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DE2448218C2 - Gleichstromzerhackerschaltung - Google Patents

Gleichstromzerhackerschaltung

Info

Publication number
DE2448218C2
DE2448218C2 DE2448218A DE2448218A DE2448218C2 DE 2448218 C2 DE2448218 C2 DE 2448218C2 DE 2448218 A DE2448218 A DE 2448218A DE 2448218 A DE2448218 A DE 2448218A DE 2448218 C2 DE2448218 C2 DE 2448218C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
thyristor
commutation
current
capacitor
main thyristor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2448218A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2448218A1 (de
Inventor
Susumu Tokyo Yoshida
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MEIDENSHA TOKYO JP KK
Original Assignee
MEIDENSHA TOKYO JP KK
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Filing date
Publication date
Application filed by MEIDENSHA TOKYO JP KK filed Critical MEIDENSHA TOKYO JP KK
Publication of DE2448218A1 publication Critical patent/DE2448218A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2448218C2 publication Critical patent/DE2448218C2/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/125Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M3/135Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H02M3/137Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)

Description

25
Die Erfindung betrifft eine Gleichstromzerhackerschaltung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.
Eine derartige Zerhackerschcltung ist in der älteren DE-PS 23 48 952 vorgeschlagen.
Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Gleichstromzerhackerschaltung zu schaffen, bei der, wie in der älteren DE-PS 23 4ü 952, e.ue hohe Belastung der zweiten Wicklung der Koiiirruitierungsdrossel vermieden wird, wobei jedoch die Dioc: in Reihe mit der Kommutierungsdrossel, welche bei der Gleichstromzerhackerschaltung nach dem älteren Vorschlag notwendig ist, damit der Kommutierungskondensator mit seiner optimalen Ladung wirken kann, eingespart wird.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst.
Aus der DE-OS 18 08 881 ist zwar eine Gleichstromzerhackerschaltung mit einem Hautthyristor, dem ein Umschwingkreis mit einer Reihenschaltung aus Kommutierungsdrossel und -kondensator parallelgeschaltet ist und mit einem die Kommutierungsdrossel überbrükkenden Löschthyristor mit gleicher Durchlaßrichtung wie der Hauptthyristor bekannt, bei welcher die Zündung des Löschthyristors abhängig von der Resonanzfrequenz des Umschwingkreises stattfindet, jedoch läßt sich dieser bekannten Gleichstromzerhackerschaltung die Ausbildung der Kommutierungsdrossel als Sekundärwicklung nach Art der älteren DE-PS 23 48 952 nicht entnehmen. Außerdem benötigt die bekannte Gleichstromzerhackerschaltung eine Diode in Reihe mit der Kommutierungsdrossel, welche bei der Erfindung vermieden werden soll.
Die beiliegende Zeichnung dient der weiteren Erläuterung der Erfindung. Es zeigt
F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel;
F i g. 2 ein Ersatzschaltbild für den Umschwingkreis im Ausführungsbeispiel und
F i g. 3A bis 3C Kurvendarstellungen zur Erläuterung der Wirkungsweise des Ausführungsbeispiels.
