneten Zündimpulserzeuger parallel geschaltet und an den Ausgang all des Vorsteuersatzes 12 geführt.The grid tax rate 13 consists of 6 ignition pulse generators of the same type. one of which is assigned to an inverter valve. The inputs of the ignition pulse generator for the Veitile 3a, 3c and 3e are connected in parallel and connected to the output a1 of a pilot control set 12. Likewise, the inputs of the ignition pulse generators assigned to the valves 3b, 3d and 3f are connected in parallel and fed to the output of all of the pilot control set 12.

Nach F i g. 3 a kann der Vorsteuersatz z. B. sehr einfach aus zwei sogenannten »Oder«-Schaltungen aufgebaut werden. Eine »Oder«-Schaltung ist eine meist mit Transistoren aufgebaute sogenannte logische Schaltung, an deren Ausgang ein Signal erscheint, wenn an einem oder mehreren ihrer Eingänge das Signal Null anliegt und umgekehrt. Die Eingänge ei, e." e3 sind mit den Ventilen 6a, 6 c und 6 e des Gleichrichters, die Eingänge e11, ei" e13 mit den Ventilen 6h, 6 d und 6 f verbunden. Die an einem Eingang anliegende Spannung ist eine Impulsspannung, die aus dem Gittersteuersatz 11 des Gleichrichters entnommen wird und zeitlich mit dem von diesem Gittersteuersatz für das jeweilige Ventil 6 a bis 6 f erzeugten Gitterspannungsimpuls zusammenfällt.According to FIG. 3 a, the input tax rate can e.g. B. can be constructed very simply from two so-called "or" circuits. An "or" circuit is a so-called logic circuit, usually made up of transistors, at the output of which a signal appears if the signal zero is applied to one or more of its inputs and vice versa. The inputs ei, e. "E3 are connected to the valves 6a, 6c and 6e of the rectifier, the inputs e11, ei" e13 are connected to the valves 6h, 6d and 6f. The voltage applied to an input is a pulse voltage which is taken from the grid control set 11 of the rectifier and coincides with the grid voltage pulse generated by this grid control set for the respective valve 6 a to 6 f.

Nach F i g. 3 b erscheinen z. B. am Eingang ei kurzzeitige Spannungsimpulse, deren Abstand gleich einer Periode der Netzfrequenz ist und die zeitlich mit den für das Ventil 6 a erzeugten positiven Gitterspannungsimpulsen übereinstimmen. Die Eingangsspannungen an ei, e., e3 sind gegeneinander um 120° (bezogen auf Netzfrequenz) und diejenigen an e11, e12, e13 jeweils um 60° bezüglich dieser ersteren Spannungsimpulse phasenverschoben. Die Ausgangsspannungen an a1 und anhaben dann den in Fig.3b gezeigten Verlauf, wobei die Rückkoppelungen a2 bis e14 und alz bis e4 dafür sorgen, daß die Ausgangsspannungen nur immer dann ihre Polarität ändern, wenn an irgendeinem der Eingänge ein neuer Spannungsimpuls erscheint.According to FIG. 3 b appear e.g. B. at the input ei short-term voltage pulses whose spacing is equal to one period of the mains frequency and which coincide in time with the positive grid voltage pulses generated for the valve 6 a. The input voltages at ei, e., E3 are phase-shifted by 120 ° with respect to one another (based on the mains frequency) and those at e11, e12, e13 are each phase-shifted by 60 ° with respect to the former voltage pulses. The output voltages at a1 and an then have the curve shown in FIG. 3b, the feedback a2 to e14 and alz to e4 ensuring that the output voltages only change their polarity when a new voltage pulse appears at any of the inputs.

