AT222228B - Selbstschwingender Wechselrichter mit steuerbaren Halbleitergleichrichtern - Google Patents

Selbstschwingender Wechselrichter mit steuerbaren Halbleitergleichrichtern

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AT222228B
AT222228B AT277661A AT277661A AT222228B AT 222228 B AT222228 B AT 222228B AT 277661 A AT277661 A AT 277661A AT 277661 A AT277661 A AT 277661A AT 222228 B AT222228 B AT 222228B
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  Selbstschwingender Wechselrichter mit steuerbaren
Halbleitergleichrichtern 
Steuerbare Halbleitergleichrichter sind bekannt, z.   B.   aus der Zeitschrift Proceedings of the I. R.   E.   vom September 1956, Seiten 1174 ff. Diese Gleichrichter, die auch als Thyristoren bezeichnet werden, haben Eigenschaften, die mit denen von Thyratrons vergleichbar sind. Sie ermöglichen die Schaltung verhältnismässig grosser Ströme. 



   Im nichtleitenden Zustand ist der Thyristor in beiden Richtungen gesperrt, mit Ausnahme eines klei- nen Leckstroms von der Grössenordnung von einem oder wenigen Milliampere. Die Spannung, bei der der
Leckstrom unzulässig hoch wird und bzw. oder ein Durchschlag auftritt, ist verhältnismässig hoch und wurde   z. B.   für Siliziumthyristoren bereits bis zur Grössenordnung von einigen hundert Volt gebracht. 



   Der Thyristor lässt sich bereits durch einen kurzzeitigen schwachen Stromimpuls in nur einer Richtung leitend machen. Die zulässigen Ströme sind dabei hoch. Es gibt bereits Thyristortypen für Spitzenströme von 150 Ampere. Sogar bei grossen Strömen ist der Spannungsabfall über einem Thyristor gering,   d. h. in   der   Grössenordnung   von einem Volt im Vergleich zu demjenigen über einem Thyratron, der von der Grö- ssenordnung von 10 Volt ist. Die Verluste im Thyristor sind daher auch gering und eine Stromumformung mit Thyristoren kann somit bei erheblich   höheren Energie-und Spannungsniveaus   erfolgen, als bisher mit Hilfe von Transistoren möglich war. 



     Ein Thyristor wird wieder nichtleitend, wenn der hindurchgelassene Strom   unter einen niedrigen Grenzwert, den sogenannten Haltestrom, absinkt. Unterhalb dieses Wertes werden im Thyristor nicht länger eine genügende Anzahl von Ladungsträgern erzeugt, um seine typische Leitfähigkeit aufrechtzuerhalten. 



   Fig. l der Zeichnung zeigt links schematisch einen bekannten Typus eines steuerbaren Halbleitergleichrichters oder Thyristors, mit dem gleichen Bau wie ein Flächentransistor vom NPNP-Typ, bei dem der Emitter l vom N-Typ, die Basis 2 vom P-Typ und der sogenannte" hook -collector" 3 zwei Schichten vom N-bzw. P-Typ enthält. In bezug auf steuerbare Gleichrichter werden diese Elektroden auch anders bezeichnet,   z. B.   wird die Bezeichnung "Source" oder Quelle an   StellevonEmitter,"gate"oder   Tor statt Basis und "drain" oder Abfluss oder manchmal Anode statt Kollektor verwendet. In Ermangelung einer brauchbaren und allgemein anerkannten Terminologie werden jedoch nachstehend die Bezeichnungen Emitter, Basis oder Steuerelektrode und Kollektor benutzt. 



   Wechselrichter oder Spannungs- oder Stromumformer mit steuerbaren Halbleitergleichrichtem sind bekannt,   z. B.   aus der   Zeitschrift "Electronics" vom 28. März 1958, S. 52-55.   Die bisher beschriebenen Wechselrichter mit solchen Gleichrichtern enthalten jedoch irgendeine Quelle von Steuerimpulsen zur periodischen Zündung der Gleichrichter, mit andern Worten, sie sind nicht selbstschwingend. Der Gedanke, einen selbstschwingenden Wechselrichter mit steuerbaren Halbleitergleichrichtern zu bauen, liegt selbstverständlich auf der Hand, und eine entsprechende Bemerkung findet sich im angeführten Artikel aus "Electronics".

