DE2446623C3 - Stromrichterschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stromrichterschaltung mit einem an eine Gleichspannungsquelle angeschlossenen Gleichstromsteller, der über einen Gleichstrom-Zwischenkreis mit eingeprägtem Gleichstrom einen Stromrichter speist, der wechselspannungs seitig an eine Drehfeldmaschine angeschlossen ist

Aus der DE-PS 15 13 518 ist eine Stromrichterschaltung bekannt, bei der ein als Gleichrichter arbeitender erster Stromrichter über einen Gleichstrom-Zwischenkreis mit eingeprägtem Gleichstrom einen als Wechsel richter arbeitenden zweiten Stromrichter speist, der wechselspannungsseitig an eine Drehfeldmaschine angeschlossen ist Als erster Stromrichter wird dabei üblicherweise ein Ventilsystem von steuerbaren Venti-

,o len in vollgesteuerter Drehstrom-Brückenschaltung verwendet Wird jedoch statt dessen ein Gleichstromsteller (vgl. z. B. DE-PS 12 42 289) eingesetzt, wie das bei einer Stromrichterschaltung mit eingeprägter Spannung im Gleichspannungs-Zwischenkreis bekannt (vgl.

Siemens-Zeitschrift 1964, Heft 10, Seiten 755 bis 781, Bild 2) ist, so ist nur Betrieb in einem einzigen Quadranten des Strom-Spannungs-Diagramms des Gleichstrom-Zwischenkreises, nämlich Motorbetrieb der Drehfeldmaschine möglich. Beim Generatorbetrieb der Drehfeldmaschine besitzt die vom Stromrichter in den Gleichstrom-Zwischenkreis eingespeiste Spannung das umgekehrte Vorzeichen wie die beim Motorbetrieb vom Gleichstromsteller abgegebene Spannung, während der Strom im Gleichstrom-Zwischenkreis sein Vorzeichen beibehält Ein Abbremsen der Drehfeldmaschine ist daher nicht ohne weiteres durchführbar. Insbesondere bei Antrieben mit einer einzigen Drehfeldmaschine ist jedoch in vielen Fällen ein Abbremsen unerläßlich.

Aus der DE-OS 15 13 532 ist eine Einrichtung zum Abbremsen einer Drehfeldmaschine bekannt. Diese Einrichtung wird bei einer Stromrichterschaltung eingesetzt, bei der ebenfalls ein an eine Gleichspannungsquelle angeschlossener Gleichstromsteller über einen Zwischenkreis einen Stromrichter speist, der wechselspannungsseitig an die Drehfeldmaschine angeschlossen ist. Hierbei wird jedoch kein Gleichstrom-Zwischenkreis mit eingeprägtem Gleichstrom, sondern — im Gegensatz zur Erfindung — ein Gleichspan- nungs-Zwischenkreis mit eingeprägter Gleichspannung verwendet. Bei einer solchen Stromrichterschaltung bleibt beim Übergang vom Motor- zum Generatorbetrieb der Drehfeldmaschine die Polarität der Gleichspannung im Zwischenkreis erhalten; die Richtung des Stroms im Zwischenkreis kehrt sich jedoch bei diesem Übergang um. Die erwähnte Einrichtung zum Abbremsen besteht hierbei aus der Reihenschaltung eines Bremswiderstandes mit einem Bremsschalter, der insbesondere ein Thyristor-Gleichstromsteller sein

so kann. Diese Einrichtung ist zwischen die beiden Verbindungsleitungen des Gleichspannungs-Zwischenkreises geschaltet. Beim Bremsen läuft die Drehfeldmaschine generatorisch; sie gibt dabei ihre kinetische Energie an den abwechselnd zu- und abgeschalteten Bremswiderstand ab. Der an die Gleichspannungsquelle angeschlossene Gleichstromsteller ist am Bremsbetrieb nicht beteiligt Der Bremsschalter muß beim Abbremsen imstande sein, einen u. U. recht beträchtlichen Bremsstrom abzuschalten. Bei Verwendung eines Thyristors als Schalter ist für diesen eine recht aufwendige Löschschaltung erforderlich.

