DE69301061T2

DE69301061T2 - Leistungswandler zur Umwandlung einer Gleichspannung in eine Dreistufenwechselspannung, die eine positive, eine null- und eine negative Spannung aufweist

Info

Publication number: DE69301061T2
Application number: DE69301061T
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Nakamura; Kiyoshi Nakata; Tokunosuke Tanamachi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-04-24
Filing date: 1993-04-20
Publication date: 1996-08-08
Anticipated expiration: 2013-04-21
Also published as: EP0571755A3; DE69301061D1; KR940006330A; ZA932798B; US5361196A; EP0571755A2; CN1077825A; CN1028940C; AU651034B2; EP0571755B1; AU3691393A

Description

[Hintergrund der Erfindung]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern eines Wechselrichters, der eine Gleichspannung, die von in Reihe geschalteten Gleichspannungs-Teilerkondensatoren Zugeführt wird, in eine Wechseispannung mit den drei Potentialen positiv, Null und negativ umwandelt.
Wenn mit einem Impulsbreitenmodulationsinverter eine Last wie ein Induktionsmotor betrieben wird, soll die Ausgangs-Wechselspannung des Inverters so wenig harmonische Komponenten wie möglich enthalten.
Um diese Anforderung zu erfüllen, wurde bereits der sogenannte Dreipegelinverter vorgeschlagen.
Ein solcher Inverter ist zum Beispiel in "A Novel Approach to the Generation and Optimization of Three-Level PWM Wave Forms" (PESC '88 Record, April 1988), Seiten 1255-1262 (im folgenden als Druckschrift 1 bezeichnet) beschne ben. Diese Druckschrift 1 zeigt, daß ein dipolares Modulationssystem, bei dem über die Nullspannung abwechselnd positive und negative Spannungsimpulse ausgegeben werden, als Modulationssystem für die Verbesserung der Wellenformen und zum Steuern sehr kleiner Spannungen mit dem Dreipegelinverter geeignet ist.
Dabei nimmt jedoch der Spannungs-Ausnutzungsgrad ab, da anhand von Impulsen mit einer Polarität, die der der Grundwelle der Ausgangsphasenspannung entgegengesetzt ist, sehr kleine Spannungen gesteuert werden. Diese Druckschrift 1 beschreibt des weiteren ein Steuersystem, das einen hohen Spannungs-Ausnutzungsgrad hat, d.h. sie beschreibt den Ubergang zu einem unipolaren Modulationssystem, das eine Anzahl von Spannungsimpulsen abgibt, die immer die gleiche Polarität wie die Grundwelle der Ausgangsphasenspannung haben.
Die Probleme des Dreipegelinverters werden durch Phänomene wie ein Ungleichgewicht in den Kapazitäten der Kondensatoren, die zum Aufteilen der Gleichspannung in zwei Spannungen in Reihe geschaltet sind, und ein Ungleichgewicht in den Gleichstromkomponenten der aufgeteilten beiden Gleichspannungen dargestellt, d.h. durch das von den Änderungen in den Ausgangsimpulsen des Inverters verursachte Ungleichgewicht in den Gleichstromkomponenten des Stroms, der in und aus dem Punkt fließt, mit dem die Kondensatoren in Reihe verbunden sind. Technologien zur Unterdrückung dieses Ungleichgewichts sind in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 101 969/1990 und in "Balancing of DC Input Capacitor Voltages of an NPC Invertor" (Material of the Society of Study, Japanese Association of Electric Engineering, Society for Studying Semiconductor Power Conversion, SPC-91-37, 1991/6), Seiten 111-120 (im folgenden als Druckschrift 2 bezeichnet) beschrieben.
Zum Unterdrücken des Ungleichgewichts in den Gleichstromkomponenten der beiden Gleichspannungen werden gemäß der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 101 969/1990 im dipolaren Modulationssystem der Druckschrift 1 die Amplituden der beiden modulierten Sinuswellen geändert. Wie im folgenden noch dargestellt, wird dabei jedoch auch das Ausmaß der Verschiebung (Basisverschiebung) verändert. Um die Änderung aufzuheben, muß die Verschiebung in einer späteren Stufe der Steuerung neu eingestellt werden, wodurch der Steuervorgang komplex wird.
Zum Unterdrücken des Ungleichgewichts in den Gleichstromkomponenten der beiden Gleichspannungen wird gemäß Druckschrift 2 im unipolaren Modulationssystem der Druckschrift 1 dem Inverter-Spannungssollwert ein Signal überlagert, das der Gleichstromkomponente der Differenzspannung zwischen den beiden Gleichspannungen entspricht.
Wenn der obige Dreipegelinverter bei einem elektrischen Triebwagen verwendet wird, wird die Ausgangsspannung kontinuierlich zwischen Null bis nahe an die maximal mögliche Spannung gesteuert. Es ist daher erforderlich, das Modulationssystem (den Modulationsmodus) vom dipolaren Modulationssystem (Modulationsmodus) zum unipolaren Modulationssystem (Modulationsmodus) umzuschalten.
Dabei wird jedoch der Schaltungsaufbau und der Steuervorgang sehr komplex, wenn die obigen Vorgehensweisen zum Unterdrücken des Ungleichgewichts in den Gleichstromkomponenten der beiden Gleichspannungen in Abhängigkeit vom Modulationssystem angewendet werden.

[Zusammenfassung der Erfindung]

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das Ungleichgewicht in den Gleichstromkomponenten der beiden Gleichspannungen im dipolaren Modulationssystem (Modulationsmodus) einfach und effektiv zu unterdrücken.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, den Vorgang des Unterdrückens des Ungleichgewichts in den Gleichstromkomponenten der beiden Gleichspannungen bei der Steuerung eines elektrischen Triebwagens zu vereinfachen, bei dem das dipolare Modulationssystem (Modulationsmodus) und ein weiteres Modulationssystem (Modulationsmodus) angewendet werden.
Die obige Aufgabe wird durch den im Patentanspruch 1 beschriebenen Wechselrichter gelöst.
Die weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch die im Patentanspruch 10 beschriebene Vorrichtung zum Steuern eines elektrischen Triebwagens gelöst.
Beim dipolaren Modulationssystem wird die Breite der Ausgangsimpulse mit der Polarität der Ausgangsphasenspannung in Abhängigkeit von der Gleichstromkomponente der Differenzspannung zwischen den aufgeteilten beiden Gleichspannungen eingestellt, um die Gleichstromkomponente des Stromes zu steuern, der in oder aus dem Punkt fließt, an den die Kondensatoren in Reihe angeschlossen sind. Das Ungleichgewicht in den Gleichstromkomponenten der beiden Gleichspannungen wird daher durch einen einfachen Steuervorgang effektiv unterdrückt.
Bei dem elektrischen Triebwagen, bei dem das dipolare Modulationssystem und ein weiteres Modulationssystem angewendet werden, wird darüberhinaus die Einrichtung zum Unterdrücken des Ungleichgewichts in den Gleichstromkomponenten der beiden Gleichspannungen unabhängig vom Modulationssystem benutzt, was zur Vereinfachung des Steuervorganges beiträgt.