   Dort wird jedoch nur gesagt, dass ein durch eine Wechselspannungsquelle gesteuerter oder synchronisierter Wechselrichter durch Anwendung regenerativer Rückkopplung selbstschwingend gemacht werden kann ; eine konstruktive Lösung wird nicht gegeben. 



   Bei einem Wechselrichter ist es erforderlich, den Thyristor wechselweise und mit einer gewissen Periodizität aus dem nichtleitenden in den leitenden Zustand zu bringen und umgekehrt. 



   Weil es unmöglich ist, den Strom durch einen gezündeten Thyristor zu unterbrechen, bevor er von 

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 selbst erlischt, stellt die Anwendung des bekannten Prinzips der regenerativen Rückkopplung mehrere Pro- bleme. 



   Erstens ist ein Halbleitergleichrichter oder Thyristor kein Verstärkerelement, mit dem sich eine üb- liche selbstschwingende Schaltung dadurch erzielen lässt, dass eine regenerative Rückkopplung auf einen   Verstärker   mit einer Leerlaufverstärkung von mehr als eins angewendet wird. Bei einem Thyristor muss man anders verfahren und aus den Strom- oder Spannungsänderungen im Ausgangskreis eine Impulsreihe mit einem in bezug auf diese Änderungen bestimmten Phasenverhältnis ableiten. 



   Zweitens soll dieses Phasenverhältnis die Tatsache berücksichtigen, dass der Thyristor infolge von 
 EMI2.1 
 sekunden. In der Praxis wird sie auch durch die Schaltung und weitere Betriebsverhältnisse mitbestimmt, so dass es sich empfiehlt, an Hand von Messungen in einem bestimmten Kreis festzustellen, wieviel Zeit. zwischen dem Zeitpunkt verläuft, in dem der Thyristor nichtleitend werden würde, wenn seine Ausschalti zeit Null wäre, und dem Zeitpunkt, von dem an er effektiv gesperrt ist.

   Diese Ausschaltzeit beschränkt nicht nur die Arbeitsfrequenz, sondern zwingt auch, dafür Sorge zu tragen, dass nicht unnötig viele freie
Ladungsträger in die Basiszone kurz vor dem Augenblick injiziert werden, in dem der Thyristor erlöschen muss ; die Zündspannung muss somit die Form eines kurzen scharfenimpulses aufweisen, dessen Charakter sich von demjenigen des während einer halben Periode hindurchgelassenen Stromes stark unterscheidet und der hinreichend lange vor dem Augenblick, in dem der Thyristor erlöschen muss, beendet sein muss. 



   Drittens will man natürlich die Einschaltverluste und somit die Energie, die in Form dieser Zünd- impulse verlorengeht, möglichst beschränken. Die Amplitude dieser Impulse soll deshalb nicht unnötig hoch gewählt werden und sie müssen möglichst kurz sein. 



   Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen selbstschwingenden Wechselrichter mit mindestens einem steuerbaren Halbleitergleichrichter und einem induktive und kapazitive Elemente enthaltenden
Ausgangskreis, der über den Gleichrichter von einer Quelle der umzuwandelnden Spannung angestossen wird und die Arbeitsfrequenz des Wechselrichters mitbestimmt. Die Erfindung bezweckt, einen besonders einfachen und zufriedenstellenden Wechselrichter dieses Typus zu schaffen. 



