Stabilisierter Wechselrichter Der Patentanspruch des Hauptpatentes betrifft einen sta bilisierten Wechselrichter, der mit Hilfe von durch eine Triggervorrichtung gesteuerten Stromrichterventilen und einem abgestimmten elektrischen L-C-Kreis Gleichstrom in Wechselstrom umformt, indem der Gleichstrom einer Gleichstromquelle über eine Schwingdrosselspule und die Stromrichterventile abwechselnd in entgegengesetzter Rich tung durch eine von einem Kondensator überbrückte Pri märwicklung eines Transformators geschickt wird, und durch entsprechende Belastung einer beliebigen Wicklung des Transformators Wechselstrom-Energie abgeführt wird, wobei zur Stabilisierung des Ausgangswertes eine Energie rückführung von der Transformatorseite über Gleichrichter zur Gleichstromseite vorgesehen ist,
welche Energierückfüh rung von einer Transformatorwicklung der Ausgangsseite zur Gleichstromseite unter Zwischenschaltung von Gleich richtern über mindestens zwei untereinander magnetisch ge koppelte Rückführstromkreise erfolgt.
Ein wesentlicher Vorteil dieses Wechselrichterprinzipes liegt darin, dass es auf besonder einfache Art mit einer Spannungsregelung erweitert werden kann. Gemäss einem Ausführungsbeispiel der im Patentanspruch des Hauptpaten tes definierten Erfindung, geschieht dies dadurch, dass am Wechselrichtertransformator Wechselspannung angezapft, gleichgerichtet und in Reihe mit der eingangsseitigen Gleichstromquelle geschaltet ist, wobei diese Spannung zu Kompensationszwecken mit Hilfe von gesteuerten Strom richtern nach Wunsch regulierbar ist.
Dabei wird gemäss dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 des Hauptpatentes von einer Sekundärwicklung des Trans formators am Wechselrichterausgang über, von einer Pha senanschnittautomatik gesteuerte Thyristoren Energie zur Eingangsgleichstromquelle zurückgeführt und zu dieser mit tels eines Kondensators addiert. Die dem Wechselrichter ausgang entnommene Energie durchläuft den Wechselrich ter also ein zweites Mal, was als Nachteil gewertet werden muss, da der Wechselrichter entsprechend grösser dimensio niert werden muss bzw. einen schlechteren Wirkungsgrad erhält.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Wechsel richter gemäss dem Patentanspruch des Hauptpatentes mit einer Spannungsregeleinrichtung zu versehen, die keine grös- sere Dimensionierung des Wechselrichters erfordert und ausserdem schnell reagiert, verzerrungsfrei regelt, mit nur geringen Verlusten behaftet, sowie wartungsfrei ist und grosse Zuverlässigkeit bei langer Lebensdauer aufweist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass von Abgriffen einer Transformatorwicklung des Wechsel richtertransformators mit Hilfe von durch Phasenanschnitt gesteuerten Stromrichterventilen dosierte, gleichgerichtete Wechselspannung über eine Zuleitung auf den Mittelabgriff der Primärwicklung des Transformators zurückgeführt wird, wobei sich in dieser Zuleitung ein einerseits am Mittelabgriff und andererseits an der Gleichstromquelle angeschlossener Kondensator befindet, der dazu beiträgt, den Stromfluss aus der Gleichstromquelle in Gleich- und Wechselstrom-Kompo nenten aufzuteilen und der durch Phasenanschnittsteuerung der Gleichstromkomponente je nach Phasenanschnittwinkel auf eine negative oder positive Spannung aufgeladen wird, die sich zur Spannung der Gleichstromquelle subtrahiert bzw. addiert.
Auf beiliegender Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, welches im folgen den näher erläutert wird: In der Figur ist mit 1 eine Gleichstromquelle bezeichnet. Der negative Pol - der Gleichstromquelle 1 ist über eine Schwingdrosselspule 2 mit den Kathoden von Thyristoren 3, 4 verbunden, deren Anoden je mit einem der beiden Enden der Primärwicklung 5.1 eines Wechselrichter-Transformators 5 und je mit einem der beiden Pole eines Kommutations- Kondensators 6 verbunden sind. Die Steuerelektroden der Thyristoren 3, 4 sind an einen Triggerimpulsgenerator 7 an geschlossen, der andererseits mit den Kathoden dieser Thyri storen 3, 4 in Verbindung steht.
Der positive Pol + der Gleichstromquelle ist über einen Kondensator 8 mit einem Mittelabgriff 5.11 und über eine Drosselspule 9 und je ein Thyristor 10 bzw. 11 an zwei in bezug auf den Mittelabgriff 5.11 symmetrisch angeordnete Abgriffe 5.12, 5.13 an der Pri märwicklung 5.1 des Transformators 5 angeschlossen. Dabei sind die Kathoden dieser Thyristoren 10, 11 an die Abgriffe 5.12, 5.13 der Primärwicklung 5.1 geführt und stehen anderer seits mit einer Phasenanschnittautomatik 12 in Verbindung, die die Steuerelektroden dieser Thyristoren 10, 11 speist.
