DE1271820C2 - Anordnung zur lastumschaltung bei stufentransformatoren im natuerlichen nulldurchgang des laststromes - Google Patents

Description

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Es ist bekannt (ETZ-A, Bd. 83, Heft 9, S. 292), daß schließer dienenden Schalter 63 angeordnet, und sein die Geschwindigkeit, mit der solche Halbleitergleich- Ausgang liegt mit Anschlüssen 81 parallel an dem richtergeräte vom sperrenden in den stromdurchlässi- einen lückenlosen Gleichstrom an das steuerbare gen Zustand gesteuert werden, im wesentlichen von Halbleitergleichrichtergerät (Thyristor) 51 liefernden der Höhe der Steuerstromimpulse abhängt. Aus »Si- 5 Ausgang der Steueranordnung 1. Der Impulskreis licon Controlled Rectifier Designers Handbook« enthält im einen Eingangszweig eine Diode 71 und 1963, S. 5-4 und 5-5 der Westinghouse Electric-Cor- einen parallelgeschalteten Entladewiderstand 72; er poration sind Zündimpulsgeber zur Erzeugung steil besteht im wesentlichen aus einem die Leitungen 80 ansteigender Zündimpulse bekanntgeworden, bei de- verbindenden Parallelkondensator 73 sowie einem nen ein Magnetverstärker einen Kondensator bis zum ι ο primärseitig parallel dazu liegenden Impulsübertra-Erreichen der Durchbruchspannung von Zenerdio- ger 75 mit vorgeschaltetem, von einer Zenerdiode 77 den auflädt, wonach sich der Kondensator über einen mit Steuerstrom versorgten, steuerbaren Halbleiter-Impulsübertrager entlädt, an dessen Sekundärwick- gleichrichter 74 und nachgeschaltetem Reihenkonlungen über Dioden jeweils gesonderte, steuerbare densator 76. Zwischen der Zenerdiode 77 und dem Halbleitergleichrichtergeräte angeschlossen sind. Es 15 einen Ende der Primärwicklung 750 des Impulsüberist aus der genannten Literaturstelle außerdem be- tragers 75 ist eine Diode 78 angeordnet, und parallel kanntgeworden, an Stelle von Magnetverstärkern zu der Primärwicklung 750 liegt eine Diode 780. Unijunction-Transistoren zu verwenden. Die an sich Eine Sekundärwicklung 751 des Impulsübertragers zu niedrigen und zu schmalen Ausgangsimpulse sol- 75 ist über die Leitungen 81, von denen eine eine eher Transistoren werden dem Steuerkreis eines Halb- 20 Entkopplungsdiode 79 enthält, an den Steuereingang leiterschalters zugeführt, der mit der Primärwicklung 64 des Halbleitergleichrichtergerätes 51 angeschlosdes Impulsgebers in Reihe liegend an eine feste sen.

Gleichspannungshilfsquelle angeschlossen ist. Die In- Die Anordnung arbeitet folgendermaßen: Wenn duktivität des Impulsübertragers ist durch einen Par- bei geöffnetem Schalter 63 die Spannung langsam allelkondensator kompensiert, damit der Einschalt- as ansteigt, dann wird über die Diode 71 der Parallelstromstoß sekundärseitig steil ansteigende ausrei- kondensator 73 aufgeladen. Wenn die Kondensatorchend hohe Zündimpulse ergibt. Die Breite der Im- spannung die Zenerspannung der Zenerdiode 77 erpulse wird durch i?C-Grieder in Verbindung mit reicht, dann fließt ein Zündstrom in den steuerbaren einer Zenerdiode beeinflußt, die nach dem Durch- Halbleitergleichrichter 74 und zündet diesen. Dazünden eine Kondensatorladung in dem Steuerkreis 30 durch entlädt sich der Parallelkondensator 73 plötzdes Halbleiterschalters zum Sperren fließen läßt. lieh über den Halbleitergleichrichter 74, die damit in

Die bekannten Schaltungen beeinflussen allein im- Reihe liegende Primärwicklung 750 des Impulsüberpulsweise die Halbleitergleichrichtergeräte. tragers 75 sowie den nachgeschalteten Reihenkon-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die densator 76. Die Sekundärwicklung 751 gibt damit

durch die eingangs genannte Anordnung mit Dauer- 35 einen hohen und sehr steilen Stromimpuls auf das zu

Steuerstrom beaufschlagten Haibleitergleichrichterge- zündende steuerbare Halbleitergleichrichtergerät Sl.

rate ohne aufwendige Magnetverstärker, Unijunc- Wenn der Impulsübertrager 75 mit mehreren Sekun-

tion-Transistoren und ohne gesonderte Fremdspan- därwicklungen 751, 752 ausgeführt ist, können ent-

nungsquellen sicher gleichzeitig zu zünden. sprechend viele steuerbare Halbleitergleichrichterge-

Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch ge- 40 rate in der angegebenen Weise praktisch gleichzeitig löst, daß jeder Steuereingang eines jeden Halbleiter- gezündet werden. Die in einer der Leitungen 81 liegleichrichtergerätes jeweils entkoppelt mit einer ge- gende Entkopplungsdiode 79 hat die Aufgabe, die sonderten Sekundärwicklung eines Impulsübertragers Sekundärwicklung 751 vom später einsetzenden verbunden ist, dessen Primärwicklung in Reihe mit Dauersteuerstrom des Halbleitergleichrichtergerätes einem Reihenkondensator und einem spannungsab- 45 51 zu trennen. Die Aufladung des Reihenkondensahängig steuerbaren Halbleitergleichrichter einem tors 76 setzt den Impulskreis 2 nach dem Einschalten Parallelkondensator parallelgeschaltet ist und die automatisch außer Betrieb. Erst wenn durch Schlie-Parallelschaltung über eine Diode mit parallelem ßen des Schalters 63 der Impulskreis kurzgeschlossen Entladewiderstand parallel zu dem als Kurzschließer wird, können sich die Kondensatoren 73 und 76 über dienenden Schalter der Steueranordnung angeschlos- 50 die Dioden 78 und 780 sowie den als Strombegrensen ist, so daß bei geöffnetem Schalter der Ladekreis Zungswiderstand dienenden Entladewiderstand 72 für den Parallelkondensator über die Diode führt entladen. Damit ist der Impulskreis 2 wieder für die und daß bei geschlossenem Schalter der Entladekreis nächstfolgende Zündung vorbereitet,
für beide Kondensatoren den Entladewiderstand und Mit dem Gegenstand nach der Erfindung können der Entladekreis für den Reihenkondensator außer- 55 die Unterschiede in der Zündverzugszeit bei gleichdem noch eine die Primärwicklung und den Halb- zeitiger Zündung mehrerer steuerbarer Halbleiterleitergleichrichter überbrückende Diodenstrecke mit gleichrichtergeräte auf etwa 1 Mikrosekunde beeiner Zenerdiode enthält, die im Steuerkreis des grenzt werden. Dies ist von besonderer Bedeutung, Halbleitergleichrichters liegt. weil somit der Einfluß der unvermeidlichen Unter-

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der 60 schiede in den Zündzeitpunkten infolge der unter-

Zeichnung dargestellt. Dabei ist mit 1 die in dem Zu- schiedlichen Zündcharakteristiken bei Verwendung

satzpatent 1 267 339 beschriebene Steueranordnung mehrerer steuerbarer Halbleitergleichrichtergeräte in

bezeichnet, wobei die einzelnen Bauteile mit gleichen Reihen- und/oder Parallelschaltung beseitigt werden

Bezugszeichen wie dort versehen sind. Ein Impuls- kann, so daß eine Störung der Steueranordnung und

kreis 2 gemäß der Erfindung ist der Steueranord- 65 vor allem eine Zerstörung der Halbleitergleich-

nung 1 zugeordnet. Der Eingang dieses Impulskreises richtergeräte auf einfache Weise sicher vermieden

ist über die Leitungen 80 parallel zu dem als Kurz- wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

märwicklung (750) überbrückende Diode (780) und eine diese mit der Zenerdiode verbindende Patentansprüche: weitere Diode (78) enthält.