   Der Wechselrichter nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sein Ausgangskreis mit einer
Last, durch die er unterkritisch gedämpft wird, und über ein Übertragungselement mit einer rechteckigen
Hysteresisschleife mit dem Kreis der Steuerelektrode des Gleichrichters gekoppelt ist, wobei die Anord- nung derart getroffen ist, dass nach jedem Nulldurchgang des Stromes durch ein reaktives Element des
Ausgangskreises das Übertragungselement mit einer einstellbaren Verzögerung aus dem einen Polarisa- tionszustand in den entgegengesetzten Polarisationszustand umklappt, wodurch Impulse erzeugt werden, die der Steuerelektrode des Gleichrichters als Zündimpulse zugeführt werden. 



   Vorzugsweise besteht das Übertragungselement aus einem Kern aus einem ferromagnetischen Material, der mit einer mit dem Ausgangskreis gekoppelten Primärwicklung und einer mit der Steuerelektrode des
Gleichrichters verbundenen Sekundärwicklung versehen ist. Mittels eines solchen Elementes lässt sich die
Phase des Zündimpulses leicht ändern,   z. B.   durch die Wahl eines ferromagnetischen Materials mit der gewünschten Koerzitivkraft, mit Hilfe einer Vormagnetisierung oder eines mit dem Übertragungselement gekoppelten Kreises mit bestimmter Zeitkonstante. Ausserdem sind die durch ein solches Element erzeug- ten Impulse hinreichend kurz und scharf und von praktisch konstanter Amplitude. 



   Das Übertragungselement kann auch aus einem Kondensator bestehen, dessen Dielektrikum ein ferro- elektrisches Material, zum Beispiel Bariumtitanat, enthält. 



   Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der   Fig. 1   zwei schema- tische Darstellungen eines steuerbaren   Halbleitergleichrichters   zeigt. In Fig. 2 ist das elektrische Schalt- bild einer ersten Ausführungsform dargestellt. Die Fig. 3 und 4 sind Diagramme zur Erläuterung der Ar- beitsweise dieser Ausführungsform. Die Fig. 5 und 6 sind Schaltbilder zweier weiterer Ausführungsformen. 



   Fig. 7 ist ein Diagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise des Ausführungsbeispieles nach Fig. 6. 



     Fig. 1   zeigt rechts ein allgemein   übliches Symbol zur Darstellung   eines steuerbaren Halbleitergleich- richters oder Thyristors. Der Emitter   1,   der   z. B.   vom N-Typ sein kann, ist als die Kathode einer Diode dargestellt. Die Steuerelektrode oder Basis 2,   z. B.   vom P-Typ, ist durch den mit einem Pfeil versehe- nen Schrägstrich dargestellt und der "hook collector" 3, der z. B. aus einerN-SchichtundeinerP-Schicht besteht, ist als die Anode einer Diode dargestellt. 



   Eine erste Ausführungsform des selbstschwingenden Wechselrichters mit einem steuerbaren Halblei-   tergleichrichter   nach der Erfindung ist in Fig. 2 schematisch dargestellt. Eine Gleichstromquelle 4 mit 

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 einer Plus- und einer Minusklemme ist an die Reihenschaltung eines Halbleitergleichrichters oder Thyristors 5 und eines Ausgangskreises angeschlossen, der eine Selbstinduktion 6 und einen Belastungswiderstand 8 enthält, der mit einem Kreis 7, bestehend aus induktiven und kapazitiven Elementen 9 bzw. 



  10 gekoppelt ist. Die Reihenschaltung der Selbstinduktion 6 und des Kreises 7, mit dem die Last 8 gekop- 
 EMI3.1 
 in dem Augenblick angestossen werden kann, in dem der Thyristor mittels seiner Steuerelektrode leitend gemacht wird. In Reihe mit dem Kondensator 10 liegt eine Wicklung 11. Diese Wicklung ist auf einem
Kern aus einem ferromagnetischen Material mit einer Hysteresisschleife rechteckiger Gestalt, z. B. aus
Ferroxcube, vorgesehen.

