DE602004001847T2

DE602004001847T2 - 12 Halbwellen Konverter mit Filterinduktivität die in der Gleichrichter integriert ist.

Info

Publication number: DE602004001847T2
Application number: DE602004001847T
Authority: DE
Inventors: Nicolas Gazel; Regis Meuret
Original assignee: Hispano Suiza SA
Current assignee: Safran Transmission Systems SAS
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2004-12-13
Publication date: 2007-08-30
Anticipated expiration: 2024-12-14
Also published as: DE602004001847D1; CA2491215A1; CA2491215C; US7277302B2; US20050135126A1; FR2864372A1; EP1555745B1; EP1555745A1

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen 12-Zweiweg-Konverter (oder 12-Puls-Wandler) mit mehrphasigem Autotransformator, vorgesehen, um ein Wechselstromnetz in ein Gleichstromnetz umzuwandeln.
Das Anwendungsgebiet ist speziell dasjenige der Steuerungssysteme von Elektromotoren, insbesondere für Einrichtungen mit elektrischer Steuerung in einem Flugzeug, so wie es die Schubumkehrsteuerung eines Flugzeugs ist.
Für derartige Anwendungen ist es bekannt, ein Steuerungssystem eines Elektromotors zu verwenden, welches einen Wandler, einen Wechselstromumrichter und einen Eingangsfilter des Wechselstromumrichters umfaßt.
In der Tat stellt die 10 einen Wandler 101 dar, dessen Ausgang mittels eines Eingangsfilters 145 mit einem Wechselstromumrichter 141 verbunden ist, um die Geschwindigkeit eines Motors 143 nach Bedarf zu verändern.
Der Eingangsfilter 145 umfaßt eine Glättungsselbstinduktionsspule 147 und einen Kondensator 149. Die Glättungsselbstinduktionsspule 147 ermöglicht das Glätten des Gleichstromkreises am Ausgang des Wandlers 101. Sie ermöglicht es auch, den Aufladestrom des Kondensators 149 beim Einschalten der Spannung zu begrenzen und zu glätten. Zusätzlich ermöglicht es die Glättungsselbstinduktionsspule 147, den harmonischen Sprung, verbunden mit dem Umschalten des Wechselstromumrichters 141, zu glätten.
Allgemein umfaßt der Wandler einen Transformator mit mehrphasiger Belegung, um den kVA-Koeffizienten des Transformators zu verringern.
Eine Veröffentlichung von Choi u. a., mit dem Titel „Polyphase Transformer Arrangements with Reduced kVA Capacities for Harmonic Current Reduction in Rectifier-Type Utility Interface" (Band 11, Nr. 5), veröffentlicht von IEEE, September 1996, zeigt einen Wandler, der einen Autotransformator umfaßt, der eine primäre Wicklung in Dreieckschaltung und zwei sekundäre Wicklungen in Sternschaltung aufweist. Die zwei sekundären Wicklungen des Autotransformators sind an zwei Gleichrichterbrücken geschaltet, deren paralleler Betrieb durch zwei Zwischenphasenselbstinduktionsspulen gesichert ist.
In vielen Anwendungen, speziell im Bereich der Luft- und Raumfahrt, besteht ein Problem darin, das Gewicht und das Volumen der Steuerungssysteme der Elektromotoren zu verringern.
Gegenstand und Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung hat die Aufgabe, ein Steuerungssystem für einen Elektromotor bereit zu stellen, das ein geringes Gewicht und ein kompaktes Volumen besitzt und dazu eine sehr gute Zuverlässigkeit aufweist.
Diese Aufgabe wird durch Verwendung eines 12-Puls-Wandlers gelöst, der einen Autotransformator umfaßt, welcher eine primäre Wicklung in Dreieckschaltung und zwei sekundäre Wicklungen in Sternschaltung aufweist, wobei die zwei sekundären Wicklungen mit zwei Gleichrichterbrücken verbunden sind, deren Parallelbetrieb durch zwei Zwischenphasenselbstinduktionsspulen gesichert ist, wobei der Wandler zusätzlich Mittel aufweist, um einen zusätzlichen magnetischen Streufluß in der Ebene von mindestens einer Zwischenphasenselbstinduktionsspule zu generieren, so daß darin eine Glättungsselbstinduktionsspule integriert wird.
