DE2448218C2 - Gleichstromzerhackerschaltung - Google Patents
GleichstromzerhackerschaltungInfo
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS 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
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/10—Conversion 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
- H02M3/125—Conversion 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
- H02M3/135—Conversion 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
- H02M3/137—Conversion 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
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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)
- 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
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP48113442A JPS5063434A (de) | 1973-10-09 | 1973-10-09 |
Publications (2)
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DE2448218A1 DE2448218A1 (de) | 1975-08-21 |
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Family Applications (1)
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-
1974
- 1974-10-02 GB GB42764/74A patent/GB1486586A/en not_active Expired
- 1974-10-04 US US05/512,323 patent/US3968420A/en not_active Expired - Lifetime
- 1974-10-09 DE DE2448218A patent/DE2448218C2/de not_active Expired
Also Published As
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