   Dieser Kern 12 trägt eine zweite Wicklung 13, die zwischen dem Emitter und der Steuerelektrode des Thyristors 5 angeschlossen ist, derart, dass einen Augenblick nach einem Null- durchgang des den aus dem Kondensator 10 und der Wicklung 11 bestehenden Zweig des Ausgangskreises durchfliessenden Stromes, der Kern 12 mit einer bestimmten Verzögerung aus dem einen in den entgegen- gesetzten Polarisationszustand umklappt und einen Impuls in der Wicklung 13 erzeugt. Dieser Impuls be- wirkt, dass der Thyristor 5 erneut leitend wird. 



   Um den Selbstanlauf des Wechselrichters zu bewirken, ist ein von einem Widerstand 15 überbrückter
Kondensator 14 zwischen Emitter und Kollektor des Thyristors geschaltet. Der Widerstand 15 lässt nur einen sehr kleinen Gleichstrom durch, während im Augenblick, in dem der Wechselrichter mit den Klemmen der Quelle 4 verbunden wird, ein Spannungsimpuls über den Kondensator 14 an den Ausgangskreis gelegt wird und diesen Kreis zum ersten Male anstösst. Der Widerstand 15 dient zur Entladung des Kondensators 14 beim Wiederausschalten des Wechselrichters. 



   Die Diagramme der Fig. 3 und 4 sollen zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 dienen. Der Ausgangskreis mit der Induktanz 6 und dem Kreis 7 hat induktiven Charakter. Beim Einschalten des Wechselrichters wird der Ausgangskreis 6,7 durch den Spannungssprung, der ihm über den Kondensator 14 zugeführt wird, angestossen, weil der Ladestrom des Kondensators 14 über dem Kreis 7 einen Spannungsabfall erzeugt, wodurch das kapazitive Element 10 durch einen Strom, der über die Wicklung 11 fliesst, aufgeladen wird. Dieser Strom bewirkt ein Umspringen des Kernes 12 aus einem ersten in einen zweiten magnetischen Polarisationszustand, wobei ein Impuls in der Wicklung 13 auftritt. Durch diesen Impuls wird der Thyristor 5 zum ersten Male leitend gemacht, so dass der Strom durch den Ausgangskreis 6-10 weiter zunehmen kann.

   Wäre der Kreis 7 durch den Widerstand 8 sehr stark gedämpft,   z. B.   praktisch kurzgeschlossen, würde der von der Quelle 4 durch die Anordnung getriebene Strom etwa linear zunehmen, wie durch die Kurve I der Fig. 3 dargestellt wird. Bei etwas geringerer Dämpfung des Kreises 7 macht sich der Einfluss des kapazitiven Elementes 10 dieses Kreises bemerkbar ; nach der Aufladung des Kondensators 10 über die Induktivität 6 wird die weitere Zunahme des Gesamtstromes zusätzlich durch die Induktivität des Kreises 7 gebremst, so dass die Stromzunahme beim Einschalten etwa den Verlauf   der Kurve 11 der Fig. 3   aufweist.

   Für einen kritischen Wert des Widerstandes 8 nimmt der Strom durch den Belastungskreis zunächst zu, stösst dabei den Schwingungskreis 7 an und erreicht einen Höchstwert, um dann infolge der Eigenschwingung dieses Kreises wieder auf den Wert Null herabzufallen und schliesslich wieder mit geringerer Steilheit zuzunehmen, wie die Kurve III der Fig. 3 zeigt. Wäre der Kreis 6,7 völlig unbelastet bzw. ungedämpft, was praktisch nicht realisierbar ist, so würde der Strom durch diesen Kreis nach einem ersten, den Schwingungskreis 7 erregenden Stoss sinusförmig verlaufen, wie durch die Kurve V der Fig. 3 dargestellt wird, falls der Thyristor 5 nach seiner ersten Zündung in beiden Richtungen leitend bleiben würde.