Auf diese Weise ermöglicht das Integrieren einer Glättungsselbstinduktionsspule in der Ebene wenigstens einer Zwischenphasenselbstinduktionsspule des Wandlers die Ausführung eines Steuerungssystems für einen Elektromotor, welches im Eingangsfilter des Wechselstromumrichters des Steuerungssystems keine Glättungsselbstinduktionsspule aufweist. Dies ermöglicht es, das Gewicht, das Volumen und die Kosten des Steuerungssystems zu senken. Es ermöglicht es auch, die Anzahl der Verbindungen zu verringern und die Zuverlässigkeit des Steuerungssystems zu verbessern.
Vorzugsweise erzeugen die Mittel einen zusätzlichen magnetischen Streufluß in jeder Zwischenphasenselbstinduktionsspule.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung umfassen die Mittel zur Erzeugung eines zusätzlichen magnetischen Streuflusses einen magnetischen Kreislauf, der einen Teil des magnetischen Hauptflusses, der von mindestens einer Zwischenphasenselbstinduktionsspule generiert wird, ablenkt.
In vorteilhafter Weise kann der magnetische Kreislauf aus einer der folgenden Legierungen bestehen: Siliziumeisenlegierung, Kobalteisenlegierung und Legierung aus amorphen Materialien.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung umfassen die Mittel zur Erzeugung eines zusätzlichen magnetischen Streuflusses eine zusätzliche Anzahl von Windungen in einer Spule, die in mindestens einer Zwischenphasenselbstinduktionsspule eingeschlossen ist.
Vorzugsweise umfassen die Wicklungen der Zwischenphasenselbstinduktionsspulen abgeflachte Drähte.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Steuerungssystem eines Elektromotors, das einen Wechselstromumrichter und einen Wandler gemäß einer der obigen Merkmale umfaßt, wobei der so genannte Wandler mit dem so genannten Wechselstromumrichter über einen Kondensator verbunden ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird durch die Lektüre der folgenden, beispielhaften, aber nicht einschränkenden Beschreibung und mit Bezug auf die beigefügten Figuren besser verstanden werden:
1 ist ein schematischer Stromkreis eines 12-Puls-Wandlers, der einen Autotransformator und Zwischenphasenselbstinduktionsspulen umfaßt,
2 zeigt mehr im Detail eine Zwischenphasenselbstinduktionsspule aus der 1,
3 zeigt ein äquivalentes elektrisches Schema für den Wandler aus der 1 und für sein Stromversorgungsnetz,
4A ist ein schematischer Stromkreis eines 12-Puls-Wandlers, der Mittel zur Erzeugung eines magnetischen Streuflusses gemäß der Erfindung umfasst,
4B ist eine Variante der 4A,
5 zeigt ein äquivalentes magnetisches Schema einer Zwischenphasenselbstinduktionsspule,
6 stellt eine schematische Ansicht eines magnetischen Kreislaufs dar,
7 stellt ein äquivalentes magnetisches Schema einer Zwischenphasenselbstinduktionsspule gemäß der Erfindung dar,
Die 8A und 8B sind stark schematische Ansichten eines magnetischen Kreislaufs aus der 7,
9 zeigt sehr schematisch ein Steuerungssystem, das einen Wechselstromumrichter und einen 12-Puls-Wandler gemäß der Erfindung umfaßt, und 10 zeigt sehr schematisch ein Steuerungssystem gemäß dem Stand der Technik.
Ausführliche Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung
Die 1 zeigt sehr schematisch einen 12-Puls-Wandler 1, der einen Autotransformator 3 umfaßt, welcher eine primäre Wicklung 5 in Dreieckschaltung und zwei sekundäre Wicklungen 7 in Sternschaltung aufweist. Die primäre Wicklung 5 umfaßt die Wicklungen 5a, 5b und 5c, während die beiden sekundären Wicklungen 7 die Wicklungen 7a bis 7f umfassen.
Die beiden sekundären Wicklungen 7 sind mit zwei Gleichrichterbrücken 11 und 13 verbunden, deren paralleler Betrieb durch zwei Zwischenphasenselbstinduktionsspulen 15 und 17 gesichert ist.