[Kurzbeschreibung der Zeichnungen]

Die Fig. 1 ist eine Darstellung des Schaltungsaufbaus einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Fig. 2 ist eine Darstellung der Vorgänge bei einer dipolaren Modulation.
Die Fig. 3 ist eine Darstellung der Vorgänge bei einer teilweise dipolaren Modulation.
Die Fig. 4 ist eine Darstellung der Vorgänge bei einer unipolaren Modulation.
Die Fig. 5 ist eine Darstellung der Vorgänge bei einer Übermodulation.
Die Fig. 6 ist eine Darstellung der Vorgänge bei einer Ein-Impuis-Modulation.
Die Fig. 7 ist eine Darstellung der Vorgänge, wenn bei der dipolaren Modulation Strom in oder aus dem neutralen Punkt fließt.
Die Fig. 8 ist eine Darstellung der Vorgänge bei der Anwendung des Stands der Technik auf die dipolare Modulation.
Die Fig. 9 ist eine Darstellung der Vorgänge bei der Anwendung des Stands der Technik auf die unipolare Modulation.
Die Fig. 10 ist eine Darstellung der Vorgänge bei der dipolaren Modulation der vorliegenden Erfindung.
Die Fig. 11 ist eine Darstellung der Vorgänge bei der dipolaren Modulation einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Fig. 12 ist eine Darstellung der Vorgänge bei der unipolaren Modulation der vorliegenden Erfindung.
Die Fig. 13 zeigt das Signal, das der Gleichstromkomponente der Differenzspannung der beiden Gleichspannungen entspricht.
Die Fig. 14 ist eine Darstellung der Vorgänge bei einer dipolaren Modulation, die sich von der dipolaren Modulation der Fig. 2 unterscheidet.
Die Fig. 15 ist eine Darstellung des Schaltungsaufbaus einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

[Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen]