Die einzelnen Zündimpulserzeuger im Gittersteuersatz 13 des Wechselrichters werden so ausgelegt, daß ein Gitterspannungsimpuls erzeugt wird, wenn sich die Polarität ihrer Steuereingangsspannung z. B. vom positiven in den negativen Sinn ändert. Offensichtlich könnten dann grundsätzlich sämtliche Ventile 3a, 3c, 3 e einen Zündimpuls an ihren Steuergittern erhalten, wenn eines der Ventile 6a, 6e, 6e mit gleicher Stromdurchlaßrichtung gezündet wird, weil die Eingänge der den Ventilen 3a, 3 c und 3 e zugeordneten Zündimpulserzeuger parallel geschaltet und von der gleichen Ausgangsspannung Ua 1 des Vorsteuersatzes ausgelöst werden. Entsprechendes gilt für die übrigen Ventile 3b, 3 d und 3 f des Wechselrichters.The individual ignition pulse generator in the grid control set 13 of the inverter are designed so that a grid voltage pulse is generated when the polarity of their control input voltage z. B. changes from positive to negative. Obviously 3 e could then basically all the valves 3a, 3c, received a firing pulse at their control grids, when one of the valves 6a, 6e, is ignited 6e having the same Stromdurchlaßrichtung because the inputs of the valves 3a, 3c and 3e associated trigger pulse generator in parallel switched and triggered by the same output voltage Ua 1 of the pilot control set. The same applies to the other valves 3b, 3d and 3f of the inverter.

Die Wirkungsweise der Anlaufschaltung nach der Erfindung setzt jedoch voraus, daß ein Ventil des Wechselrichters nur über ein Drittel der Periodendauer der gewünschten Motorfrequenz stromführend ist. Während der übrigen Zeit dürfen keine Zündimpulse am Steuergitter des Ventils erscheinen. Aus diesem Grunde erhält der Gittersteuersatz 13 eine Gittersperrung, mit der die Zündimpulserzeugung für jedes Ventil gesondert ausgesetzt werden kann. Überlagert man der Eingangswechselspannung eines Zündimpulserzeugers (Spannung an a1 bzw. all) eine hinreichend hohe Gleichspannung, so daß die resultierende Eingangsspannung ihr Vorzeichen solange nicht ändert, wie diese Gleichspannung anliegt, dann bilden sich auch keine Gitterspannungsimpulse an dem von diesem Zündimpulserzeuger gesteuerten Ventil aus. Weiterhin wird man zweckmäßig sämtliche Ventile 3 a bis 3 f des Wechselrichters so lange sperren, wie der Stromregler 10 das Kommando für eine stromlose Pause erhält. Dann wird eine einwandfreie Kommutierung des Wechselrichters trotz einer gewissen Streuung des Zeitpunktes, an dem die stromluse Pause erscheint, stets gewährleistet.The operation of the start-up circuit according to the invention, however, assumes that a valve of the inverter is only energized for a third of the period of the desired motor frequency. During the rest of the time, no ignition pulses may appear on the control grid of the valve. For this reason, the grid control rate 13 is given a grid lock, with which the ignition pulse generation can be suspended separately for each valve. If a sufficiently high DC voltage is superimposed on the AC input voltage of an ignition pulse generator (voltage at a1 or all) so that the resulting input voltage does not change its sign as long as this DC voltage is applied, then no grid voltage pulses are formed on the valve controlled by this ignition pulse generator. Furthermore, all valves 3 a to 3 f of the inverter will expediently be blocked as long as the current regulator 10 receives the command for a currentless break. Then perfect commutation of the inverter is always guaranteed despite a certain spread of the point in time at which the currentless pause appears.

Beide Signalspannungen für die Gittersperrung werden dem Gittersteuersatz 13 über eine bereits beschriebene »Oder«-Schaltung 14 mit zwei Eingängen zugeführt, die für jedes Ventil des Wechselrichters gesondert vorhanden ist. Die Gittersperrung für jedes Ventil wird immer dann betätigt, wenn ein oder beide Signale vorliegen.Both signal voltages for the grid blocking are fed to the grid control set 13 via an "or" circuit 14 with two inputs, which has already been described and which is available separately for each valve of the inverter. The grid lock for each valve is activated whenever one or both signals are present.