Aufgabe der Erfindung ist es, die eingangs genannte Stromrichterschaltung mit geringem elektronischen Aufwand so auszugestalten, daß ein Bremsbetrieb der

Drehfeldmaschine ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, da3 zwischen die beiden Verbindungsleitungen des Gleichstrom-Zwischenkreises ein steuerbares Freilauf-

ventil geschaltet ist, das im Motorbetrieb der Drehfeldmaschine zumindest kurz nach dem Zündzeitpunkt des Löschventils des Gleichstromstellers und im Generatorbetrieb der Drehfeldmaschine zu einem vorgegebenen Zeitpunkt nach dem Zündzeitpunkt des Löschventils des Gleichstromstellers zündbar ist, und daß parallel zum Freilaufventil die Reihenschaltung eines Bremswiderstandes mit einem Bremsventil angeordnet, ist

Hierbei wird im Generatorbetrieb der Drehfeldmaschine die Spannung im Gleichstrom-Zwischenkreis _]0 durch abwechselndes Hin- und Herschalten des Stroms im Gleichstron> Zwischenkreis zwischen dem steuerbaren Freilaufventil einerseits und dem Bremszweig aus Bremsventil und Bremswiderstand andererseits mit einem bestimmten Taktverhältnis eingestellt Das Taktverhältnis richtet sich nach der vom Stromrichter benötigten Gleichspannung und nach dem gewünschten Strom im Gleichstrom-Zwischenkreis und damit nach dem gewünschten Bremsmoment. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist besonders geeignet in Verbindung mit einer Asynchronmaschine.

Als Gleichspannungsquelle kann beispielsweise eine Batterie vorgesehen sein. Handelt es sich jedoch statt dessen um ein Gleichspannungsnetz, das unter Umständen ausfallen kann, oder um einen Gleichrichter, der von einem ein- oder mehrphasigen Wechselspannungsnetz gespeist wird, das ebenfalls unter Umständen ausfallen kann, so sollte auch bei einem solchen Ausfall ein einwandfreier Bremsbetrieb gewährleistet sein. Mit anderen Worten: Der Bremsbetrieb sollte unabhängig von der Gleichspannung arbeiten. Um dieses zu erreichen, ist nach einer besonders vorteilhaften Ausbildung der Erfindung vorgesehen, daß der Löschkondensator des Gleichstromstellers an derjenigen Elektrode des Hauptventils angeordnet ist, die dem Gleichstrom-Zwischenkreis zugewandt ist, und daß der Löschkondensator in Reihe zu der Gegenparallelschaltung von zwei steuerbaren Hilfsventilen zwischen die beiden Verbindungsleitungen geschaltet ist. Diese Ausbildung der Erfindung ist besonders für einen Bahnantrieb geeignet, bei dem die Drehfeldmaschine aus einem Fahrdraht gespeist wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand von fünf Figuren näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine erfindungsgemäße Stromrichteranordnung mit einem steuerbaren Freilaufventil und einem Bremszweig im Gleichstrom-Zwischenkreis,

F i g. 2 drei Zündimpulsdiagramme für Motorbetrieb der Stromrichteranordnung,

F i g. 3 drei Zündimpulsdiagramme für Generatorbetrieb der Stromrichteranordnung,

F i g. 4 die Stromrichteranordnung nach F i g. 1 mit zwei zusätzlichen Hilfsventilen, und

F i g. 5 drei Zündimpulsdiagramme für Bremsbetrieb der Stromrichteranordnung nach F i g. 4.

Nach F i g. 1 sind die Ausgangsklemmen 2, 3 einer Gleichspannungsquelle 4 der Eingangs- oder Versorgungsgleichspannung i/l über einen Gleichstromsteller 5 und über zwei Verbindungsleitungen 6 und 7, die mit einer Glättungsdrossel 8 in der positiven Verbindungsleitung 6 einen Gleichstrom-Zwischenkreis 9 bilden, an die gleichspannungsseitigen Klemmen 10 und 11 eines Stromrichters 12 angeschlossen. Der Stromrichter 12 ist wechselspannungsseitig an eine Drehfeldmaschine 13, insbesondere an eine Asynchronmaschine, angeschlossen.

Als Gleichspannungsquelle 4 kann beispielsweise ein Gleichspannungs- Fahrdraht oder eine Batterie verwendet werden. In F i g. 1 ist abweichend davon ein Gleichrichter mit ungesteuerten Ventilen 14 in dreiphasiger Brückenschaltung vorgesehen, der aus einem dreiphasigen Wechselspannungsnetz 15 mit den Phasenleitern R, S, Γ gespeist wird. Brückenschaltung und Wechselspannungsnetz können auch nur einphasig ausgeführt sein. Weiterhin kann es sich dabei um ein Bahnnetz handeln.