Die Fig. 1 zeigt den Schaltungsaufbau einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Das Bezugszeichen 1 bezeichnet eine Gleichstrom- Oberleitung, 21 eine Drossel zum Glätten des Stroms, 22 und 23 spannungsteilende Kondensatoren, die in Reihe geschaltet sind, um die Spannung Vd der Gleichstromleitung 1 in die beiden Gleichspannungen Vdb und Vdn aufzuteilen, das Bezugszeichen 3 einen Impulsbreitenmodulations-Drei-Pegel-Inverter, der die beiden Gleichspannungen in eine dreiphasige Wechselspannung umwandelt, und das Bezugszeichen 4 einen vom Inverter 3 angesteuerten Induktionsmotor.
Der Inverter 3 umfaßt drei geschaltete Zweige für die U-Phase, die V-Phase und die W-Phase. Der geschaltete Zweig der U-Phase (V-Phase, W-Phase) besteht aus Schaltelementen (wie IGBTs, GTOs, Leistungstransistoren usw.) G1U bis G4U (GiV bis G4V, G1W bis G4W), die selbstlöschend sind, Gleichrichterelementen (Freilaufdioden) D1U bis D4U (D1V bis D4V, D1W bis D4W) und Hilfs-Gleichrichterelementen (Klammerdioden) D5U bis D6U (D5V bis D6V, D5W bis D6W).
Die Punkte, an denen die Hilfs-Gleichrichterelemente D5U und D6U, D5V und D6V sowie D5W und D6W miteinander verbunden sind, sind mit einem Punkt N (im folgenden als neutraler Punkt bezeichnet) verbunden, an den die in Reihe geschalteten spannungsteilenden Kondensatoren 22 und 23 angeschlossen sind. Die Ein- und Ausschaltvorgänge der Schaltelemente GlU bis G4U, G1V bis G4V und G1W bis G4W werden wie in der Tabelle 1 gezeigt durch das Ausgangssignal der Modulationseinrichtung 5 ausgelöst, so daß zwischen dem neutralen Punkt N und den Ausgangsanschlüssen U, V und W die Spannungen (Phasenspannungen) mit den drei Pegeln Vdp, 0 und -Vdn ausgegeben werden. Tabelle 1 Schaitzustand Ausgangsphasenspannung Spannung an ein aus
Nun wird der Zustand der Modulationseinrichtung 5 und die dipolare Modulation anhand der Fig. 1 und 2 beschrieben. Diese Zeichnungen zeigen nur eine Phase.
Der Ausgangs-Frequenzsollwert Finv* für den Inverter 3 wird durch die Addition und Subtraktion der Drehf requenz des Motors 4 und einer Schlupffrequenz erhalten, die auf der Basis der Abweichung eines Strom-Sollwertes für den Motor 4 und des realen Stromes für den Motor 4 bestimmt wird. In einem Generator 51 für den Grundwellen-Spannungssollwert gibt eine Generationseinrichtung 511 für die Grundwelle (sin) auf den Erhalt des Inverter-Ausgangsfrequenzsollwertes Finv* hin eine Sinus-Grundwelle aus, und eine Amplituden-Berechnungseinrichtung 512 berechnet auf der Basis der Spannung Vd der Gleichspannungs-Oberleitung 1 und eines Effektivwert-Sollwerts Em* für die Ausgangsspannung, der proportional dem Inverter- Ausgangsfrequenzsollwertes Finv* ist, einen Amplitudensollwert K für die Grundwellenspannung und gibt ihn aus. Der Amplitudensollwert K für die Grundwellenspannung und die Sinus- Grundwelle werden in einem Multiplikator 513 multipliziert, um einen Sollwert e&sub0;* für die momentane Grundwellenspannung zu erzeugen, wie es in der Fig. 2(a) gezeigt ist.
In einem Spannungssollwertteiler 52 wird der vom Generator 51 für den Grundwellen-Spannungssollwert erhaltene Grundwellen-Spannungssollwert e&sub0;* von einem Teiler 521 durch zwei geteilt, und zu oder von diesem Signal wird in einem Addierer 523 oder einem Subtrahierer 524 eine Basisgröße B (diese Größe ist eine Bedingung für die dipolare Modulation) hinzuaddiert oder subtrahiert, der von einer Basiseinstelleinrichtung 522 so eingestellt wird, daß sie größer als K/2, jedoch kleiner als 0,5 ist, um so zwei abgeteilte, sinusförmige Spannungssollwerte eop* und eon* zu erhalten, wie es in der Fig. 2(a) gezeigt ist. Aus den so abgeteilten Spannungssollwerten eop* und eon* wird durch Polaritätsdiskriminatoren/Distributoren 526p, 526n und einen Addierer 528p ein Spannungssollwert en* für die positive Seite abgeleitet, wie es in der Fig. 2(b) gezeigt ist, und durch Polaritätsdiskri minatoren/Distributoren 527p, 527n und einen Addierer 528n wird ein Spannungssollwert en* für die negative Seite abgeleitet, wie es in der Fig. 2(c) gezeigt ist.
In einem Impuisgenerator 53 vergleicht ein Komparator 532 den vom Spannungssollwertteiler 52 erhaltenen Spannungssollwert ep* für die positive Seite und den Spannungssollwert en* für die negative Seite mit Dreieckwellen, wie sie in den Fig. 2(b) und 2(c) gezeigt sind und die von einem Trägerwellengenerator 531 ausgegeben werden, und gibt ein Impuissignal Gp wie das in der Fig. 2(d) gezeigte und ein Impulssignal Gn wie das in der Fig. 2(n) gezeigte ab.
Die Impuissignale Gp und Gn sind die Steuersignale für die Schaltelemente G1 und G4, und die Signale, die in den Fig. 2(e) und 2(f) gezeigt sind und die durch Invertieren der Impuissignale Gp und Gn in Invertern 533 und 534 erhalten werden, sind die Steuersignale für die Schaltelemente G3 und G2. Entsprechend gibt, wie es der Fig. 2(h) gezeigt ist, der Inverter 3 abwechselnd als Ausgangsphasenspannung über die Nullspannung einen positiven Spannungsimpuis mit einer Höhe, die gleich der Spannung Vdp des Kondensators 22 ist, und einen negativen Spannungsimpuls mit einer Höhe ab, die gleich der Spannung Vdn des Kondensators 23 ist.
Wenn bei der dipolaren Modulation der Fig. 2 die Basisgröße B, die von der Basiseinstelleinrichtung 522 eingestellt wird, größer wird als der Amplitudensollwert K/2 für die Grundwellenspannung, ändern sich die abgeteilten Spannungssollwerte eop* und eon* wie in der Fig. 3(a) gezeigt, der Spannungssollwert ep* für die positive Seite wird wie in der Fig. 3(b) gezeigt und der Spannungssollwert en* für die negative Seite wird wie in der Fig. 3(c) gezeigt. Im Ergebnis führt der Inverter 3 die sogenannte teilweise dipolare Modulation aus und gibt als Ausgangsphasenspannungen die in der Fig. 3(d) gezeigten Spannungsimpulse aus, bei denen es jeweils eine Periode der abwechselnden Ausgabe positiver und negativer Spannungsimpulse über die Nullspannung und eine Periode der Ausgabe von Spannungsimpulsen mit der gleichen Polarität wie die Grundwelle gibt.
Wenn bei der dipolaren Modulation der Fig. 2 die Basisgröße B, die von der Basiseinstelleinrichtung 522 eingestellt wird, zu Null wird. ändern sich die abgeteilten Span nungssollwerte eop* und eon* wie in der Fig. 4(a) gezeigt, der Spannungssollwert ep* für die positive Seite wird wie in der Fig. 4(b) gezeigt und der Spannungssollwert en* für die negative Seite wird wie in der Fig. 4(c) gezeigt. Hinsichtlich der Fig. 3(b) und 3(c) wird der Spannungssollwert mit der gleichen Polarität wie der Spannungssollwert e&sub0;* für die Grundwelle verzerrt, da eine Spannung mit entgegengesetzter Polarität ausgegeben wird. Im Ergebnis führt der Inverter 3 die sogenannte unipolare Modulation aus, bei der eine Impulsspannung mit der gleichen Polarität wie die Grundwelle abge geben wird, wie es in der Fig. 4(d) gezeigt ist.