In der Tat wandelt der Autotransformator 3 ein Dreiphasenstromnetz, zum Beispiel das Stromversorgungsnetz eines Flugzeugs, angeschlossen mittels den Leitern 9a, 9b und 9c an einem erstes Teilnetz 19, das die Leiter 19a, 19b und 19c umfaßt, und an einem zweiten Teilnetz 21, das die Leiter 21a, 21b und 21c umfaßt, um.
Das erste und das zweite, vom Autotransformator 3 erzeugte Teilnetz 19 und 21 sind gegeneinander um 30° phasenverschoben. Sie sind um +15°, bzw. –15° in Bezug auf das Dreiphaseneingangsnetz phasenverschoben.
Es sei bemerkt, daß durch Einführen einer 30°-Phasenverschiebung zwischen den zwei Teilnetzen 19 und 21 der Autotransformator wie ein passiver Filter wirkt, der die 5-te und die 7-te Harmonische des Stroms aus dem Versorgungsnetz reduziert.
Das erste Teilnetz 19 wird von der Gleichrichterbrücke 11, zum Beispiel mit Hilfe von Brücken mit sechs Dioden, gleichgerichtet. Gleichermaßen wird das zweite Teilnetz 21 von der zweiten Gleichrichterbrücke 13 gleichgerichtet.
Die Ausgänge 11a, 11b, 13a und 13b der Gleichrichterbrücken 11 und 13 sind über die zwei Zwischenphasenselbstinduktionsspulen 15 und 17 kombiniert. In der Tat umfassen die zwei Zwischenphasenselbstinduktionsspulen 15 und 17 Spulen mit Mittelanzapfung 25 und 27, so daß die Ausgänge 11a und 13a über die Spule 25 der Zwischenphasenselbstinduktionsspule 15 wieder verbunden sind und die Ausgänge 11b und 13b über die Spule 27 der Zwischenphasenselbstinduktionsspule 17 wieder verbunden sind.
Somit funktionieren die zwei Gleichrichterbrücken 11 und 13, welche identische, aber phasenverschobene Spannungswellen liefern, aufgrund der Zwischenphasenselbstinduktionsspulen 15 und 17 im Parallelbetrieb, um eine gleichgerichtete Spannung mit dem Pulsationsindex gleich 12 zu liefern.
Die Spulen 25 und 27 mit Mittelanzapfung der Zwischenphasenselbstinduktionsspulen 15 und 17 haben die Rolle eines Spannungsteilers, so daß der Mittelwert der beiden, von den Gleichrichterbrücken 11 und 13 gleichgerichteten Spannungen, am Ausgang des Wandlers 1 eine Gleichspannung bildet.
Die 2 zeigt ausführlicher eine der beiden Zwischenphasenselbstinduktionsspulen aus der 1, zum Beispiel die Zwischenphasenselbstinduktionsspule 15, wobei die zwei Gleichrichterselbstinduktionsspulen identisch sind.
Die Spule 25 der Zwischenphasenselbstinduktionsspule 15 umfaßt zwei Wicklungen 25a, 25b auf einem ferromagnetischen Kern, den wir im folgenden als magnetischen Kreislauf 29 bezeichnen werden. Die Wicklung 25a mit der Eigeninduktivität L befindet sich auf einem Zweig des magnetischen Kreislaufs 29, während die Wicklung 25b mit einer Eigeninduktivität ebenfalls gleich L sich auf dem entgegengesetzten Zweig des magnetischen Kreislaufs 29 befindet, so daß sie eine Spule mit Mittelanzapfung bilden.
Die Kopplung der beiden Wicklungen 25a und 25b erzeugt für jede Wicklung eine Gegeninduktivität M, so daß die Streuinduktivität L_f jeder Wicklung gleich L – M ist, und die Gesamtinduktivität L_T der Zwischenphasenselbstinduktionsspule gleich 2L + 2M ist.
Es ist bekannt, daß die Dimensionierung jeder Zwischenphasenselbstinduktionsspule 15, 17 gemäß einem Stromwert erfolgt, der aus der Differenz der Ausgangsströme der beiden Gleichrichterbrücken 11 und 13 resultiert. Somit kann der Wert der Gesamtinduktivität LT als Funktion des gewünschten Welligkeitsgrades bestimmt werden.