Ein Zündverteiler 15 liefert die Signale zur Betätigung der Gittersperrung und bestimmt damit Zeitdauer und Reihenfolge der Stränge des Motors, die gerade Strom führen sollen. Er besteht im einfachsten Falle aus einer mit der gewünschten Motordrehzahl (Motorfrequenz) umlaufenden Schaltwelle, die sechs Nockenscheiben trägt. Durch diese Nockenscheiben werden elektrische Kontakte abwechselnd geöffnet und geschlossen, deren Zeitschaltpunkte und Schließdauer die Reihenfolge und Zeitdauer bestimmen, mit der die einzelnen Ventile des Wechselrichters gesperrt werden. Eine weitere Nockenscheibe liefert während eines Umlaufes (Periodendauer der Motorfrequenz) sechs kurzzeitige Impulse als Signale für den Stromregler 10, damit die gewünschten stromlosen Pausen im Gleichstromzwischenkreis geschaffen werden.An ignition distributor 15 supplies the signals for actuating the grid lock and thus determines the duration and sequence of the strands of the motor that are currently running Should carry electricity. In the simplest case it consists of one with the desired Motor speed (motor frequency) rotating selector shaft, the six cam disks wearing. Electrical contacts are opened alternately by these cam disks and closed, their time switching points and closing duration the sequence and duration determine with which the individual valves of the inverter are blocked. One another cam disc supplies during one revolution (period of the motor frequency) six short-term pulses as signals for the current regulator 10, so that the desired currentless breaks can be created in the DC link.

Offensichtlich kann die Aufgabe des Zündverteilers auch durch eine geeignete Schaltung mit ruhenden, elektronischen Bauteilen erfüllt werden. Hat der Stromrichtermotor durch Steigerung der vom Zündverteiler 15 vorgegebenen Frequenz eine Drehzahl erreicht, die einer Motorfrequenz von etwa 5 Hz entspricht, kann auf die selbstgeführte Betriebsschaltung umgeschaltet werden. Der Gittersteuersatz 13 wird vom Vorsteuersatz 12 abgetrennt. Die Gittersperrung über die Schaltelemente 14 und 15 wird außer Betrieb gesetzt. Die Auslösespannungen für den Gittersteuersatz 13 werden nunmehr den Klemmenspannungen des Motors entnommen, so daß synchron und in gewünschter Phasenlage zu diesen Spannungen Gitterspannungsimpulse erzeugt werden. Der Gittersteuersatz 11 des Gleichrichters wird in gleicher Weise wie beim Anlauf vom Drehstromnetz 8 ausgelöst. Der Regler 10 wird abgetrennt oder kann zur Durchführung einer Drehzahlregelung mit Ankerstrombegrenzung umgeschaltet werden.Obviously, the task of the ignition distributor can also be fulfilled by a suitable circuit with static electronic components. If, by increasing the frequency specified by the ignition distributor 15, the converter motor has reached a speed which corresponds to a motor frequency of approximately 5 Hz, a switch can be made to the self-commutated operating circuit. The grid tax rate 13 is separated from the input tax rate 12. The grid lock via the switching elements 14 and 15 is put out of operation. The trigger voltages for the grid control set 13 are now taken from the terminal voltages of the motor, so that grid voltage pulses are generated synchronously and in the desired phase relation to these voltages. The grid control rate 11 of the rectifier is triggered in the same way as when the three-phase network 8 starts up. The controller 10 is disconnected or can be switched over to perform a speed control with armature current limitation.

F i g. 4 zeigt ein Prinzipschaltbild der Hauptstrom-und Steuerkreise für die Betriebsschaltung. Die Umschaltungen werden zweckmäßig mit einer verlängerten stromlosen Pause im Gleichstromzwischenkreis vorgenommen. Da sie sehr rasch erfolgen können, verliert der Motor in dieser Pause trotz fehlender Energieeinspeisung nur wenig an Drehzahl.F i g. 4 shows a schematic diagram of the main power and control circuits for the operational circuit. The switchings are expediently extended with a de-energized pause made in the DC link. Because they happen very quickly the motor only loses during this pause despite the lack of energy supply little speed.