Wenn bei der unipolaren Modulation der Fig. 4 die Amplitude K des Grundwellen-Spannungssollwertes e&sub0;*, d.h. wenn der Scheitelwert K des Spannungssollwerts ep* für die positive Seite und der des Spannungssollwerts en* für die negative Seite größer wird als der Scheiteiwert (= 1) der Dreieck-Trägerwellen, wie es in den Fig. 5(a), 5(b) und 5(c) gezeigt ist, gibt der Inverter 3 als Ausgangsphasenspannung Spannungsimpulse ab, die die gleiche Polarität wie die Grundwelle haben und bei denen die Anzahl der Impulse während einer Halbperiode der Grundwelle verringert ist, wie es in der Fig. 5(d) gezeigt ist. Dies ist die sogenannte Übermodulation.
Wenn bei der Übermodulation der Fig. 5 die Amplitude K des Grundwellen-Spannungssollwertes e&sub0;*, d.h. wenn der Scheitelwert K des Spannungssollwerts ep* für die positive Seite und der des Spannungssollwerts en* für die negative Seite gegenüber dem Scheitelwert (= 1) der Dreieck-Trägerwellen weiter ansteigt, wie es in den Fig. 6(a), 6(b) und 6(c) gezeigt ist, erzeugt der Inverter 3 Spannungsimpulse, die die gleiche Polarität wie die Grundwelle haben und bei denen die Anzahl der Impulse während einer Halbperiode der Grundwelle gleich eins ist, wie es in der Fig. 6(d) gezeigt ist. Dies ist die sogenannte Ein-Impuls-Modulation.
Diese Abänderung des Modulationssystems erfolgt in Abhängigkeit von zum Beispiel der Amplitude K des Grundwellen-Spannungssollwertes e&sub0;*. Welches Modulationssystem verwendet wird, hängt von der Anwendung des elektrischen Motors ab. Im Falle einer Vorrichtung zum Steuern eines elektrischen Triebwagens ist es jedoch wünschenswert, daß die Leistungs aufnahme und das Bremsen (regenerativ) in obiger Reihenfolge ausgeführt wird.
Es wird nun anhand der Fig. 7 und in Verbindung mit dem dipolaren Modulationssystem der elektrische Strom beschrieben, der in und aus dem neutralen Punkt N fließt, wenn die Gleichstromkomponenten der Gleichspannungen Vdp und Vdn, die von den Kondensatoren 22 und 23 aufgeteilt wurden, vergleichmäßigt sind.
Der positivseitige Spannungssollwert ep* der Fig. 7(b) und der negativseitige Spannungssollwert en* der Fig. 7 (c), die beide auf der Basis des Grundwellen-Spannungssoliwertes e&sub0;* der Fig. 7(a) aus den beiden aufgeteilten Spannungssollwerten eop* und eon* erhalten wurden, werden wie oben mit einer Dreiecks-Trägerwelle verglichen, um die in der Fig. 7(d) gezeigte Inverter-Ausgangsphasenspannung zu erhalten. Wenn harmonische Komponenten vernachlässigt werden, fließt dabei ein Strom mit sinusförmiger Wellenform ohne Gleichstromkomponente in den Induktionsmotor 4, wie es in der Fig. 7(e) gezeigt ist.
Die Fig. 7(f) zeigt die Schaltfunktion, die anhand von 1 und 0 den in den oder aus dem neutralen Punkt N fließenden Strom darstellt. Die Zahl 1 stellt den Zustand dar, bei dem Strom fließt und der einer Periode entspricht, in der die Inverter-Ausgangsphasenspannung der Fig. 7(d) Null ist. Die Zahl 0 stellt den Zustand dar, bei dem kein Strom fließt und der einer Periode entspricht, in der die Inverter- Ausgangsphasenspannung der Fig. 7(d) nicht Null ist.
Die mit dem Strom für den Motor 4 multiplizierte Schaltfunktion stellt den Strom des Inverters 3 für eine Phase dar, der in den neutralen Punkt N fließt, wie es in der Fig. 7(g) gezeigt ist, bei der der Strom in den positiven und negativen Zyklen vergleichmäßigt ist und keine Gleichstromkomponente vorhanden ist.
Die Gleichstromkomponenten der Gleichspannungen Vdp und Vdn, die von den Kondensatoren 22 und 23 aufgeteilt wurden, sind so vergleichmäßigt.
Wenn jedoch die Kapazitäten der Kondensatoren 22 und 23 nicht vergleichmäßigt sind oder wenn zum Strom, der in den oder aus dem neutralen Punkt N fließt, aufgrund einer Änderung der Breite der Ausgangsimpulse des Inverters 3 durch das Einschalten und Ausschalten der Schaltelemente des Inverters 3 Gleichstromkomponenten hinzugefügt werden, geraten die Gleichstromkomponenten der Gleichspannungen Vdp und Vdn, die von den Kondensatoren 22 und 23 aufgeteilt wurden, aus dem Gleichgewicht. Im Ergebnis wird an die Schaltelemente des Inverters 3 auf der Seite der höheren Gleichspannung eine Überspannung angelegt, d.h. die Schaltelemente können Schaden nehmen.
Der Stand der Technik zum Unterdrücken eines Ungleichgewichts der Gleichstromkomponenten der Gleichspannungen Vdp und Vdn, die von den Kondensatoren 22 und 23 aufgeteilt wurden, sind in der eingangs genannten japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 101 969/1990, die das dipolare Modulationssystem behandelt, und in der eingangs genannten Druckschrift 2 beschrieben, die das unipolare Modulationssy stem behandelt. Im folgenden wird der Fall beschrieben, bei dem die in der Druckschrift 2 erläuterte Unterdrückungstechnologie auf das dipolare Modulationssystem angewendet wird, und es wird der Fall beschrieben, bei dem die in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 101 969/1990 erläuterte Unterdrückungstechnologie auf das unipolare Modulationssystem angewendet wird.
Die in der Druckschrift 2 beschriebene Unterdrükkungstechnologie ist ein System, bei dem auf den Inverter- Ausgangsspannungssollwert ein Signal angewendet wird, das der Gleichstromkomponente der Differenzspannung zwischen den Gleichspannungen Vdp und Vdn, die von den Kondensatoren 22 und 23 aufgeteilt wurden, entspricht.
Wenn diese Unterdrückungstechnologie auf das obige dipolare Modulationssystem angewendet wird (in der Fig. 7 tritt das Ungleichgewicht Vdp < Vdn auf), um zu dem Grundwellen-Spannungssollwert e&sub0;* ein Signal ΔV hinzuzufügen, das der Gleichstromkomponente der Differenzspannung (Vdp - Vdn) zwischen den Gleichspannungen Vdp und Vdn entspricht, dann erleiden die aufgeteilten Spannungssollwerte eop*, eon*, der posi tivseitige Spannungssollwert ep* und der negativseitige Spannungssollwert en* die von den Fig. 7(a) bis 7(c) zu den Fig. 8(a) bis 8(c) auftretenden Änderungen. Im Ergebnis wird die Inverter-Ausgangsphasenspannung wie in der Fig. 8(d) gezeigt.
In diesem Fall wird die in der Inverter-Ausgangsphasenspannung enthaltene Gleichstromkomponente durch die Spannung an den Ausgangsleitungen (z.B. über U-V) des Inverters 3 verschoben und tritt nicht in Erscheinung. Die Gleichstromkomponente ist auch nicht im Strom an den Motor 4 enthalten. Darüberhinaus wird die Schaltfunktion, die den Zustand des am neutralen Punkt N fließenden Stromes darstellt, wie in der Fig. 8(f) gezeigt. Unter dem Blickwinkel der positiven und negativen Zyklen des Grundwellen-Spannungssollwertes e&sub0;* sind die Ströme während der Periode ausgeglichen, in der die Schaltfunktion 1 ist. Der durch Multiplikation der Schaltfunktion mit dem Strom des Motors 4 der Fig. 8(e) erhaltene Strom am neutralen Punkt N ist daher in den positiven und negativen Zyklen ausgeglichen, wie es in der Fig. 8(g) gezeigt ist, und es ist keine Gleichstromkomponente eingeschlossen. Die Gleichstromkomponenten der Gleichspannungen Vdp und Vdn bleiben daher unausgeglichen. Das heißt, daß kein Unterdrückungseffekt erhalten wird, wenn die Unterdrückungstechnologie der Druckschrift 2 auf das dipolare Modulationssystem angewendet wird.