Der Gleichstromsteller 5, dem im allgemeinen noch ein Glättungskondensator 16 vorgeschaltet ist, ist im Prinzip nach der DTPS 12 42 289 aufgebaut Er umfaßt ein steuerbares Hauptventil 17, das insbesondere ein Thyristor sein kann. Dieses Hauptventil 17 ist in Reihe zu einer den Stromanstieg begrenzten Begrenzungsdrossel 18 in der positiven Leitung angeordnet Die Begrenzungsdrossel 18 kann auch fehlen. Der Gleichstromsteller 5 umfaßt weiterhin eine Löscheinrichtung, die der Reihenschaltung aus Hauptventil 17 und Begrenzungsdrossel 18 parallel geschaltet ist Mit ihrer Hilfe kann das Hauptventil 17 nach dem Zünden wieder gelöscht werden. Sie besteht aus der Reihenschaltung eines Löschkondensators 19 mit einem steuerbaren Löschventil 20. Die Anode des Löschventils 20 ist hier direkt mit der Anode des Hauptventils 17 verbunden, so daß der eine Belag des Löschkondensators 19 an der Verbindungsleitung 6 liegt Prinzipiell kann die Reihenfolge von Löschkondensator 19 und Löschventil 20 auch vertauscht sein. Dem Löschventil 20 ist weiterhin ein ungesteuertes Umschwingventil 21 in Reihe mit einer Umschwingdrossel 22 gegenparallel geschlaltet. Schließlich umfaßt der Gleichstromsteller 5 auch einen Rückschwingzweig, der aus der Serienschaltung eines ungesteuerten Rückschwingventils 23 mit einer Rückschwingdrossel 24 besteht. Diese Serienschaltung 23,24 ist der Reihenschaltung aus Hauptventil 17 und Begrenzungsdrossel 18 gegenparallel geschaltet. Zur Versorgung des Hauptventils 17 und des Löschventils 20 mit Zündimpulsen pl7 bzw. p20 ist ein Steuergerät 25 vorgesehen.

Der Stromrichter 12 enthält gesteuerte Hauptventile 26, insbesondere Thyristoren, in Drehstrom-Brückenschaltung. Diese werden von einem Steuergerät 27 aus mit Zündimpulsen beaufschlagt. Er enthält ferner drei nicht näher bezeichnete Löschkondensatoren und sechs nicht näher bezeichnete steuerbare Löschventile (Thyristoren) in Drehstrom-Brückenschaltung, die ebenfalls vom Steuergerät 27 gezündet werden. Die Frequenz der Zündimpulse bestimmt die Drehzahl, und die Phasenfolge bestimmt die Drehrichtung der Drehfeldmaschine 13. Der Stromrichter 12 kann also entsprechend der DE-PS 15 13 518 oder entsprechend der S I E M E N S-Zeitschrift 43. Jg. 1969, Heft 8, Seiten 686 bis 690, insbesondere Bild !,ausgebildet sein.

Um die Drehfeldmaschine (Asynchronmaschine) 13 elektrisch abbremsen zu können, enthält der Gleichstrom-Zwischenkreis 9 ein steuerbares Freilaufventil 30, insbesondere einen Thyristor, einen ohmschen Bremswiderstand 31 und ein ungesteuertes Bremsventil 32. Das steuerbare Freilaufventil 30 ist zwischen die beiden Verbindungsleitungen 6 und 7 geschaltet Seine Anode liegt an der negativen Verbindungsleitung 7. In Reihe zum Freilaufventil 30 kann vorteilhafterweise noch eine Begrenzungsdrossel 33 angeordnet sein, die zur Begrenzung des Stromanstiegs vorgesehen ist. Zwischen die beiden Verbindungsleitungen 6 und 7 ist weiterhin die Reihenschaltung aus dem Bremswiderstand 31 und dem Bremsventil 32 geschaltet. Die Anode

des Bremsventils 32 ist der negativen Verbindungsleitung zugewandt. Über die Ventile 30,32 kann somit kein Strom fließen, solange die positive Verbindungsleitung 6 positiv ist gegenüber der negativen Verbindungsleitung 7. Das Steuergerät 25 versorgt das steuerbare Freilaufventil 30 gleichfalls mit Zündimpulsen p30.