   Der Thyristor 5 erlischt jedoch beim ersten Nulldurchgang dieses Stromes und kurz danach bewirkt der durch die Wicklung 11 fliessende Umladestrom des Kondensators 10 das Umspringen des Kernes 12 in seinen ersten magnetischen Polarisationszustand. Der dabei durch die Wicklung 13 erzeugte Impuls ist von umgekehrter Polarität wie der erste Zündimpuls und vermag nicht den Thyristor 5 wieder leitend zu machen. Der Zirkulationsstrom im freischwingenden Kreis 7 kehrt nach einiger Zeit seine Richtung um, wobei der Kern 12 wieder in seinen zweiten magnetischen Polarisationszustand umspringt und dabei einen Impuls erzeugt, der den Thyristor 5 wieder zündet usw. Durch den Ausgangskreis 6,7 fliesst somit ein pulsierender   Gleichstrom ; im   Belastungskreis 7 hingegen ein annähernd sinusförmiger Zirkulationsstrom, also ein Wechselstrom.

   Um die Wirkung des Wechselrichters zu gewährleisten, muss die effektive Induktanz der Wicklung 9 möglichst gross und wenigstens grösser als das ir fache der Induktanz 6 sein und bei Belastung noch grösser. Weiter muss der Belastungswiderstand 8 so bemessen werden, dass der Kreis 6,7 unterkritisch gedämpft wird, so dass die Änderungen des diesen Kreis durchfliessenden Stromes eine der Form der Kurve IV der Fig. 3 ähnliche Gestalt annehmen, die zwischen den Formen der Kurven III und V liegt. 



   In Fig. 4 ist wiederum der Verlauf des Stromes durch denKreis 6, 7 in Abhängigkeit von der Zeit dar- 

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   gestellt, wobei angenommen wird, dass dieser Kreis unterkritisch gedämpft ist und dass der Thyristor 5 regelmässig und jeweils mit einer geeigneten Phase wieder leitend wird. Im Zeitpunkt tl ist der Thyristor 5 eben wieder leitend geworden, wodurch die Zunahme des Stromes ik durch den Kreis 6,7 auf einmal viel steiler wird, wie durch die Kurve K dargestellt ist. Die Kurve G in Fig. 4 stellt den Strom ig durch den Thyristor 5 dar. Wenn der Strom ik wieder abnimmt und Null wird, wird auch der Strom ig durch den Thyristor gleich Null und dieser Thyristor erlischt.

   Der Strom ik schwingt jedoch weiter und im Zeitpunkt t klappt der Kern 12 aus dem einen Polarisationszustand in den entgegengesetzten um, so dass über der Wicklung 13 ein Impuls erzeugt wird. Dieser Impuls it ist jedoch negativ, so dass der Thyristor 5 dennoch gesperrt bleibt. Im Zeitpunkt !,, nach einem zweiten Nulldurchgang des Stromes ik, klappt der Kern 12 wiederum in seinen ersten Polarisationszustand um und erzeugt dabei einen positiven Impuls, durch den der Thyristor 5 in den leitenden Zustand gebracht wird. 



  Im vorstehend beschriebenen Wechselrichter mitnur einem Thyristor besteht keine Gefahr einer Rück- zündung : nachdem der Strom durch den Thyristor im Zeitpunkt tl' (Fig. 4) auf etwa Null abgesunken ist, liegt die Spannung über ihm während einer vollen Halbperiode t'-t'in der Rückwärtsrichtung. Diese Zeit genügt reichlich zum Verschwinden der im Thyristor im Zeitpunkt t'noch vorhandenen freien Ladungsträger. 



  Ganz anders steht die Sache bei einem Wechselrichter mit mehreren, wechselweise leitenden Thyristoren. Bei solchen Wechselrichtern darf jeder Thyristor meistens nicht gezündet werden, bevor der Thyristor, der gerade vorher leitend war, effektiv völlig gesperrt ist, d. h. nicht bevor der grössere Teil der in diesem Thyristor gespeicherten freien Ladungsträger aus ihm verschwunden sind. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, jeden Thyristor erst mit einer bestimmten Mindestverzögerung in bezug auf den Zeitpunkt, in dem der Strom durch den vorhergehenden Thyristor aufhört, zu zünden. 