Die in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 101 969/1990 beschriebene Unterdrückungstechnologie ist ein System, bei dem die Amplituden der beiden modulierten Wellen mit einer sinusförmigen Wellenform und die Verschiebung (Basisverschiebung) in Abhängigkeit von der Gleichstromkomponente der Differenzspannung zwischen den Gleichspannungen Vdp und Vdn, die von den Kondensatoren 22 und 23 aufgeteilt wurden, eingestellt werden.
Wenn diese Unterdrückungstechnologie auf das unipolare Modulationssystem angewendet wird, um die Amplituden der aufgeteilten Spannungssollwerte eop* und eon* auf der Basis eines Signals ΔV, das der Gleichstromkomponente der Differenzspannung (Vdp - Vdn) zwischen den Gleichspannungen Vdp und Vdn entspricht, einzustellen, wie es in der Fig. 9(a) gezeigt ist, ändern sich der positivseitige Spannungssollwert ep* und der negativseitige Spannungssollwert en* überhaupt nicht, da sie in der unipolaren Modulation aufaddiert werden. Daher bleibt das Gleichgewicht, wie es in den Fig. 9(b) und 9(c) gezeigt ist.
Beim unipolaren Modulationssystem kann daher die in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 101 969/1990 beschriebene Unterdrückungstechnologie nicht zur Unterdrückung des Ungleichgewichts in den Gleichstromkomponenten der Gleichspannungen Vdp und Vdn verwendet werden.
Um das Ungleichgewicht (d.h. Vdp < Vdn) in den Gleichspannungen Vdp und Vdn zu unterdrücken, die von den Kondensatoren 22 und 23 gemäß der Ausführungsform der Fig. 1 aufgeteilt wurden, wird daher durch die Polaritätsdiskriminatoren/Distributoren 542p und 542n in der Spannungsungleichgewichtsunterdrückungseinrichtung 54 der Modulationseinrichtung 5 die Polarität der vom Sinuswellengenerator 511 ausgegebenen Sinus-Grundwelle festgestellt, verteilt und als 1 oder 0 ausgegeben. Dieses Ausgangssignal und das Signal ΔV (das Signal hat hier ein negatives Vorzeichen, da Vdp < Vdn ist), das der Gleichstromkomponente der Differenzspannung (Vdp - Vdn) zwischen den Gleichspannungen Vdp und Vdn entspricht, die von einer Differenzspannungserfassungseinrichtung 541 ausgegeben wird, werden in Multiplikatoren 543p und 543n miteinander multipliziert, und das Signal ΔV wird in ΔVp und ΔVn aufgeteilt abgegeben, wie es in der Fig. 10(b) gezeigt ist.
Die aufgeteilten Signale ΔVp und ΔVn werden zu den aufgeteilten Spannungssollwerten eop* und eon* der Fig. 10(a) hinzuaddiert, um einen positivseitigen Spannungssollwert ep* wie in der Fig. 10(c) gezeigt und einen negativseitigen Spannungssollwert en* wie in der Fig. 10 (d) gezeigt zu erhalten.
Im Ergebnis wird die Inverter-Ausgangsphasenspannung wie in der Fig. 10(e) gezeigt. Das heißt, daß der positive Ausgangsimpuis des Inverters, der die gleiche Polarität hat wie der Grundwellen-Spannungssollwert e&sub0;*, abnimmt, während der negative Ausgangsimpuls des Inverters, der die gleiche Polarität hat wie der Grundwellen-Spannungssollwert e&sub0;*, zunimmt. Dabei nimmt die Neutralpunktperiode der positiven Seite zu und die Neutralpunktperiode der negativen Seite ab, wodurch die Schaltfunktion, die den am neutralen Punkt N fließenden Strom darstellt, wie in der Fig. 10(g) gezeigt wird. Das heißt, daß in der Periode, die der Schaltfunktion 1 entspricht, aus dem Blickwinkel der positiven und negativen Zyklen des Grundwellen-Spannungssollwerts e&sub0;* ein Ungleichgewicht auftritt. Dadurch gerät der Strom am neutralen Punkt N einschließlich des Stromes der Fig. 10(f) für den Motor 4, der der Schaltfunktion überlagert wird, zwischen dem positiven Zyklus und dem negativen Zyklus aus dem Gleichgewicht, wie es in der Fig. 10(h) gezeigt ist, und schließt eine positive Gleichstromkomponente ein, die gestrichelt gezeigt ist. Die positive Gleichstromkomponente bewirkt eine Aufladung des Kondensators 23, eine Entladung des Kondensators 23 und damit ein Ansteigen der Gleichspannung Vdp und eine Abnahme der Gleichspannung Vdn und somit eine Unterdrückung des Ungleichgewichts (Vdp < Vdn) in den Gleichstromkomponenten der Gleichspannungen Vdp und Vdn. Darüberhinaus wird die in die Inverter-Ausgangsphasenspannung eingeschlossene Gleichstromkomponente durch die Spannung an den Ausgangsleitungen (z.B. über U-V) aufgehoben und tritt nicht in Erscheinung. Die Gleichstromkomponente ist auch nicht im Strom für den Motor 4 enthalten.
Die Fig. 10 zeigt den Fall der Leistungsabgabe. Im Fall des regenerativen Betriebs hat der Strom für den Motor 4 die der Fig. 10(f) entgegengesetzte Polarität. Daher weist auch die im Strom am neutralen Punkt N enthaltene Gleichstromkomponente eine der gestrichelten Linie der Fig. 10(h) entgegengesetzte Polarität auf. Die aus dem Signal ΔV, das der Gleichstromkomponente der Differenzspannung (Vdp - Vdn) zwischen den Gleichspannungen Vdp und Vdn entspricht, abgeteilten Signale ΔVp und ΔVn, müssen daher so geschaltet werden, daß sie eine der Fig. 10(b) entgegengesetzte Polarität haben.
Diese Ausführungsform macht es daher möglich, das Ungleichgewicht in den Gleichstromkomponenten der Gleichspannungen Vdp und Vdn im dipolaren Modulationssystem einfach und wirkungsvoll zu unterdrücken.
Bei einer modifizierten Ausführungsform für das dipo lare Modulationssystem wird der gleiche Unterdrückungseffekt dadurch erhalten, daß ΔVp vom Spannungssollwert eon* und ΔVn vom Spannungssollwert eop* abgezogen wird, wie es in der Fig. 11 gezeigt ist, um die Breite des Ausgangsimpulses des Inverters mit der dem Grundwellen-Spannungssollwert e&sub0;* entgegengesetzten Polarität einzustellen (die Impulsbreite der negativen Seite wird verringert, wenn der Grundwellen-Spannungssollwert e&sub0;* positiv ist, und es wird die Impulsbreite der positiven Seite vergrößert, wenn er negativ ist), anstelle die Breite des Inverter-Ausgangsimpulses mit der gleichen Polarität wie der Grundwellen-Spannungssollwert e&sub0;* durch Hinzuaddieren von ΔVp zum Spannungssollwert e&sub0;* und Hinzuaddieren von ΔVn zum Spannungssollwert eon* einzustellen, wie es in der Fig. 10 gezeigt ist. In den Fig. 10 und 11 wird der gleiche Unterdrückungseffekt auch dann erhalten, wenn nur die Impulsbreite einer Seite wirksam ist, d.h. wenn nur ΔV wirksam ist oder wenn nur ΔVn wirksam ist.
Wenn auf das unipolare Modulationssystem übergegangen wird, während die Basisverschiebung B zu Null gemacht wird, werden die abgeteilten Spannungssollwerte eop* und eon* wie in der Fig. 12(a) gezeigt. Des weiteren wird der positivseitige Spannungssollwert ep* und der negativseitige Spannungssollwert en*, die durch Hinzuaddieren von ΔVp und ΔVn der Fig. 12(b) zu den obigen Spannungssollwerten erhalten werden, so, wie es in den Fig. 12(c) und 12(d) durch dick ausgezogene Linien angezeigt ist. Entsprechend wird die Ausgangsphasenspannung des Inverters wie in der Fig. 12(e) gezeigt. Dabei wird die in der Inverter-Ausgangsphasenspannung enthaltene Gleichstromkomponente durch die Spannung an den Ausgängen (z.B. an U-V) des Inverters 3 aufgehoben und tritt nicht in Erscheinung. Auch ist keine Gleichstromkomponente im Strom für den Motor 4 enthalten.