Zur Steuerung des Steuergerätes 25 ist ein Stromregler 34 vorgesehen, dessen Vergleichseingang 35 sowohl der Istwert des Stroms /im Gleichstrom-Zwischenkreis 9 als auch ein einstellbarer Sollwert /'vorgegeben sind. Der Istwert des Stroms /wird mittels eines Stromwandlers 36 ermittelt, der zwischen der Glättungsdrossel 8 und der Klemme 10 angeordnet ist. Der Sollwert /'wird von einem Sollwertgeber 37 geliefert, der als Potentiometer eingezeichnet ist. Der Regelkreis sorgt dafür, daß der Strom / im Gleichstrom-Zwischenkreis 9 auf dem Sollwert / festgehalten wird und somit eingeprägt ist. Das gilt sowohl für Motor- als auch Generatorbetrieb der Drehfeldmaschine 13.

Zunächst wird die Wirkungsweise der Stromrichterschaltung anhand der Diagramme in Fig.2 bei Motorbetrieb betrachtet. Diese Diagramme zeigen den zeitlichen Verlauf der Zündimpulse pl7, p20 und p30 für die Ventile 17,20 bzw. 30.

Bei Motorbetrieb übernimmt das steuerbare Freilaufventil 30 die Rolle einer Freilaufdiode. Es braucht dazu nur im gesperrten Zustand des Gleichstromstellers 5, und zwar spätestens kurz nach dem Zündzeitpunkt des Löschventils 20, gezündet zu werden. Nach dem mittleren und unteren Diagramm von F i g. 2 wird es hier der Einfachheit halber stets zusammen mit dem Löschventil 20 gezündet. Es kann aber auch einen Dauerimpuls erhalten, was im unteren Diagramm von F i g. 2 gestrichelt eingezeichnet ist. Die beiden Möglichkeiten der Ansteuerung des Freilaufventils 30 sind für die Funktion der Stromrichterschaltung völlig gleichwertig, nur sind bei der gestrichelt eingezeichneten Dauerimpulsgabe die Verluste im Freilaufventil 30 geringer, da bei anliegender Sperrspannung kein Zündimpuls ansteht.

Es wird ausgegangen vom durchgeschalteten Zustand des Gleichstromsteliers 5 in Fig. 1. Das Hauplventil 17 ist hierbei gezündet Der Gleichstrom / fließt aus der Gleichspannungsqueile 4 über das Hauptventil 17, die Begrenzungsdrossel 18, die positive Verbindungsleitung 6, die Glättungsdrossel 8, den als Wechselrichter arbeitenden Stromrichter 12 und über die negative Verbindungsleitung 7 zur Gleichspannungsquelle 4 zurück. Der Löschkondensator 19 ist mit der in F i g. 1 eingezeichneten Polarität aufgeladen.

Soll der Gleichstromsteller 5 gesperrt werden, so erhält das Löschventil 20 einen Zündimpuls p20. Gleichzeitig erhält auch das Freilaufventil 30 einen Zündimpuls p30, falls nicht ein Dauerimpuls gegeben wird Ober den Zündzeitpunkt des Löschventils 20 und damit über die Stromführungsdauer a des Hauptventils wird die Höhe des Gleichstroms /eingestellt Durch die Zündung des Löschventils 20 geht der Gleichstrom / sofort vom Hauptventil 17 auf das Löschventil 20 über. Das Hauptventil 17 erlischt Ferner findet ein Umschwingvorgang auf dem Wege 19—24—23—20—19 statt Dabei erlangt das Hauptventil 17 seine Sperrfähigkeit wieder. Der Löschkondensator 19 hat sich am Ende des Umschwingvorgangs, also nachdem der Strom durch die Rückschwingdrossel 24 und das Rückschwingventil 23 durch Null gegangen ist, auf ets'as weniger als die Eingangsspannung Ui umgeladen; er wird durch den Gleichstrom / weiter nachgeladen. Erreicht die Spannung des Löschkondensators 19 die Höhe der Eingangsspannung t/1, so geht der Gleichstrom / auf das Freilaufventil 30 über. Der Gleichstrom / fließt also jetzt auf dem Wege 12-11-33-30-8-10-12-13.