Wie F i g. 1 zeigt, besitzt die Gleichstromzerhacker-Schaltung nach dem Ausführungsbeispiel, welche mit einem einstellbaren Impuls-Pausen verhältnis einen Gleichstrommotor 22 mit Ankerwicklung 24 und Feldwicklung 26, der von einer Freilaufdiode 28 überbrückt wird, speist, einen Hauptthyristor 10, dem ein Umschwingkreis mit einer Reihenschaltung aus Kommutierungsdrossel 1026 und Kommutierungskondensator 14 parallelgeschaltet ist Der Umschwingkreis besitzt außerdem einen die Kommutierungsdrossel 1026 überbrückenden Löschthyristor 32 mit gleicher Durchlaßrichtung wie der Hauptthyristor 10. Die Kommutierungsdrossel 1026 ist als Sekundärwicklung eines Transformators ausgebildet, dessen Primärwicklung 102a in Reihe mit der Freilaufdiode 28 geschaltet ist
Wenn während des Betriebs der Hauptthyristor 10 nichtleitend ist, fließt ein Strom If, welcher beim Einschalten des Hauptihyristors 10 zu Null wird. Die Stromänderungen im Freilaufdiodenkreis induzieren Spannungen in der Primärwicklung 102a des Transformators sowie in der als Kommutierungsdrossel 1026 ausgebildeten Sekundärwicklung dieses Transformators. Diese induzierten Spannungen bewirken ein Ansteigen der im Kommutierungskondensator 14 gespeicherten elektrischen Ladung, wie das in der älteren DE- PS 23 48 952 vorgeschlagen ist
Beim Einschalten des Hauptthyristors 10 zum Zeitpunkt /=A, fließt zum Zeitpunkt to ein Verbraucherstrom Ib durch den Hauptthyristor, der dem Durchlaßstrom ίο entspricht Hierzu addiert sich der Umschwingkreisstrom Ic, der Zf .nächst einen Verlauf Ic\ mit einem Scheitelwert /cibaufweist (F i g. 3A und 3B). Der hieraus resultierende Thyristorstrom Is ist im schraffierten Bereich der F i g. 3C dargestellt.
Zum Zeitpunkt
fi = te=np'i]/CoLo,
welche die halbe Periodendauer der Resonanzfrequenz des aus der Kommutierungsdrossel 1026 und dem Kommutierungskondensator 14 gebildeten Umschwingkreises ist, wobei Co die Kapazität des Kommutierungskondensators 14 und Lo die Induktivität der Kommutierungsdrossel 1026 ist kehrt sich die Polarität des Umschwingkreisstromes um. Zu diesem Zeitpunkt fi wird der Hilfsthyristor 32 gezündet Der Kommutierungskondensator 14 entlädt sich in entgegengesetzter Richtung zur Durchlaßrichtung des Hauptthyristors 10 und es fließt ein Umschwingkreisstrom Ic mit einem Stromverlauf Ia, der den Hauptthyristor 10 im Zeitpunkt U löscht
Das in der F i g. 2 dargestellte Ersatzschaltbild für den Umschwingkreis zeigt verteilte Induktivität 98a und 986 im Umschwingkreis, der den Löschthyristor 32, den Kommutierungskondensator 14, die Kommutierungsdrossel 1026 und den Hauptthyristor 10 aufweist Die verteilten Induktivitäten 98a und 986 besitzen äußerst geringe Werte im Vergleich zur Induktivität der Kommutierungsdrossel 1026. Die verteilten Induktivitäten wirken zusätzlich so, daß sie den Einschaltstrom (dildt) begrenzen. In einigen Fällen ist es sogar ratsam, eine Drossel mit geringer Induktivität in den Stromkreis einzufügen, um den d/7df zu begrenzen. Wenn der Löschthyristor 32 im eingeschalteten Zustand ist, wird die Kommutierungsdrossel 1026 kurzgeschaltet und der Umschwingkreisstrom Ic (F i g. 3B) wird aufgrund der Resonanz, die sich um Kommutierungskondensator 14 und den verteilten Induktivitäten 98a und 986 ergibt, erzeugt. Der Wert der verteilten Induktivitäten ist bedeutend geringer als der der Kommutierungsdrossel 1026. Der Resonanzstrom Ic3 ist ein steil ansteigender Strom mit hohem Scheitelwert, wie das in der F i g. 3B dargestellt ist Der Kondensatorstrom Ia, welcher in