Darüberhinaus wird die Schaltfunktion, die den am neutralen Punkt N fließenden Strom anzeigt, so wie es in der Fig. 12(g) gezeigt ist, und in der Periode, die der Schaltfunktion 1 entspricht, tritt aus dem Blickwinkel der positiven und negativen Zyklen des Grundwellen-Spannungssollwerts e&sub0;* ein Ungleichgewicht auf. Dadurch gerät der Strom am neutralen Punkt N, der durch Multiplizieren der Schaltfunktion mit dem Strom der Fig. 12(f) für den Motor 4 erhalten wird, in den positiven und negativen Zyklen aus dem Gleichgewicht, wie es in der Fig. 12(h) gezeigt ist, und schließt eine positive Gleichstromkomponente ein, die gestrichelt gezeigt ist. Die positive Gleichstromkomponente bewirkt eine Aufladung des Kondensators 22, eine Entladung des Kondensators 23, ein Ansteigen der Gleichspannung Vdp und eine Abnahme der Gleichspannung Vdn und damit eine Unterdrückung des Ungleichgewichts (Vdp < Vdn) der Gleichstromkomponenten der Gleichspannungen Vdp und Vdn.
Wie ersichtlich, kann das Ungleichgewicht in den Gleichstromkomponenten der Gleichspannungen Vdp und Vdn auf die gleiche Weise auch im teilweise dipolaren Modulationssystern der Fig. 3, im Übermodulationssystem der Fig. 5 und im Ein-Impuls-Modulationssystem der Fig. 6 unterdrückt werden.
Wie beschrieben verbessert die Ausführungsform der Erfindung das System zur Unterdrückung des Ungleichgewichts in den Gleichstromkomponenten der Gleichspannungen Vdp und Vdn im dipolaren Modulationssystem und kann einfach auf andere Modulationssysteme als das dipolare Modulationssystem übertragen werden.
Bei einer Vorrichtung zur Steuerung eines elektrischen Triebwagens, bei der das dipolare Modulationssystem und ein weiteres Modulationssystem angewendet wird, macht es die Ausführung der Erfindung des weiteren möglich, die Vorgänge zum Unterdrücken des Ungleichgewichts in den Gleichstromkomponenten der Gleichspannungen Vdp und Vdn in allen Modulationssystemen gleich auszuführen, was zur Vereinfachung der Unterdrückung beiträgt.
Es braucht nicht darauf hingewiesen zu werden, daß bei dieser Ausführungsform der erwähnte Unterdrückungseffekt auch dann erhalten wird, wenn das Signal ΔV, das der Gleichstromkomponente der Differenzspannung zwischen den Gleichspannungen Vdp und Vdn entspricht, die von der Differenzspan nungserfassungseinrichtung 541 in der Spannungsungleichgewichtsunterdrückungseinrichtung 5 ausgegeben wird, in das ΔVp und ΔVn einer Sinushalbwelle aufgeteilt wird, wie es in der Fig. 13 gezeigt ist, anstelle in das ΔVp und ΔVn der Rechteckwelle der Fig. 10(b) aufgeteilt zu werden. Dazu brauchen nur die Polaritätsdiskriminatoren/Distributoren 542p und 542n in der Spannungsausgleicheinrichtung 54 der Ausführungsform der Fig. 1 zu den Polaritätsdiskriminatoren/Distributoren 526p und 527p des Spannungssollwertteilers 52 abgeändert zu werden.
Die vorliegende Erfindung kann selbstverständlich auch auf ein dipolares Modulationssystem angewendet werden, das sich von dem in Verbindung mit der Fig. 2 beschriebenen dipolaren Modulationssystem unterscheidet. Das heißt, daß die Erfindung auch bei einem dipolaren Modulationssystem angewendet werden kann, das zwei abgeteilte Spannungssollwerte eop* und eon* in Sinushalbwellenform ausbildet, wie es in der Fig. 14(a) gezeigt ist, das den positivseitigen Spannungssollwert ep* der Fig. 14(b) und den negativseitigen Spannungssollwert en* der Fig. 14(c) aus den Spannungssollwert eop* und eon* bildet und das abwechselnd positive und negative Ausgangsimpulse des Inverters über die Nullspannung erzeugt, wie es in der Fig. 14(d) gezeigt ist, während die Breite der Ausgangsimpulse konstant gehalten wird, die eine der Grundwelle der Inverter-Ausgangsphasenspannung entgegengesetzte Polarität haben.
Es braucht nicht hervorgehoben zu werden, daß bei dem Dreipegelinverter, bei dem das dipolare Modulationssystem und ein weiteres Modulationssystem angewendet wird, auch eine Einrichtung vorgesehen werden kann, die das System zur Unterdrückung des Ungleichgewichts in den Gleichstromkomponenten der Gleichspannungen Vdp und Vdn in Abhängigkeit vom Modulationssystem umschaltet (d.h. für das dipolare Modulationssystem zu der in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Nr. 101 969/1990 beschriebenen Technologie und für das unipolare Modulationssystem zu der in der Druckschrift 2 beschriebenen Technologie).
Die Fig. 15 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die mit Ausnahme der Ungleichge wichtsspannungsunterdrückungseinrichtung 54 in der Modulationseinrichtung 5 vom gleichen Aufbau wie die Ausführungsform der Fig. 1 ist.
Bei der in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsform wird die Ungleichgewichtsspannung zwischen den Kondensatoren hauptsächlich bei der Leistungsabgabe des Induktionsmotors 4 unterdrückt. Bei der in der Fig. 15 gezeigten Ausführungsform kann die Ungleichgewichtsspannung zwischen den Kondensatoren nicht nur bei der Leistungsabgabe, sondern auch beim Abbremsen des Induktionsmotors 4 unterdrückt werden.
Wie in der Fig. 15 gezeigt, sind zu der Ungleichgewichtsspannungsunterdrückungseinrichtung 54 ein Polaritätsselektor 544 und ein Multiplikator 545 hinzugefügt, und die Polaritäten der Spannungen ΔVp und ΔVn sind geändert.
Das heißt, daß der Polaritätsselektor 544 auf der Ba 5i5 eines Antriebs/Bremsbefehls von einem Bediener ein Signal "1" ausgibt, wenn der Motor 4 antreibend betrieben wird, und ein Signal "-1", wenn er bremsend betrieben wird. Der Multiplikator 545 invertiert die Polarität der Spannungen ΔVp und ΔVn beim Antreiben und Bremsen durch Umkehren des Ausgangssignales des Grundwellengenerators in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Polaritätsselektors 511.
Anstelle des Antriebs/Bremsbefehls vom Bediener kann die Polarität der elektrischen Leistung, die aus der Ausgangsspannung und dem Ausgangsstrom erhalten wird, oder eine Gleichspannung und ein Gleichstrom verwendet werden.
Bei der in der Fig. 15 gezeigten Ausführungsform wird die Ungleichgewichtsspannung sowohl beim Antreiben als auch beim Bremsen des Motors 4 unterdrückt.
Die vorliegende Erfindung macht es möglich, das Ungleichgewicht in den Gleichstromkomponenten von zwei Gleichspannungen im dipolaren Modulationssystem leicht und effektiv zu unterdrücken.
Bei einer Vorrichtung zum Steuern eines elektrischen Triebwagens, bei dem das dipolare Modulationssystem und ein weiteres Modulationssystem angewendet werden, ist es außerdem möglich, den Vorgang der Unterdrückung des Ungleichgewichts in den Gleichstromkomponenten von zwei Gleichspannungen zu vereinfachen.