Der Löschkondensator 19 ist jetzt mit umgekehrter Polarität aufgeladen als dargestellt. Hieraus wird deutlich, daß das Freilaufventil 30 spätestens eine kurze Zeitspannne nach dem Zündzeitpunkt des Löschventils 20 gezündet sein muß. Diese Zeitspanne ist gleich der halben Schwingungsdauer des Rückschwingkreises 19-24-23-20.

Soll der Gleichstromsteller 5 nach seiner Periodendauer Γ wieder durchgeschaltet werden, so erhält das Hauptventil 17 einen Zündimpuls pl7. Dadurch geht der Gleichstrom / sofort vom Freilaufventil 30 auf das Hauptventil 17 über. Anschließend findet ein Umschwingvorgang auf dem Wege 19—22—21 — 17—18—19 statt. Durch diesen Umschwingvorgang wird der Löschkondensator 19 auf etwas weniger als die Höhe der Eingangsspannung Ui umgeladen, und der erwähnte Anfangszustand ist wiederhergestellt.

Als nächstes wird die Wirkungsweise der Stromrichterschaltung anhand der Diagramme in Fig.3 bei Generatorbetrieb betrachtet. Die drei Diagramme von Fig.3 zeigen wiederum den zeitlichen Verlauf der Zündimpulse pl7,p20 und p30.

Bei Generatorbetrieb und Abbremsen der Drehfeldmaschine 13 kehrt die Spannung Ul zwischen den Klemmen 10, 11 ihre Polarität um. Der Mittelwert der Spannung Ul hat jetzt die in F i g. 1 an den Klemmen 10, 11 in Klammern gesetzte Polarität.

Als Ausgangszusland wird derjenige Schaltzustand gewählt, bei dem das Freilaufventil 30 gezündet ist und der Gleichstrom /auf dem Wege 12-11-30-33-8-10-12-13 fließt. Der Löschkondensator 19 ist dabei mit anderer Polarität aufgeladen als eingezeichnet. Soll nun der Gleichstrom / vom Freilaufventil 30 auf den Bremszweig 31, 32 kommutiert werden, so wird zunächst das Hauptventil 17 durch einen Zündimpuls pl7 gezündet. Der Gleichstrom / geht sofort auf das Hauptventil 17 über. Ferner findet ein Umschwingvorgang auf dem Wege 19-22-21-17-18 statt, durch den der Löschkondensator 19 auf die in F i g. 1 eingezeichnete Polarität umgeladen wird. Das Freilaufventil 30 erlangt dabei seine Sperrfähigkeit wieder.

Sofort nachdem der Umschwingvorgang abgeklungen ist, wird ein Zündimpuls p20 an das Löschventil 20 gegeben, wodurch der Löschvorgang eingeleitet wird Das Hauptventil 17 ist also im Bremsbetrieb jeweils nui eine kurze Zeitspanne stromleitend. Diese Zeitspanne ist fest vorgegeben; sie ist etwas größer als die halbe Schwingungsdauer des Umschwingkreises 19-22-21-17 18-19. Der durch das Zünden des Löschventils 2( einsetzende Löschvorgang erfolgt zunächst völlij analog zu dem oben beim Motorbetrieb geschildertei Umschwingvorgang. Da jetzt das Freilaufventil 30 abei nicht gleichzeitig mit dem Löschventil 20, sondern ers später gezündet wird, geht der Gleichstrom /, nachden der Löschkondensator 19 auf die Höhe der Eingangs spannung Ui umgeladen ist, mit größer werdende Kondensatorspannung vom Wege 7-3-4-2-20-19-6 zu nehmend auf das Bremsventil 32 und den Bremswider stand 31 über. Die Zeitkonstante dieses Vorgangs is durch das Produkt aus dem Widerstandswert de Bremswiderstands 31 und der Kapazität des Löschkon densators 19 gegeben. Schließlich ist der Gleichstrom voll auf den Bremszweig 31,32 abergegangen. Er fließ jetzt auf dem Wege 13-12-11-31-32-8-10-12-13. Dabc

wird die kinetische Energie der Drehfeldmaschine 13 im Bremswiderstand 31 in Wärme umgesetzt.

Soll nunmehr der Gleichstrom /auf das Freilaufventil 30 kummutiert werden, so braucht man dazu lediglich einen Zündimpuls p30 auf das Freilaufventil 30 zu geben. Der Gleichstrom / geht dann sofort auf dieses Freilaufventil 30 über, und der Ausgangszustand ist wiederhergestellt.