Die 3 stellt ein für einen gegebenen Zeitpunkt äquivalentes elektrisches Schema des Wandlers 1 dar, der von einem Versorgungsnetz 31 gespeist wird und welcher auf eine Last 33 eine Spannung abgibt.
Das Versorgungsnetz 31 liefert eine Wechselspannung, deren Effektivwert zum Beispiel von der Größenordnung 115V ist und deren Eingangsfrequenz zum Beispiel von der Größenordnung 400 Hz ist.
Als Beispiel: der Effektivwert einer Eingangsspannung eines Flugzeugbordnetzes kann zwischen 80V und 180V liegen und die Eingangsfrequenz kann zwischen 360 Hz und 800 Hz liegen.
Dieses Schema zeigt, daß die Versorgung oder das Quellnetz 31 äquivalent sind mit zwei Zweigen 31a und 31b, von denen jeder eine Wechselspannungsquelle Vs, eine Netzinduktivität L_r und einen Netzwiderstand R_r aufweist.
Um gemäß der Erfindung eine Glättungsselbstinduktionsspule in den Wandler 1 integrieren zu können, ist es wichtig, zu wissen, daß die Last 33 des Wandlers 1 einen Kondensator umfaßt. Die Last 33 ist also schematisch dargestellt durch eine Kapazität C, die mit einem Widerstand R_c, parallel geschaltet ist.
Der Kondensator der Last 33 bewirkt eine Resonanzerscheinung bei der Frequenz f_r beim Ausgang des Wandlers 1. Diese Resonanzfrequenz f_r hängt von der Kapazität C des Kondensators sowie von der Impedanz L_eq stromauf der Last 33 ab, gemäß der Formel:
Zusätzlich muß wegen Problemen bei der Glättung des Stromes die Induktivität jeder der Zwischenphasenselbstinduktionsspulen 15 und 17 des Wandlers 1 verschieden von Null sein. Es ist also erforderlich, das Auftreten einer Streuinduktivität jeder Zwischenphasenselbstinduktionsspule 15, 17 zu bewirken.
Der Wandler 1 ist durch vier Zweige 1a bis 1d schematisch dargestellt, von denen jeder die Streuinduktivität und den Widerstand einer sekundären Wicklung 7 des Autotransformators 3 umfaßt, sowie die Streuinduktivität und den Widerstand einer Wicklung von einer der Zwischenphasenselbstinduktionsspulen 15, 17.
Somit umfaßt jeder der Zweige 1a bis 1c eine Streuinduktivität L_S1 und einen Widerstand R₁ der ersten sekundären Wicklung des Autotransformators 3 sowie die Streuinduktivität L – M und den Widerstand R einer Wicklung der Zwischenphasenselbstinduktionsspule 15.
Gleichermaßen umfaßt jeder der Zweige 1b und 1d eine Streuinduktivität L_S2 und einen Widerstand R₂ der zweiten sekundären Wicklung des Autotransformators 3 sowie die Streuinduktivität L – M und den Widerstand R einer Wicklung der Zwischenphasenselbstinduktionsspule 17.
Folglich ist die äquivalente Impedanz L_eq stromauf der Last 33 durch folgende Formel definiert:
Wenn der Autotransformator im perfekten Gleichgewicht arbeitet, also L_S1 = L_S2, reduziert sich die äquivalente Impedanz auf folgende Formel:
Die Ausgangsspannung des Wandlers 1 ist eine Gleichspannung von z. B. der Größenordnung 270V. Diese Ausgangsspannung ist aus Harmonischen h × f_quelle zusammengesetzt, wobei h die Ordnung der Harmonischen ist. Diese Harmonischen können mit der Resonanzfrequenz f übereinstimmen, was als Folge eine starke Welligkeit des Stromes im Kondensator der Last 33 bei der Frequenz h × f_quelle hat.
Diese Welligkeit verringert den harmonischen Gehalt des Eingangsstromes des Wandlers 1, denn sie führt dazu, daß die von den beiden Gleichrichterbrücken 11, 13 abgegebenen Ströme schwingen. Somit wird es notwendig, die Resonanzfrequenz zu tiefen Frequenzen zu verschieben, so daß der Wandler 1 auf diese Erscheinung weniger empfindlich reagiert. Dafür genügt es, in einmaliger Weise den Wert der äquivalenten Induktivität L_eq zu erhöhen, weil ein Erhöhen der Kapazität C zum Anstieg des Aufladestroms beitragen würde.