Claims

1. Wechselrichter, mit

Kondensatoren (22, 23), die in Reihe geschaltet sind, um eine Gleichspannung (Vd) aufzuteilen;

einem Gleich/Wechselspannungskonverter (3) zum Umwandeln der Gleichspannung, mit der die Kondensatoren beaufschlagt sind, in eine Wechselstrom-Phasenspannung mit positivem, dem Null- und negativem Pegel, die einer Last (4) zugeführt wird; und mit

einer Modulationseinrichtung (5) zum Zuführen eines Signals an den Gleich/Wechselspannungskonverter (3), um eine Folge von abwechselnden Ausgangsimpulsen mit dazwischenhegenden Nullpegelimpulsen in jeder Halbperiode der Grundwelle der Ausgangsphasenspannung des Gleich/Wechselrichters zu erzeugen;

gekennzeichnet durch

eine Einrichtung (54) zum Einstellen der Breite der positiven oder negativen Ausgangsimpulse in der Halbperiode der Grundwelle der Ausgangsphasenspannung in Abhängigkeit von der Gleichstromkomponente der Differenz zwischen den Spannungen (Vdp, Vdn) an den Kondensatoren (22, 23).

2. Wechselrichter nach Anspruch 1, wobei die Breite nur der Ausgangsimpulse mit der der Grundwelle der Ausgangsphasenspannung gleichen Polarität in Abhängigkeit von der Gleichstromkomponente der Differenz zwischen den Spannungen an den Kondensatoren eingestellt wird.

3. Wechselrichter nach Anspruch 1, wobei die Breite nur der Ausgangsimpulse mit der der Grundwelle der Ausgangsphasenspannung entgegengesetzten Polarität in Abhängigkeit von der Gleichstromkomponente der Differenz zwischen den Spannungen an den Kondensatoren eingestellt wird.

4. Wechselrichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die die Breite einstellende Einrichtung (54) entsprechend dem antreibenden oder bremsenden Zustand der Last (4) betrieben wird.

5. Wechselrichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die die Breite einstellende Einrichtung (54) die Breite der Ausgangsimpulse entsprechend der positiven und/oder negativen Polarität der Grundwelle der Ausgangsphasenspannung einstellt.

15 6. Wechselrichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die die Breite einstellende Einrichtung (54) in der Modulationseinrichtung (5) vorgesehen ist.

7. Wechselrichter nach Anspruch 6, wobei die Modulationseinrichtung (5) von einem Grundwellen-Spannungssollwert, der auf der Basis eines Amplitudensollwerts eines Spannungsund Frequenzsollwertausgangs an den Gleich/Wechselspannungskonverter gebildet wird, einen positivseitigen Spannungssollwert zur Erzeugung negativer Ausgangsimpulse abtrennt und dann auf der Basis dieses Spannungssollwerts ein Signal zum Einschalten und Ausschalten der Schaltelemente (GU1...G4W) bildet, die den Gleich/Wechselspannungskonverter (3) bilden, das der Gleichstromkomponente der Differenz zwischen den Spannungen an den Kondensatoren (22, 23) in Abhängigkeit von der Polarität des Grundwellen-Spannungssollwertes entsprechende Signal verteilt und das verteilte Signal dem positivseitigen Spannungssollwert oder dem negativseitigen Spannungssollwert überlagert.

8. Wechselrichter nach Anspruch 7, wobei die verteilten Signale in Abhängigkeit von der Polarität und entweder dem antreibenden oder bremsenden Zustand der Last (4) verteilt werden.

9. Wechselnahter nach Anspruch 7, wobei die verteilten Signale mit der den Spannungssollwerten gleichen oder entgegengesetzten Polarität dem positivseitigen Spannungssollwert oder dem negativseitigen Spannungssollwert überlagert werden.

10. Vorrichtung zum Steuern eines elektrischen Triebwagens, mit dem Wechselrichter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei

von dem Gleich/Wechselspannungskonverter (3) ein Wechselstrommotor (4) angetrieben wird;

die Modulationseinrichtung (5) einen ersten Modulationsmodus, in dem der Gleich/Wechselspannungskonverter (3) mit dem Signal zum Erzeugen der Folge von abwechselnden Ausgangsimpulsen mit dazwischenliegenden Nullpegelimpulsen in Reaktion auf einen Spannungssollwert und einen Frequenzsollwert, die dem Gleich/Wechselspannungskonverter zugeführt werden, versorgt wird, wobei die Folge der Impulse der halben Periode der Grundwelle der Ausgangsphasenspannung des Gleich/Wechselspannungskonverters entspricht, und einen zweiten Modulationsmodus aufweist, in dem der Gleich/Wechselspannungskonverter mit einem Signal zum Erzeugen einer Folge von Ausgangsimpulsen versorgt wird, die sich von der Folge von Ausgangsimpulsen im ersten Modulationsmodus unterscheidet; und wobei

die Einstelleinrichtung (54) die Breite der positiven oder negativen Ausgangsimpulse in der Halbperiode der Grundwelle der Ausgangsphasenspannung in Abhängigkeit vom Ungleichgewicht der Gleichstromkomponenten der geteilten Gleichspannungen im ersten Modulationsmodus und im zweiten Modulationsmodus einstellt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei der zweite Modulationsmodus wenigstens eine der folgenden Moden umfaßt:

Einen teilweise dipolaren Modulationsmodus, bei dem die Phasenspannung des Gleich/Wechselspannungskonverters eine Folge von abwechselnden Ausgangsimpulsen mit dazwischenliegenden Nullpegelimpulsen und eine Folge von Impulsen mit der gleichen Polarität wie die Grundwelle der Ausgangsphasenspannung in jeder Halbperiode der Grundwelle der Ausgangsphasenspannung beinhaltet;

einen unipolaren Modulationsmodus, bei dem die Phasenspannung des Gleich/Wechselspannungskonverters eine Folge von Ausgangsimpulsen mit der gleichen Polarität wie die Grundwelle der Ausgangsphasenspannung beinhaltet, wobei in einer Halbperiode der Grundwelle der Ausgangsphasenspannung eine Anzahl von Ausgangsimpulsen ausgegeben wird;

einen Ubermodulationsmodus, bei dem die Anzahl von Ausgangsimpulsen mit der gleichen Polarität wie die Grundwelle der Ausgangsphasenspannung, die in einer Halbperiode der Grundwelle der Ausgangsphasenspannung enthalten ist, kleiner ist als die Anzahl von Ausgangsimpulsen in der Halbperiode der Grundwelle der Ausgangsphasenspannung im unipolaren Modulationsmodus; und

einen Ein-Impuls-Modulationsmodus, bei dem als Phasenspannung des Gleich/Wechselspannungskonverters eine Folge von Ausgangs impulsen des Gleich/Wechsel spannungskonverters die gleiche Polarität hat wie die Grundwelle der Ausgangsphasenspannung, wobei in jeder Halbperiode der Ausgangsphasenspannung nur ein Ausgangsimpuls abgegeben wird.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Modulationseinrichtung (5) eine Einrichtung (52), die von einem Grundwellenspannungs- und einem Frequenzsollwert, die an den Gleich/Wechselspannungskonverter ausgegeben werden, einen positivseitigen Spannungssollwert zum Erzeugen negativer Ausgangs impulse des Gleich/Wechselspannungskonverters abtrennt; eine Einrichtung (522), die eine Vorspannung abgibt, die diese Spannungssollwerte ändert; eine Einrichtung (53), die auf der Basis dieser Spannungssollwerte ein Signal zum Einschalten und Ausschalten der Schaltelemente (G1U...G4W) erzeugt, die den Gleich/Wechselspannungskonverter bilden; und eine Einrichtung (54) aufweist, die die Signale entsprechend den Gleichstromkomponenten der Differenz zwischen den abgeteilten Gleichspannungen in Abhängigkeit von der Polarität des Grundwellen-Spannungssollwertes verteilt und das Ausgangssignal der Verteilungseinrichtung den abgeteilten positivseitigen und negativseitigen Spannungssollwerten überlagert.