An zwei weiteren in bezug auf den Mittelabgriff symmetrisch angeordneten Abgriffen 5.14, 5.15 der Primärwicklung 5.1 sind je eine Diode 13 bzw. 14 mit ihren Kathoden ange schlossen. Die Anoden dieser Dioden 13,14 sind über eine Drosselspule 15 mit der gegenpoligen Verbindung zweier Wicklungshälften 16.1, 16.2 einer Differentialdrosselspule 16 verbunden. Die äusseren Enden dieser Wicklungshälften 16.1, 16.2 stehen je über eine Diode 17 bzw. 18 mit einem der bei den Wicklungsenden der Schwingdrosselspule 2 in Verbin dung, wobei die Anoden dieser Dioden<B>17,18</B> an die Schwingdrosselspule 2 angeschlossen sind: An der Sekun därwicklung 5.2 des Transformators 5 ist ein Verbraucher 19 angeordnet, von dessen beiden Anschlussklemmen je eine Leitung in die Phasenanschnittautomatik 12 geführt ist.
Der aus der Gleichstromquelle 1 kommende Gleich strom wird nach konventioneller Art durch - 3, 4 mit Hilfe des Kommutations-Kondensators 6 abwechslungsweise un terbrochen und durch die Wicklung 5.2 des Transformators 5 dem Verbraucher 19 zugeführt. Durch Resonanzverhalten zwischen der Induktivität der Schwingdrosselspule 2 und der Kapazität des Kommutations-Kondensators 6 wird durch den, durch die jeweils eingeschaltete Wicklungshälfte der Primärwicklung 5 fliessenden Strom am Ausgang des Transformators 5 eine sinusförmige oder sinusähnliche Spannung zw. Strom erzeugt.
Durch Energierückführung von den Abgriffen 5.14, 5.15 der Primärwicklung 5.1 über die Dioden 13,14 und die Dros selspule 15 auf die Differentialdrosselspule 16 und durch Ver teilung der zurückgeführten Energie mittels der zwei Wick lungshälften 16.1, 16.2 auf zwei magnetisch gekoppelte Rück führungswege wird eine äusserst günstige Spannungsstabili sierung erreicht. Die Ausgangsspannung an der Sekundär wicklung 5.2 wird unabhängig vom Belastungszustand bzw. von Belastungsänderungen proportional zur Eingangsgleich spannung gehalten.
Um Spannungsschwankungen der Gleichstromquelle 1 auszugleichen und alle zusätzlichen im Wechselrichter auf tretenden Spannungsabfälle automatisch zu kompensieren wird von den Abgriffen 5.12, 5.13 der Primärwicklung 5.1 mit Hilfe der durch Phasenanschnitt gesteuerten Thyristoren dosierte Wechselspannung auf den Mittelabgriff 5.11 des Transformators 5 zurückgeführt. Dabei wird der von der Gleichstromquelle 1 kommende Strom durch den Kondensa tor 8 und die Drosselspule 9 in Gleich- und Wechselstrom komponenten aufgeteilt. Durch die Phasenanschnittsteue rung der Gleichstromkomponente wird der Kondensator 8 je nach Phasenanschnittwinkel auf eine negative oder posi tive Spannung aufgeladen, die sich zur Eingangsspeisespan nung subtrahiert bzw. addiert.
Bei frühzeitigem Phasenan schnitt wird der Kondensator 8 vom Transformator 5 her über die Thyristoren 10, 11 und die Drosselspule 9 in zur Po larität der Gleichstromquelle 1 gleicher Richtung aufgela den, so dass sich die Spannung des Kondensators 8 zu derje nigen der Gleichstromquelle 1 addiert. Bei spätem Phasenan schnitt wird der Kondensator 8 durch die Gleichstromquelle 1 gegenpolig aufgeladen, da der durchschnittliche Stromab- fluss über die beiden Thyristoren 10, 11 durch ihr spätes Öff nen gehemmt ist. Die Aufladung des Kondensators 8 durch die Gleichstromquelle 1 entspricht einer Verkleinerung der wirksamen Spannung der Gleichstromquelle 1, was einer Subtraktion der Kondensatorspannung von der Spannung der Gleichstromquelle 1 gleich kommt.
Die Regelung wird dabei so ausgelegt, dass im Normal fall durch Subtraktion ausgeregelt wird und die Addition nur für kurzzeitige Überbrückungsfunktionen benutzt wird. Es wird dadurch eine optimale Dimensionierung des Wechsel richters gestattet, was eine Verbesserung des Wirkungsgra des mit sich bringt.
Die Steuerung der Phasenanschnittautomatik 12 kann an statt durch die Ausgangswechselspannung des Wechselrich ters zu Regelungszwecken selbstverständlich auch unabhän gig von dieser durch irgend eine andere beliebige Funktion erfolgen.