Sperrichtung des Hauptthyristors 10 fließt, kommutiert zum Zeitpunkt t=u, wenn der Strom lei den Wert -i0 erreicht Der Kondensatorstrom Ja wird daraufhin zum Zeitpunkt f=f5 zu Null, wie das in der Fig.3B dargestellt ist Demgemäß wird der Thyristorstrom Is= Ib+ Ic zum Zeitpunkt U zu Null, wie das aus den Fig.3B und 3C hervorgeht Der Hauptthyristor 10 ist im gelöschten Zustand. Befindet sich der Hauptthyristor 10 im gelöschten Zustand, fließt der Verbraucherstrom Ib weiterhin durch den Löschthyristor 32 und den Kondensator 14 und der Kommutierungskondensator 14 wird wiederum aufgeladen bis der Hauptthyristor 10 wiederum eingeschaltet wird und der gleiche im vorstehenden beschriebene Betriebsablauf sich wiederholt
Der Umschwingkreis Jc (Ic\ und Ic2) hat eine asymmetrische Strom-Zeit-Kurve, wie das in der F i g. 3B dargestellt ist Der Scheitelwert des Kondensatorstromes Ic2 in Sperrichtung des Hauptthyristors 10, welcher einen Teil des Resonanzstromes Ia bildet, darf einen größeren Wert aufweisen als der Scheitelwert ic \p des Stromes Ic ι in Durchlaufrichtung des Fauptthyristors, welcher äußerst klein sein kann. Dies beruht darauf, dnß der Strom /ei auch durch die Kommutierungsdrosse! 1026 fließt Der Scheitelwert des Resonanz-Stromes Ia in der Fig.3B ist äußerst groß. Dieser Scheitelwert/C3pbeträgt
Co
wobei Vco die Spannung des Kommutierungskondensators 14 bei Beginn der Resonanz, Lo die Kapazität des Kommutierangskondensators 14 und Ld der Wert der verteilten Induktivität 98a und 9Sb sind. Hieraus ergibt sich, daß bei einem konstanten Kapazitätswert Co und
beispielsweise für Ld= —— Lo (wobei Lo die
Induktivität der Kommutierungsdrossei 1026 ist) der Scheitelwert des Resonanzstromes das Zehnfache des Scheitelwsjrtes ic\P des Stromes /ei wird. Hieraus folgt, daß ein hoher Umschwingstrom tür Löschung des Hauptthyristors zur Verfügung steht
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Gleichstromzerhackerschaltung, welche einen von einer Freilaufdiode überbrückten Gleichstrommotor mit einem einstellbaren Impuls-Pausenverhältnis speist, mit einem Hauptthyristor, dem ein Umschwingkreis mit einer Reihenschaltung aus Kommutierungsdrossel und -kondensator parallel geschaltet ist, und mit einem die Kommutierungsdrossel überbrückenden Löschthyristor mit gleicher Durchlaßrichtung wie der Hauptthyristor, wobei die Kommutierungsdrossel als Sekundärwicklung eines Transformators ausgebildet ist, dessen Primärwicklung in den Freilaufdiodenzweig in Reihe mit der Freilaufdiode geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Löschthyristor (32) jeweils eine halbe Periodendauer der sich aus der Dimensionierung von Kommutierungsdrossel (tO2b) und -kondensator (14) ergebenden Resonanzfrequenz des Umschwingkreises nach Zündung des Hauptthyristors (10) gezündet ist
DE2448218A 1973-10-09 1974-10-09 Gleichstromzerhackerschaltung Expired DE2448218C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP48113442A JPS5063434A (de) 1973-10-09 1973-10-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2448218A1 DE2448218A1 (de) 1975-08-21
DE2448218C2 true DE2448218C2 (de) 1982-07-08

Family

ID=14612317

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2448218A Expired DE2448218C2 (de) 1973-10-09 1974-10-09 Gleichstromzerhackerschaltung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US3968420A (de)
JP (1) JPS5063434A (de)
DE (1) DE2448218C2 (de)
GB (1) GB1486586A (de)

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GB1486586A (en) 1977-09-21
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