Die Anlaufsteuerung wird vereinfacht, wenn die Glättungsinduktivität während des Anlaßvorganges überbrückt wird und Anlaßwiderstände zur Strombegrenzung in Reihenschaltung in dem Gleichstromzwischenkreis eingefügt werden. Es kann eine gesonderte Stromregelung für den Gleichstrom entfallen, da der Gleichstrom nach Öffnen des Gleichrichters bei Fehlen einer großen Induktivität im Stromkreis rasch seine gewünschte Größe annimmt und beim Schließen des Gleichrichters durch eine Gitter- Sperrung ebensoschnell zu Null wird. Die Signale des Zündverteilers 15 zur Einstellung einer stromlosen Pause betätigen eine Gittersperrung im Gittersteuersatz 11 des Gleichrichters 6, so daß während der gewünschten Dauer der stromlosen Pause keine positiven Gitterspannungsimpulse für die Ventile 6a bis 6 f erzeugt werden und der Gleichrichter 6 keinen Strom durchläßt.The start-up control is simplified if the smoothing inductance is bridged during the starting process and starting resistors are inserted in series in the DC link to limit the current. There is no need for a separate current control for the direct current, since the direct current quickly assumes its desired size after opening the rectifier in the absence of a large inductance in the circuit and just as quickly goes to zero when the rectifier is closed due to a grid lock. The signals of the ignition distributor 15 for setting a currentless break activate a grid lock in the grid control set 11 of the rectifier 6, so that no positive grid voltage pulses are generated for the valves 6a to 6f and the rectifier 6 does not allow any current during the desired duration of the currentless break.

Begnügt man sich mit kleineren Anlaufdrehmomenten, dann kann bei überbrückter Glättungsdrossel die Anlaufsteuerung noch weiter vereinfacht werden, wenn der Gleichrichter 6 mit einem Aussteuerungswinkel größer als 60° betrieben wird. Dann erhält man einen »lückenden« Strom im Gleichstromzwischenkreis mit sechs natürlichen, kurzfristigen stromlosen Pausen je Periodendauer der Netzfrequenz. Es können dann der Stromregler 10 sowie das mit 14 bezeichnete Schaltelement entfallen.If one is satisfied with lower starting torques, then, with the smoothing throttle bridged, the start-up control can be simplified even further if the rectifier 6 is operated with a control angle greater than 60 °. Then you get a "discontinuous" current in the DC link with six natural, short-term currentless pauses per period of the network frequency. The current regulator 10 and the switching element designated by 14 can then be omitted.

Die Anlaufschaltung wurde für einen sechspulsigen Stromrichtermotor mit Drehstrombrückenschaltung beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht nur auf diese Stromrichterschaltung beschränkt, sondern kann durch geeignete Abwandlungen auch auf andere Stromrichterschaltungen angewendet werden.The start-up circuit was for a six-pulse converter motor described with three-phase bridge circuit. However, the invention is not limited to just that this converter circuit is limited, but can be modified by suitable modifications can also be applied to other converter circuits.

Claims (11)