1. Anordnung zur Lastumschaltung bei Stufentransformatoren im natürlichen Nulldurchgang des Laststromes innerhalb weniger Mikrose- Aus der dem Zusatzpatent 1 267 339 entsprechenkunden mittels je eines gesteuerten Halbleiter- den französischen Patentschrift 81 776 ist eine Angleichrichtergerätes in beiden Wählerarmen ohne io Ordnung zur Lastumschaltung bei Stufentransforma-Uberschaltwiderstände und/oder Drosseln, wobei toren im natürlichen Nulldurchgang des Laststromes parallel zu jedem der zwei Halbleitergleich- innerhalb weniger Mikrosekunden mittels je eines gerichtergeräte der Eingang eines Steuergerätes mit steuerten Halbleitergleichrichtergerätes in beiden hoher Eingangskapazität liegt, dessen Ausgang Wählerarmen ohne Überschaltwiderstände und/oder an den Steuereingang des Halbleitergleichrichter- 15 Drosseln bekannt, bei der parallel zu jedem der zwei gerätes im anderen Wählerarm angeschlossen ist, Halbleitergleichrichtergeräte der Eingang eines Steu- und wobei ferner innerhalb des Steuergerätes ergerätes mit hoher Eingangskapazität liegt, dessen parallel zu seinem Eingang die mit einem Kon- Ausgang an den Steuereingang des Halbleitergleichdensator in Reihe geschaltete Primärwicklung richtergerätes im anderen Wählerarm angeschlossen eines ersten Übertragers und die mit einem 20 ist. Innerhalb des Steuergerätes liegt parallel zu sei-Widerstand in Reihe geschaltete Primärwicklung nem Eingang die mit einem Kondensator in Reihe eines zweiten Übertragers liegt und die Sekundär- geschaltete Primärwicklung eines ersten Übertragers wicklungen der beiden Übertrager an je einen und die mit einem Widerstand in Reihe geschaltete Gleichrichter angeschlossen sind, deren Gleich- Primärwicklung eines zweiten Übertragers. Die Sestromseiten additiv zusammengeschaltet den Aus- 25 kundärwicklungen der beiden Übertrager sind an je gang des Steuergerätes bilden, und weiter die bei- einen Gleichrichter angeschlossen, deren Gleichden die phasenverschobenen Teilströme führen- Stromseiten additiv zusammengeschaltet den Ausden Übertrager primärseitig durch nur einen gang des Steuergerätes bilden. Die beiden die pha-Schalter gleichzeitig kurzschließbar sind mit Hilfe senverschobenen Teilströme führenden Übertrager einer Gleichrichteranordnung, die aus sechs 3° sind primärseitig durch nur einen Schalter gleichzei-Gleichrichterventilen besteht, wobei vier Gleich- tig kurzschließbar mit Hilfe einer Gleichrichteranrichterventile eine Graetz-Brücke bilden, deren Ordnung, die aus sechs Gleichrichterventilen besteht, Wechselspannungseckpunkte an die dem Wider- wobei vier Ventile eine Graetz-Brücke bilden, deren stand bzw. dem Kondensator zugewandten An- ,Wechselspannungseckpunkte an die dem Widerstand Schlüsse der Übertrager führen und zwischen de- 35 bzw. Kondensator zugewandten Anschlüsse der ren Gleichspannungseckpunkten der Schalter Übertrager führen und zwischen deren Gleichspanliegt, und die zwei weiteren Gleichrichterventile nungseckpunkten der Schalter liegt. Die zwei weitejeweils einen Gleichspannungseckpunkt der ren Gleichrichterventile verbinden jeweils einen Graetz-Brücke mit dem gemeinsamen Anschluß Gleichspannungseckpunkt der Graetz-Brücke mit der Übertrager derart verbinden, daß ein Strom- 40 dem gemeinsamen Anschluß der Übertrager derart, fluß innerhalb der Gleichrichteranordnung nur daß ein Stromfluß innerhalb der Gleichrichteranüber den Schalter möglich ist, nach Zusatzpa- Ordnung nur über den Schalter möglich ist.

tent 1 267 339, dadurch gekennzeich- Nach dem Sperren des jeweils stromführenden

net, daß jeder Steuereingang (64) eines jeden steuerbaren Halbleitergleichrichtergerätes im natürli-

Halbleitergleichrichtergerätes (51) jeweils ent- 45 chen Nulldurchgang fließt der Laststrom über ein

koppelt mit einer gesonderten Sekundärwicklung Steuergerät weiter, und wenn er eine bestimmte

(751, 752) eines Impulsübertragers (75) verbun- Größe erreicht hat, bewirkt er die Zündung des im

den ist, dessen Primärwicklung (750) in Reihe anderen Wählerarm liegenden Halbleitergleich-

mit einem Reihenkondensator (76) und einem richtergerätes. Die hierbei verwendeten Steuerkreise

spannungsabhängig steuerbaren Halbleitergleich- 50 erzeugen für die Halbleitergleichrichtergeräte einen

richter (74) einem Parallelkondensator (73) par- zeitlich gesehen relativ langsam ansteigenden Zünd-

allelgeschaltet ist und die Parallelschaltung über strom. Dies rührt daher, daß die Steuerkreise für

eine Diode (71) mit parallelem Entladewider- einen zulässigen Dauersteuerstrom ausgelegt werden

stand (72) parallel zu dem als Kurzschließer die- müssen, was eine Verflachung des Stromanstieges auf

nenden Schalter (63) der Steueranordnung (1) 55 einen dauernd zulässigen Endwert bedingt. Sollen

angeschlossen ist, so daß bei geöffnetem Schalter mehrere Halbleitergleichrichtergeräte gleichzeitig ge-

(63) der Ladekreis für den Parallelkondensator zündet werden, z.B. bei Reihen- und/oder Parallel-

(73) über die Diode (71) führt und daß bei ge- schaltung, so können infolge der unterschiedlichen

schlossenem Schalter (63) der Entladekreis für Zündcharakteristiken der einzelnen steuerbaren

beide Kondensatoren (73, 76) den Entladewider- 60 Halbleitergleichrichtergeräte erhebliche Unterschiede

stand (72) und der Entladekreis für den Reihen- in den Zündzeitpunkten auftreten. Dies führt bei der

kondensator (76) außerdem noch eine die Pri- Reihenschaltung zu Überspannungen an einzelnen

märwicklung (750) und den Halbleitergleichrich- Gliedern der Kette und eventuell zur Zerstörung der

ter (74) überbrückende Diodenstrecke mit einer Halbleitergleichrichtergeräte durch Überschreiten der

Zenerdiode (77) enthält, die im Steuerkreis des 65 Kippspannung, während bei der Parallelschaltung die

Halbleitergleichrichters (74) liegt. zuerst zündenden Halbleitergleichrichtergeräte unter

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge- Umständen zu hohe Stromspitzen aufnehmen müskennzeichnet, daß die Diodenstrecke eine die Pri- sen.