Über den Zündzeitpunkt des Freilaufventils 30 wird bei im Generatorbetrieb äquidistanten Zündabständen des Huaptventils 17 und des Löschventils 20 die Stromführungsdauer des Freilaufventils 30 und somit das Bremsmoment der Drehfeldmaschine 13 eingestellt. Der in F i g. 1 dargestellte Stromregelkreis sorgt dafür, daß der Abbremsvorgang mit einem konstanten mittleren Strom erfolgt.

Bei der oben beschriebenen Wirkungsweise der Stromrichterschaltung nach Fig. 1 ist es für den Kommutierungsvorgang erforderlich, daß die Eingangsspannung UX zur Verfugung steht. Für Anwendungsfäl- Ie, in denen diese Voraussetzung nicht gegeben ist, z. B. beim Bahnbetrieb infolge Bügelspringens, wird die Stromrichterschaltung zweckmäßigerweise durch zwei Hilfsventile ergänzt. Eine solchermaßen ergänzte Stromrichterschaltung ist in F i g. 4 dargestellt.

Aus F i g. 4 ist ersichtlich, daß zusätzlich zu den Bauelementen von Fig. 1 zwei steuerbare Hilfsventile 41 und 42 vorgesehen sind. Es kann sich dabei insbesondere um Thyristoren handeln. Diese beiden Hilfsventile 41 und 42 sind einander gegenparallel geschaltet. Sie sind in Reihe zum Löschkondensator 19 zwischen die beiden Verbindungsleitungen 6 und 7 geschaltet. Im vorliegenden Fall wurde die Verbindung so getroffen, daß die beiden Hilfsventile 41,42 einerseits an der Verbindung zwischen dem Umschwingventil 21 und der Umschwingdrossel 22 und andererseits an der Verbindungsleitung 7 angeschlossen sind. Durch diese Maßnahme wird die Umschwingdrossel 22 doppel ausgenutzt.

Im Bremsbetrieb, bei dem die Eingangsspannung UX nicht benutzt werden soll, ist es wichtig, daß der Löschkondensator 19 des Gleichstromstellers 5 an derjenigen Elektrode des Hauptventils 17 angeschlossen ist, die dem Gleichstrom-Zwischenkreis zugewandt ist, da sich andernfalls eine Abkopplung der Eingangsspannung Ui nicht ergibt.

Sämtliche Ventile 17, 20, 30, 41 und 42 werden von einem Steuersatz 45 mit Zündimpulsen beaufschlagt. Dieser Steuersatz 45 unterscheidet sich nur durch einige zusätzliche Bauelemente vom Steuersatz 25 der F i g. 1.

Bei Motorbetrieb der Drehfeldmaschine 13 besteht kein Unterschied zum Betrieb der Stromrichterschaltung nach F i g. 1. Hierbei erhalten beide Hilfsventile 41 und 42 keinen Zündimpuls; sie sind somit nicht wirksam.

Beim Generator- und Bremsbetrieb der Drehfeldmaschine 13 dagegen erhalten das Hauptventil 17 und das Bremsventil 32 keinen Zündimpuls. Dadurch kann die abwechselnd vorgenommene Kommutierung des Gleichstroms /zwischen dem Freilaufventil 30 und dem Bremszweig 31, 32 unbeeinflußt und unabhängig von der Eingangsspannung UX erfolgen. Im ^folgenden wird dieser Generator- und Bremsbetrieb anhand von F i g. 5 näher betrachtet. Fig. 5 zeigt dabei die Zündimpulse p30, p42 und p41 für die Ventile 30,42 bzw. 41.

Als Ausgangszustand für die nähere Betrachtung des netzunabhängigen Bremsbetriebs wird derjenige Schaltzustand gewählt, bei dem das Freilaufventil 30 gezündet ist und bei dem der Gleichstrom / auf dem Wege 13-12-11-33-30-8-10-12-13 fließt. Der Löschkondensator 19 ist dabei mit der in F i g. 4 gezeigten Polarität aufgeladen.