Patentansprüche: 1. Schaltung zum selbsttätigen Anlauf eines Stromrichtermotors mit ausgeprägtem Gleichstromzwischenkreis, wobei der Stromrichtermotor in der Bauart eines mehrsträngigen Synchronmotors mit durch Gleichstrom erregtem Polrad ausgeführt ist und diesem Motor Leistung aus einem Drehstromnetz über eine erste Stromrichterschaltung, die als gittergesteuerter Gleichrichter arbeitet, einen Gleichstromzwischenkreis und eine mit der Ankerwicklung des Motors verbundene zweite Stromrichterschaltung, welche nach Art eines Wechselrichters arbeitet, zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter (6) derart ausgesteuert wird, daß Gleichstromimpulse mit mindestens P kurzzeitigen stromlosen Pausen während einer Periodendauer der erwünschten Frequenz des Stromrichtermotors von etwa 0 bis 5 Hz in den Gleichstromzwischenkreis (4) gespeist werden, wobei P die Pulszahl der aus dem Wechselrichter (3) und der Ankerwicklung (1) des Stromrichtermotors gebildeten Stromrichterschaltung ist, daß die Stromrichter (3a bis 3f) des Wechselrichters in einer vorbestimmten Reihenfolge abwechselnd durch positive Gitterspannungsimpulse Geöffnet oder durch eine negative Gittervorspannung gesperrt werden, so daß die P-Gleichstromimpulse nacheinander auf die einzelnen Stränge der Ankerwicklung verteilt werden und sich eine Drehdurchflutung im Anker des- Motors ausbildet, und daß nach Erreichen einer hinreichend hohen Teildrehzahl die Anlaufsteuerung außer Betrieb gesetzt und die Steuerung der Stromrichter (3) der genannten zweiten Stromrichterschaltung in an sich bekannter Weise in einer durch den erregten Stromrichtermotor selbstgeführten Betriebsschaltung vorgenommen wird. Claims: 1. Circuit for the automatic start-up of a converter motor with a pronounced DC intermediate circuit, the converter motor being designed as a multi-strand synchronous motor with a pole wheel excited by direct current and this motor providing power from a three-phase network via a first converter circuit that works as a grid-controlled rectifier, a DC intermediate circuit and a second converter circuit connected to the armature winding of the motor, which works in the manner of an inverter, is supplied, characterized in that the rectifier (6) is controlled in such a way that direct current pulses with at least P short-term currentless pauses during a period of the desired frequency of the converter motor from about 0 to 5 Hz are fed into the direct current intermediate circuit (4) , where P is the number of pulses of the converter circuit formed from the inverter (3) and the armature winding (1) of the converter motor is that the converters (3a to 3f) of the inverter are alternately opened in a predetermined sequence by positive grid voltage pulses or blocked by a negative grid bias voltage, so that the P-DC pulses are distributed successively to the individual strands of the armature winding and a rotary flux in the armature des- motor forms, and that after reaching a sufficiently high partial speed, the start-up control is put out of operation and the control of the converters (3) of said second converter circuit is carried out in a manner known per se in an operating circuit operated by the energized converter motor itself. 2. Schaltung zur selbsttätigen Anlauf eines Stromrichtermotors mit ausgeprägtem Gleichstromzwischenkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung einer Glättungsinduktivität (5) im Gleichstromzwischenkreis (4) der Gleichrichter (6) mit einer Konstantstromreglung für den Gleichstrom versehen ist, welcher im Verlauf einer Periodendauer der gewünschten Motorfrequenz P Signale mit kurzer Dauer und in gleichmäßigem Abstand überlagert werden, die den Stromregler (10) im Sinne einer Regelung auf Strom gleich Null beeinflussen und den Gleichstrom P-mal unterbrechen. 2. A circuit for the automatic start of a converter motor with a pronounced DC link according to claim 1, characterized in that when a smoothing inductance (5) is arranged in the DC link (4) of the rectifier (6) is provided with a constant current control for the direct current, which over a period The desired motor frequency P signals are superimposed with a short duration and evenly spaced, which influence the current regulator (10) in the sense of a control for current equal to zero and interrupt the direct current P times. 