  Fig. 5 zeigt das Schaltbild einer zweiten Ausführungsform des Wechselrichters nach der Erfindung. 



  Diese Ausführungsform enthält zwei über der Spannungsquelle 4 in Reihe geschaltete Thyristoren 5 und 5', die wechselweise leitend gemacht werden. Der Ausgangskreis des Wechselrichters enthält wiederum eine Induktanz 6 und einen Kreis 7, der aus einer Induktanz 9 und einem Kondensator 10 besteht. Ein Belastungswiderstand 8 ist mittels einer mit der Induktanz 9 gekoppelten Wicklung 9'mit dem Ausgangskreis 6,7 gekoppelt. In Reihe mit dem Kondensator 10 sind im kapazitiven Zweig des Kreises 7 zwei Wicklungen 11 und 11'geschaltet. Jede der Wicklungen 11 und 11" ist auf einem Kern 12 bzw. 12'aus einem ferromagnetischen Material mit einer Hysteresisschleife mit rechteckiger Gestalt angeordnet. Jeder Kern trägt auch eine Wicklung 13 bzw. 13', die zwischen dem Emitter und der Steuerelektrode des Thyristors 5 bzw. 5'geschaltet ist.

   Jeder Kern trägt weiter eine dritte Wicklung 16 bzw. 16', welche beiden Wicklungen miteinander in Reihe und in entgegengesetzten Richtungen über einer Gleichstromquelle geschaltet sind. Diese Quelle ist einfach dadurch von der Quelle 4 abgeleitet, dass eine der Klemmen dieser Quelle über die Reihenschaltung der Wicklungen 16 und 16'und einer Entkopplungsdrosselspule 19 mit der entsprechenden Eingangsklemme des Wechselrichters verbunden ist. Schliesslich ist der Ausgangskreis durch zwei Kondensatoren 20 und 20'geschlossen, die mit dem Kollektor des Thyristors 5 bzw. mit dem Emitter des Thyristors 5'verbunden sind, während ein Glättungskondensator 21 die Reihenschaltung dieser zwei Thyristoren überbrückt. 



  Man könnte auch nur einen der zwei Kondensatoren 20 und 20'verwenden und den andern einfach fortlassen. Dadurch wird jedoch die Symmetrie der Schaltung gestört und der Effektivwert des einem bestimmten Höchstspitzenwert der von der Quelle 4 gelieferten Stromimpulse entsprechenden Wechselstromes durch den Belastungswiderstand 8 herabgesetzt. Die Ersparung eines Kondensators ist jedoch gerechtfertigt, wenn die Gleichstromquelle einmal je Periode verhältnismässig hohe Stromspitzen liefern kann.   
 EMI4.1 
 



   Es dürfte einleuchten, dass, wenn   z. B.   der Thyristor   5'und   der Kondensator 20'fortgelassen wären, die Schaltung nach Fig. 5 in der gleichen Weise wie die Schaltung nach Fig. 2 arbeiten würde, mit dem Unterschied, dass der Belastungskreis auch den Reihenkondensator 20 enthält, der über den Thyristor 5 aufgeladen wird. Der Thyristor 5'dient jetzt zum Entladen des Kondensators während der Periode, in der der Gleichrichter 5 nicht leitend ist, und das gleiche gilt in bezug auf den Kondensator 20', der über den Thyristor 5'aufgeladen und über den Thyristor 5 entladen wird. Die Schaltungsanordnung nach Fig. 5 wirkt somit im Prinzip wie eine   Reihengegentaktausgangsschaltung.   Von den Wicklungen 13 und 13' werden positive Zündimpulse wechselweise den Steuerelektroden der Thyristoren 5 bzw. 5'zugeführt. 