Der Kommutierungsvorgang von Freilaufventil 30 auf den Bremszweig 31, 32 wird eingeleitet durch Zünden des Hilfsventils 42 mittels eines Zündimpulses p42. Dadurch geht der Gleichstrom /vom Freilaufventil 30 sofort auf das Hilfsventil 42 über. Der Gleichstrom / fließt nun auf dem Wege 13-12-11-7-42-22-19-6-8-10-12-13. Der Löschkondensator 19 wird hierbei durch den Gleichstrom / linear entladen. Das Freilaufventil 30 gelangt dadurch seine Sperrfähigkeit wieder. Nachdem die Kondensatorspannung zu Null geworden ist, wird der Löschkondensator 19 mit der anderen Polarität weiter aufgeladen, wobei mit zunehmender Kondensatorspannung der Gleichstrom / immer mehr auf den Bremszweig 31, 32 übergeht. Die Zeitkonstante für diesen Vorgang ist etwa durch das Produkt des ohmschen Wertes des Bremswiderstandes 31 und der Kapazität des Löschkondensators 19 gegeben.

Soll nun der Gleichstrom / wieder auf das Freilaufventil 30 übergehen, so erhalten das Freilaufventil 30 und das Hilfsventil 41 gleichzeitig einen Zündimpuls /x30 bzw. p41. Der Steuersatz 45 enthält demnach ein Schaltelement, das bei Bremsbetrieb geschlossen ist und dabei die Zündimpulse p30 des Freilaufventils 30 als Zündimpulse p41 auch auf die Steuerleitung des Hilfsventils 41 gibt. Dadurch geht der Gleichstrom / sofort auf das Freilaufventil 30 über. Weiterhin erfolgt ein Umschwingvorgang auf dem Wege 19-22-41-7-33-30-6-19, wodurch sich der Löschkondensator 19 auf die umgekehrte, in F i g. 4 eingezeichnete Polarität umlädt Nach Beendigung des Umschwingvorganges, also wenn der Strom durch das Hilfsventil 41 durch Null gegangen ist, ist der anfangs vorausgesetzte Ausgangszustand wiederhergestellt. Als nächstes wird wieder das Hilfsventil 42 mit einem Zündimpuls p42 beaufschlagt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Stromrichterschaltung mit einem an eine Gleichspannungsquelle angeschlossenen Gleichstromsteller, der Ober einen Gleichstrom-Zwischenkreis mit eingeprägtem Gleichstrom einen Stromrichter speist, der wechselspannungsseitig an eine Drehfeldmaschine angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Verbindungsleitungen (6, 7) des Gleichstrom-Zwischenkreises (9) ein steuerbares Freilaufventil (30) geschaltet ist, das im Motorbetrieb der Drehfeldmaschine (13) zumindest kurz nach dem Zündzeitpunkt des Löschventils (20) des Gleichstromstellers (5) und irn Generatorbetrieb der Drehfeldmaschine (13) zu einem vorgegebenen Zeitpunkt nach dem Zündzeitpunkt des Löschventils (20) des Gleichstromstellers (5) zündbar ist, und daß parallel zum Freilaufventil

(30) die Reihenschaltung eines Bremswiderstandes

(31) mit einem Bremsventil (32) angeordnet ist

2. Stromrichterschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Löschkondensator (19) des Gleichstromstellers (5) an derjenigen Elektrode des Hauptventils (17) angeordnet ist, die dem Gleichstrom-Zwischenkreis (9) zugewandt ist, und daß der Löschkondensator (19) in Reihe zu der Gegenparallelschaltung von zwei steuerbaren Hilfsventilen (41,42) zwischen die beiden Verbindungsleitungen (6,7) geschaltet ist

3. Stromrichterschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als steuerbares Freilaufventil (30) ein Thyristor vorgesehen ist.

4. Stromrichterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zum steuerbaren Freilaufventil (30) eine Drosselspule (33) zur Begrenzung des Stromanstiegs geschaltet ist

5. Stromrichterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zündung des steuerbaren Freilaufventils (30) ein Steuergerät (25) vorgesehen ist, das im Motorbetrieb der Drehfeldmaschine (13) an das Freilaufventil (30) einen Dauerzündimpuls liefert.

6. Stromrichterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung des Stroms (I) im Gleichstrom-Zwischenkreis (9) ein Stromregelkreis mit einem Stromregler (34) vorgesehen ist

7. Stromrichterschaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfsventile (41,42) Thyristoren vorgesehen sind.

8. Stromrichterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsventile (41, 42) einerseits an der Verbindung zwischen Umschwingventil (21) und Umschwingdrossel (22) des Gleichstromstellers (5) und andererseits an derjenigen Verbindungsleitung (7\ in der sich das Hauptventil (17) nicht befindet, angeschlossen sind.