3. Schaltung zum selbsttätigen Anlauf eines Stromrichtermotors mit ausgeprägtem Gleichstromzwischenkreis nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß den für jedes Ventil (3a bis 3f) vorhandenen Zündimpulserzeugern im Gittersteuersatz (13) eine solche Steuereingangsspannung (U"1, U"11) zugeführt wird, daß von den gleichstromseitig parallel geschalteten Ventilen (3 a, 3 c, 3 e oder 3 b, 3 d, 3f) mit gleicher Stromdurchlaßrichtung ein beliebiges, vorbestimmtes Ventil immer dann gleichzeitig einen positiven Gitterspannungsimpuls erhalten kann, wenn eines von den Ventilen (6a, 6e, 6 e oder 6b, 6d, 6f) des Gleichrichters (6) mit gleicher Stromdurchlaßrichtung gezündet wird. 3. Circuit for the automatic start-up of a converter motor with a pronounced DC intermediate circuit according to claims 1 and 2, characterized in that the ignition pulse generators in the grid control set (13) present for each valve (3a to 3f) have such a control input voltage (U "1, U" 11) is supplied that from the valves (3 a, 3 c, 3 e or 3 b, 3 d, 3f) connected in parallel on the DC side, any predetermined valve with the same flow direction can always receive a positive grid voltage pulse at the same time when one of the valves (6a, 6e , 6e or 6b, 6d, 6f) of the rectifier (6) is ignited with the same current flow direction. 4. Schaltung zum selbsttätigen Anlauf eines Stromrichtermotors mit ausgeprägtem Gleichstromzwischenkreis nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereingangsspannungen (U"1 und U"11) für den Gittersteuersatz (13) des Wechselrichters als Ausgangsspannungen eines Vorsteuersatzes (12) gewonnen werden, der sich aus zwei an sich bekannten logischen »Oder«-Schaltungen aufbaut und durch im Gittersteuersatz (11) des Gleichrichters (6) erzeugte Impulsspannungen ausgelöst wird, derart, daß die genannten Steuereingangsspannungen immer dann ihre Polarität ändern, wenn eines der Ventile im Gleichrichter gezündet wird. 4. A circuit for the automatic start-up of a converter motor with a pronounced DC link according to claim 3, characterized in that the control input voltages (U "1 and U" 11) for the grid control rate (13) of the inverter are obtained as output voltages of a precontrol rate (12) , which is consists of two known logical "OR" circuits and is triggered by pulse voltages generated in the grid control set (11) of the rectifier (6) , in such a way that the said control input voltages always change their polarity when one of the valves in the rectifier is ignited. 5. Schaltung zum selbsttätigen Anlauf eines Stromrichtermotors mit ausgeprägtem Gleichstromzwischenkreis nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündimpulserzeuger im Gittersteuersatz (13) des Wechselrichters einen positiven Gitterspannungsimpuls erzeugen, wenn die Steuereingangsspannung ihre Polarität in einer vorbestimmten Richtung ändert. 5. Circuit for automatic start-up a converter motor with a pronounced DC intermediate circuit according to claim 3 and 4, characterized in that the ignition pulse generator in the grid control rate (13) of the inverter generate a positive grid voltage pulse when the Control input voltage changes polarity in a predetermined direction. 6. Schaltung zum selbsttätigen Anlauf eines Stromrichtermotors mit ausgeprägtem Gleichstromzwischenkreis nach einem jeden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündimpulserzeuger im Gittersteuersatz (13) mit einer Gittersperrung versehen sind, die die Bildung positiver Gitterspannungsimpulse für die Ventile unabhängig von der Größe und Polarität der Steuereingangsspannung (U"1 bzw. U"11) aussetzt, so daß die Ventile (3a bis 3f) nur über eine vorbestimmte Brenndauer und in einer gewünschten Reihenfolge Strom führen können. 6. A circuit for the automatic start-up of a converter motor with a pronounced DC link according to any one of the preceding claims, characterized in that the ignition pulse generator in the grid control set (13) are provided with a grid lock that allows the formation of positive grid voltage pulses for the valves regardless of the size and polarity of the Control input voltage (U "1 or U" 11) interrupts, so that the valves (3a to 3f) can only conduct electricity for a predetermined burning period and in a desired sequence. 7. Schaltung zum selbsttätigen Anlauf eines Stromrichtermotors mit ausgeprägtem Gleichstromzwischenkreis nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gittersperrung zusätzlich so lange für sämtliche Ventile des Wechselrichters wirksam ist, wie der Stromregler (10) des Gleichrichters ein Signal für eine stromlose Pause erhält. B. 7. A circuit for the automatic start of a converter motor with a pronounced DC link according to claim 6, characterized in that the grid lock is also effective for all valves of the inverter as long as the current regulator (10) of the rectifier receives a signal for a currentless break. B. Schaltung zum selbsttätigen Anlauf eines Stromrichtermotors mit ausgeprägtem Gleichstromzwischenkreis nach einem jeden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale zur Betätigung der Gittersperrung im Gittersteuersatz (13) und zur Einstellung einer stromlosen Pause im Gleichstromzwischenkreis einem Zündverteiler (15) entnommen werden, der diese Signale in stetig veränderlichem zeitlichen Abstand abgibt und auf diese Weise die Frequenz und die Umdrehungszahl des Stromrichtermotors bestimmt. Circuit for the automatic start of a converter motor with pronounced DC link after each of the preceding claims, characterized in that the signals for actuation the grid lock in the grid control rate (13) and for setting a currentless Pause in the DC link can be taken from an ignition distributor (15), the emits these signals at a constantly changing time interval and in this way determines the frequency and the number of revolutions of the converter motor. 