Das Prinzip gemäß der Erfindung ist, sich der Zwischenphasenselbstinduktionsspulen 15 und/oder 17 zu bedienen, um zu vermeiden, daß neuerlich eine Induktivität in Serie mit der Kapazität C in die Last 33 eingefügt wird.
In der Tat, wenn wir den Kopplungskoeffizienten der Eigeninduktivität der Wicklungen mindestens einer der beiden Zwischenphasenselbstinduktionsspulen 15, 17 verringern, erzeugt man einen zusätzlichen magnetischen Streufluß, welcher den Wert der Streuinduktivität L – M vergrößert. Diese zusätzliche Streuinduktivität wird sich zum Wert der äquivalenten Induktivität addieren. Somit wird die gesamte Streuinduktivität L – M der Zwischenphasenselbstinduktionsspule äquivalent einer Induktivität sein, die mit der Kapazität C in Reihe geschaltet ist.
Im folgenden ist der Wandler aus den 4A und 4B ähnlich demjenigen aus der 1, mit Ausnahme der Ebenen der Wicklungen der Zwischenphasenselbstinduktionsspulen 15 und 17.
In der Tat zeigt die 4A gemäß der Erfindung, daß der Wandler 1 zusätzlich Mittel umfaßt, um einen zusätzlichen magnetischen Streufluß in der Ebene wenigstens einer der Zwischenphasenselbstinduktionsspule 15 zu erzeugen, so daß darin eine Glättungsselbstinduktionsspule 15b integriert wird.
In einer Variante zeigt die 4B, daß die Mittel einen zusätzlichen magnetischen Streufluß in jeder Zwischenphasenselbstinduktionsspule 15 und 17 generieren, so daß eine Glättungsselbstinduktionsspule 15b und 17b in jede Zwischenphasenselbstinduktionsspule 15 und 17 integriert wird.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung umfassen die Mittel zur Erzeugung eines zusätzlichen magnetischen Streuflusses eine zusätzliche Anzahl von Windungen in der Spule 25 oder 27 aus mindestens einer der Zwischenphasenselbstinduktionsspulen 15 oder 17.
Die 5 zeigt ein Schema des äquivalenten magnetischen Kreislaufs einer Zwischenphasenselbstinduktionsspule, zum Beispiel derjenigen aus der 2.
Dieser äquivalente magnetische Kreislauf enthält eine Reluktanz R_e des halben magnetischen Kreislaufs, der die Reluktanz des Luftspalts des magnetischen Kreislaufs 29 umfaßt sowie eine Streureluktanz R_f, die einer äquivalenten Reluktanz der Streufeldlinien jeder Wicklung 25a, 25b entspricht und eine magnetomotorische Kraft (Ampere-Windung) ni jeder Wicklung 25a, 25b (wobei n die Anzahl der Windungen jeder Wicklung und i die Stromstärke in den Wicklungen ist).
Um die Streuinduktivität L_f zu berechnen, wird angenommen, daß die Ströme in den beiden Wicklungen 25a, 25b identisch sind, daß also diese beiden Wicklungen 25a, 25b dieselbe Ampere-Windungszahl ni haben.
Der magnetische Fluß durch die Reluktanzen R_e ist gleich Null und nur die Flüsse durch die beiden Streureluktanzen sind von Null verschieden.
Somit beträgt die Streureluktanz für jede Wicklung:
Die Gesamtinduktivität der Zwischenphasenselbstinduktionsspule beträgt demnach:
Folglich, wenn die Anzahl der Windungen n erhöht wird, kann ein zusätzlicher magnetischer Streufluß generiert werden, der den Wert der Streuinduktivität L – M vergrößert.
Ferner, um einerseits das Gewicht und das Volumen zu minimieren und um andererseits die Anzahl der Windungen der Zwischenphasenselbstinduktionsspulen 15, 17 zu erhöhen, ist die Wahl der Form und des Querschnitts des für die Wicklungen verwendeten Drahtes wichtig.
So können die Wicklungen der Zwischenphasenselbstinduktionsspulen 15, 17 aus abgeflachten Drähten bestehen, die kompaktere und leistungsfähigere Spulen ermöglichen.