   Der die Wicklungen 16 und 16'durchfliessende Strom bewirkt eine Vormagnetisierung in umgekehrten Richtungen der Kerne 12 und 12', und diese Vormagnetisierung lässt sich durch die Wahl der Win- 

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 EMI5.1 
 

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   Das dritte Diagramm der Fig. 7 stellt Zündstromimpulse it über der Wicklung 13 dar. Die negativen
Impulse haben keinen Einfluss auf den Zustand des Thyristors 5, aber entsprechen positiven Impulsen über der Wicklung 13', die eine periodische Zündung des Thyristors 5'bewirken. 



   Das vierte Diagramm der Fig. 7 stellt   die Ströme 15   und   15'durch   die Thyristoren 5 und 5'dar, wobei ein Strom in der Vorwärtsrichtung durch den Thyristor 5 nach oben und ein Strom in der Vorwärtsrichtung durch den Thyristor   5'nach   unten dargestellt ist. Die Leitungsperioden sind dabei durch   Tl   und die Ver- zögerungszeiten durch T2 angegeben. 



   Schliesslich wird die Spannung    V   über dem Belastungswiderstand 8 im letzten Diagramm der Fig. 7 dargestellt. Diese Spannung verläuft nahezu sinusförmig infolge der Schwungradwirkung des unterkritisch belasteten Ausgangskreises. Die Wiederholungsperiode der Nulldurchgänge des Stromes durch diesen Kreis ist somit gleich der Summe der Leitungsperiode Tl und der Verzögerungszeit T2 und auch einer Halbpe- riode T der mehr oder weniger sinusförmigen Spannung über dem Belastungswiderstand 8. 



   Sowohl im Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 als in dem nach Fig. 6 wird jeder Thyristor 5 bzw. 5'erst mit einer bestimmten Verzögerung   t-tbzw.t-t (Fig. 7) gezündet,   nachdem der Strom durch den andern Thyristor wieder etwa gleich Null geworden ist. Diese Verzögerung muss in der betreffenden
Schaltung grösser sein als die Ausschaltzeit der verwendeten Thyristoren. 



   Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 lässt sich dieser Mindestwert der Verzögerung durch die Wahl der Windungszahl der Wicklungen 11 und   11'und   bzw. oder durch die Vormagnetisierung der Kerne 12 und 12'beeinflussen, während das Verhältnis zwischen den Windungszahlen der Wicklungen 11 und 13 bzw.   11'und 13'die   Amplitude der Zündimpulse beeinflusst. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 wird die Vormagnetisierung hinsichtlich der Verzögerung durch die Zeitkonstante des Kreises 11, 22, 23, 24 oder   24'bzw.   24 und 24'ersetzt. 



   Im ersten Diagramm der Fig. 7 ist die Verzögerung zwischen dem Erlöschen des Thyristors 5 und dem
Zünden des Thyristors    5'gleich t2-tl   und die gleich grosse Verzögerung zwischen dem Erlöschen des Thy- ristors   5'und   dem Zünden des Thyristors 5 gleich   t4 -ta.   Wäre diese Verzögerung kürzer als die Ausschalt- zeit der verwendeten Thyristoren, so könnte unter Umständen eine Rückzündung des Thyristors 5 bzw. 5' in einem Zeitpunkt erfolgen, in dem der andere Thyristor bereits leitend ist. Dies würde einen Kurz- schluss der Quelle 4 über die in Reihe geschalteten Thyristoren herbeiführen, wodurch diese Thyristoren zerstört werden könnten. 



   Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 nimmt der abnehmende Entlade-bzw. Aufladestrom des Kon- densators 24 im Zeitpunkt    tl   bzw.    ta'in   dem der Thyristor 5 bzw. 5'erlischt, plötzlich wieder zu. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Selbstschwingender Wechselrichter mit mindestens einem steuerbaren Halbleitergleichrichter und einem induktive und kapazitive Elemente enthaltenden Ausgangskreis, der über den Gleichrichter von einer Quelle der umzuwandelnden Spannung angestossen wird und die Arbeitsfrequenz des Wechselrichters mitbestimmt, dadurch gekennzeichnet, dass sein Ausgangskreis mit einer Last, durch die er unterkritisch gedämpft wird, und über ein Übertragungselement mit einer rechteckigen Hysteresisschleife mit dem
Kreis der Steuerelektrode des Gleichrichters gekoppelt ist, wobei die Anordnung derart getroffen ist, dass nach jedem Nulldurchgang des Stromes durch ein reaktives Element des Ausgangskreises das Übertragungs- element mit einer einstellbaren Verzögerung aus dem einenPolarisationszustand in den entgegengesetzten
Polarisationszustand umklappt,

   wodurch Impulse erzeugt werden, die der Steuerelektrode des Gleichrich- ters als Zündimpulse zugeführt werden.

Claims (1)

  1. 2. Wechselrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement aus einem Kern aus ferromagnetischem Material besteht, der mit einer mit dem Ausgangskreis gekoppelten Primärwicklung und einer zwischen der Steuerelektrode und der Emitterelektrode des Gleichrichters geschalteten Sekundärwicklung versehen ist.
    3. Wechselrichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erwähnte Kern mit einer dritten Wicklung versehen ist, die an einer Gleichstromquelle liegt, wodurch der Kern vormagnetisiert werden kann und die Verzögerung der durch Umklappen dieses Kernes erzeugten Impulse in bezug auf die Nulldurchgänge des Stromes durch das erwähnte Element des Ausgangskreises verändert werden kann.
    4. Wechselrichter nach Anspruch 2, bei dem zwei gesteuerte Gleichrichter miteinander in Reihe und in der gleichen Durchlassrichtung über der Quelle der umzuwandelnden Spannung liegen und der Ausgangskreis zwischen dem gemeinsamen Punkt der zwei Gleichrichter und dieser Spannungsquelle geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern zwei Steuerwicklungen trägt, je eine für jeden der Gleichrichter, <Desc/Clms Page number 7> und mittels einer Wicklung erregt wird, die in einen Kreis geschaltet ist, der die Reihenschaltung eines Widerstandes, eines Kondensators und einer Induktanz enthält und zwischen dem gemeinsamen Punkt der beiden Gleichrichter und der Spannungsquelle geschaltet ist.
    5. Wechselrichter nach Anspruch 3, bei dem zwei gesteuerte Gleichrichter miteinander in Reihe und in der gleichen Durchlassrichtung über der Quelle der umzuwandelnden Spannung liegen und der Ausgangskreis zwischen dem gemeinsamen Punkt der beiden Gleichrichter und dieser Spannungsquelle geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Gleichrichter mit Hilfe eines gesonderten Kernes gesteuert wird, wobei jeder Kern mit einer im Ausgangskreis liegenden Erregerwicklung und mit einer Vormagnetisierungswicklung versehen ist.
    6. Wechselrichter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregerwicklung des Kernes in Reihe mit der erwähnten Induktanz über den erwähnten Kondensator an einer Klemme der Spannungsquelle der umzuwandelnden Spannung und über einen zweiten Kondensator an der ändern Klemme dieser Spannungsquelle liegt.
    7. Wechselrichter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangskreis zwei Kondensatoren enthält, die mit dem Emitter des einen bzw. mit dem Kollektor des andem der in Reihe geschalteten Gleichrichter verbunden sind.
AT277661A 1960-04-08 1961-04-06 Selbstschwingender Wechselrichter mit steuerbaren Halbleitergleichrichtern AT222228B (de)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1223457B (de) * 1963-10-24 1966-08-25 Licentia Gmbh Selbstgefuehrter und selbsterregter Speicherwechselrichter in Reihenschaltung
US3305794A (en) * 1963-09-30 1967-02-21 Licentia Gmbh Control rectifier inverter with resonant circuit and a choke
DE1271817B (de) * 1963-03-18 1968-07-04 Asea Ab Selbstgefuehrter Reihenwechselrichter

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