9. Schaltung zum selbsttätigen Anlauf eines Stromrichtermotors mit ausgeprägtem Gleichstromzwischenkreis nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündverteiler (15) eine mit einer vorbestimmten Drehzahl umlaufende Schaltwelle enthält, die für jedes Ventil (3a bis 3f) des Wechselrichters eine gesonderte Nockenscheibe trägt, welche elektrische Kontakte abwechselnd öffnet und schließt und damit Signale liefert, die über die genannte Gittersperrung Dauer und Reihenfolge der Stromführungszeit der einzelnen Ventile bestimmen, und daß die Schaltwelle eine weitere Nockenscheibe trägt, die über einen elektrischen Kontakt P Signale pro Periode zur Einstellung der stromlosen Pausen an den Stromregler (10) abgibt. 9. Circuit for the automatic start-up of a converter motor with a pronounced DC link according to claim 8, characterized in that the ignition distributor (15) has one with a contains a predetermined speed revolving control shaft, which for each valve (3a to 3f) of the inverter carries a separate cam disk, which electrical Contacts alternately opens and closes and thus supplies signals that are transmitted via the said grid blocking duration and sequence of the current carrying time of the individual Determine valves, and that the control shaft carries another cam disk, which Via an electrical contact P signals per period for setting the currentless Gives pauses to the current regulator (10). 10. Schaltung zum selbsttätigen Anlauf eines Stromrichtermotors mit ausgeprägtem Gleichstromzwischenkreis nach einem jeden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während des Anlaufvorganges in Reihe mit der Glättungsinduktivität (5) ohmsche Anlaßwiderstände geschaltet werden, daß die Glättungsinduktivität selbst überbrückf wird und daß die Signale des Zündverteilers (15) zur Einstellung einer stromlosen Pause auf eine im Gittersteuersatz (11) des Gleichrichters (6) vorgesehene Gittersperre einwirken, welche die Zündimpulsbildung für sämtliche Ventile 6 a bis 6 f P-mal während einer gewünschten Periodendauer der Motorfrequenz kurzzeitig unterbricht, wodurch Gleichstromimpulse mit kurzzeitigen stromlosen Pausen in den Gleichstromzwischenkreis gespeist werden. 10. Circuit for the automatic start-up of a Converter motor with pronounced DC link after each of the preceding claims, characterized in that during the start-up process ohmic starting resistors are connected in series with the smoothing inductance (5), that the smoothing inductance itself is bridged and that the signals from the ignition distributor (15) for setting a currentless break to one in the grid control rate (11) of the Rectifier (6) provided grid lock act, which the ignition pulse for all valves 6 a to 6 f P times during a desired period the motor frequency is briefly interrupted, causing direct current pulses with short-term currentless breaks can be fed into the DC link. 11. Schaltung zum selbsttätigen Anlauf eines Stromrichtermotors mit ausgeprägtem Gleichstromzwischenkreis nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß während des Anlaufvorganges die Glättungsinduktivität (5) überbrückt und der Gleichrichter mit einem hinreichend großen Zündwinkel ausgesteuert wird, so daß sich ein lückender Strom im Gleichstromzwischenkreis mit mehreren stromlosen Pausen während einer Periode der Frequenz des Drehstromnetzes (8) einstellt, ohne daß eine besondere Stromregelung oder Gittersperrung für den Gleichrichter (6) zur Unterbrechung des Gleichstromes vorgesehen zu werden braucht.11. Circuit for the automatic start-up of a converter motor with a pronounced DC link according to claim 10, characterized in that the smoothing inductance during the start-up process (5) bridged and the rectifier is controlled with a sufficiently large ignition angle so that there is a discontinuous current in the DC link with several currentless Pauses during a period of the frequency of the three-phase network (8) adjusts without that a special current control or grid blocking for the rectifier (6) to Interruption of the direct current needs to be provided.
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