Als Beispiel zeigt die 6 einen magnetischen Kreislauf 29 der Zwischenphasenselbstinduktionsspule aus der 2.
Gemäß diesem Beispiel besteht der magnetische Kreislauf 29 aus zwei C-förmigen Kreisläufen 29a und 29b mit der Gesamtlänge L von ungefähr 51 mm, der Breite 1 von ungefähr 35 mm und dem Querschnitt s von ungefähr 10 mm. Somit besitzt eine konventionelle Zwischenphasenselbstinduktionsspule, die einen derartigen magnetischen Kreislauf aufweist und die mit zwei Wicklungen von dreißig Windungen ausgestattet ist, eine Gesamtinduktivität 2L + 2M von ungefähr 2 mH und eine Streuinduktivität L – M von ungefähr 0,05 mH.
Wenn man dagegen zwei Wicklungen von 56 Windungen aus abgeflachtem Draht mit den Ausmaßen 1,25 mm × 3,25 mm verwendet, kann die Streuinduktivität L – M jeder Wicklung ungefähr 0,2 mH erreichen.
Da die zwei Wicklungen einer Zwischenphasenselbstinduktionsspule parallel geschaltet sind, beträgt die gesamte Streuinduktivität
also ungefähr 0,1 mH.
Folglich, wenn in jede Zwischenphasenselbstinduktionsspule 15 und 17 (siehe 4B) eine Streuinduktivität eingeführt wird, dann wird die gesamte Streuinduktivität für die beiden Zwischenphasenselbstinduktionsspulen in der Größenordnung 0,2 mH sein.
Gemäß einer anderen besonderen Ausführungsform der Erfindung umfassen die Mittel zur Erzeugung eines zusätzlichen magnetischen Streuflusses einen magnetischen Kreislauf, der einen Teil des magnetischen Hauptflusses, der von mindestens einer Zwischenphasenselbstinduktionsspule generiert wird, ablenkt.
In der Tat veranschaulicht die 7 ein äquivalentes magnetisches Schema einer Zwischenphasenselbstinduktionsspule, die zusätzlich zum magnetischen Hauptfluß einen sekundären magnetischen Fluß aufweist.
Das Schema aus der 7 umfaßt zusätzliche Streureluktanzen R_fs, die Streufeldlinien entsprechen, welche zu einem sekundären magnetischen Kreislauf gehören, und zwar zusätzlich zu den schon in der 5 vorhandenen Elementen, die dem magnetischen Hauptfluß entsprechen.
Um die Sreuinduktivitäten zu berechnen, wird angenommen, daß die Ströme in den beiden Wicklungen 25a, 25b einer Zwischenphasenselbstinduktionsspule identisch sind, daß also die beiden Wicklungen 25a, 25b die gleiche Ampere-Windungszahl ni haben.
Der Fluß im magnetischen Hauptkreislauf ist nicht mehr gleich Null. In der Tat schließt sich ein zusätzlicher Streufluß, der von den magnetomotorischen Kräften jeder Zwischenphasenselbstinduktionsspule generiert wird, über die Reluktanzen R_e und R_fs.
In diesem Fall beträgt die gesamte Streuinduktivität L_ft für jede Wicklung:
Dagegen wird die Gesamtinduktivität der Zwischenphasenselbstinduktionsspule durch die Anwesenheit eines sekundären magnetischen Kreislaufs nicht beeinflußt und ist durch dieselbe Formel wie vorher gegeben:
Es ist zu bemerken, daß bei der Dimensionierung einer Zwischenphasenselbstinduktionsspule 15 und 17 die Sättigung des magnetischen Kreislaufes in Kauf genommen werden muß. In der Tat führt eine Sättigung des magnetischen Kreislaufs zu einer starken Senkung der Gesamtinduktivität LT, so daß die Effizienz der Zwischenphasenselbstinduktionsspule in Frage gestellt werden könnte.
Der magnetische Hauptkreislauf und/oder der sekundäre magnetische Kreislauf einer Zwischenphasenselbstinduktionsspule kann aus einer der folgenden Legierungen bestehen: Siliziumeisenlegierung, Kobalteisenlegierung und Legierung aus amorphen Materialien.
Selbstverständlich kann man sich vorstellen, daß die Anzahl der Windungen der Wicklungen erhöht werden kann und daß ein zusätzlicher magnetischer Kreislauf hinzugenommen werden kann.
Die 8A zeigt beispielsweise einen magnetischen Kreislauf einer Zwischenphasenselbstinduktionsspule, welcher einen magnetischen Hauptkreislauf 29, ähnlich demjenigen aus 6, und einen sekundären magnetischen Kreislauf 39, gebildet aus zwei C-förmigen magnetischen Kreisläufen 39a und 39b, umfaßt.
Die 8B zeigt eine Zwischenphasenselbstinduktionsspule, welche einen magnetischen Hauptkreislauf 29, einen sekundären magnetischen Kreislauf 39 und einige Wicklungen 25 umfaßt.
Wenn also gemäß diesem Beispiel zum magnetischen Hauptkreislauf 29 ein sekundärer magnetischer Kreislauf 39 (zum Beispiel mit Form und Dimensionen identisch oder annähernd zu denen des Hauptkreislaufs) und Wicklungen mit 52 Windungen (vier Lagen von 13 Windungen) um den Hauptkreislauf (siehe 7B) mit abgeflachten Drähten von 1,25 mm × 3,25 mm hinzugefügt werden, erhält man eine Zwischenphasenselbstinduktionsspule mit der Streuinduktivität der Größenordnung 0,35 mH, welche ausreichend ist, um eine Glättungsselbstinduktionsspule zu ersetzen.
Die 9 stellt ein Steuerungssystem eines Elektromotors 43 dar, welches einen Wechselstromumrichter 41 und einen Wandler 1 umfaßt, der eine Glättungsselbstinduktionsspule enthält, die von einer Streuinduktivität gemäß den oben beschriebenen Mitteln erzeugt wird. Der Wandler 1 ist also mit dem Wechselstromumrichter 41 mittels eines Kondensators 49 gekoppelt. Es ist keine Glättungsselbstinduktionsspule in Reihe mit diesem Kondensator 49 mehr erforderlich. Dies ermöglicht es, das Gewicht und das Volumen des Steuerungssystems zu optimieren.
Ferner reduziert das Fehlen einer Glättungsselbstinduktionsspule am Eingang des Wechselstromumrichters 41 die Anzahl der Wicklungen und demnach die Anzahl der Verbindungen, was den Wirkungsgrad verbessert, die Zuverlässigkeit erhöht und die Kosten des Steuerungssystems senkt.

Claims

12-Puls-Wandler umfassend einen Autotransformator (3), der eine primäre Wicklung (5) aufweist, die in Dreieckschaltung verbunden ist und zwei sekundäre Wicklungen (7), die in Sternschaltung verbunden sind, wobei die zwei sekundären Wicklungen mit zwei Gleichrichterbrücken (11, 13), deren Betrieb durch zwei Zwischenphasenselbstinduktionsspulen (15, 17) gesichert ist, verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß er ferner Mittel umfaßt, die einen magnetischen Kreislauf (39) umfassen, der einen Anteil des magnetischen Hauptflusses, der von mindestens einer Zwischenphasenselbstinduktionsspule (15, 17) generiert wird, ablenkt, um einen zusätzlichen magnetischen Streufluß auf der Ebene der mindestens einen Zwischenphasenselbstinduktionsspule (15) zu generieren, so daß darin eine Glättungsselbstinduktionsspule (15b) integriert wird.

Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel einen zusätzlichen magnetischen Streufluß in jeder Zwischenphasenselbstinduktionsspule (15, 17) generieren.

Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Kreislauf aus einer der folgenden Legierungen besteht: Siliziumeisenlegierung, Kobalteisenlegierung und Legierung aus amorphen Materialien.

Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Generierung eines zusätzlichen magnetischen Streuflusses ferner eine zusätzliche Anzahl von Windungen in einer Spule (25, 27) umfassen, die in mindestens einer Zwischenphasenselbstinduktionsspule (15, 17) eingeschlossen ist.

Wandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen der Zwischenphasenselbstinduktionsspulen (15, 17) abgeflachte Drähte umfassen.

System zur Steuerung eines elektrischen Motors (43) umfassend einen Wechselstromumrichter (41), dadurch gekennzeichnet, daß es ferner einen Wandler (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 umfaßt, wobei der Wandler mit dem Wechselstromumrichter durch einen Kondensator (49) gekuppelt ist.