<Desc/Clms Page number 1>
Zwangskommutierungsschaltung eines elektronischen Wechselrichterbrückenzweiges Wechselrichterbrückenzweige (Polwechslerschaltungen), aus denen ein- oder mehrphasige elektronische Wechselrichter aufgebaut werden können, beinhalten immer zwei in Serie geschaltete Hauptschaltelemente, die die Ausgangsklemme an den einen oder andern Speisespannungsanschluss schalten können. Wird von den Brückenzweigen verlangt, dass sie auch induktive oder generatorische Last zu jedem beliebigen Zeitpunkt ein- und ausschalten können, so müssen Rückstromdioden hinzugefügt werden und bei Verwendung von Schaltelementen mit Thyratroncharakteristik, in erster Linie gesteuerte Halbleitergleichrichter (Thyristoren), Zwangskommutierungsschaltungen für jedes Hauptschaltelement vorgesehen werden.
Der grösste Teil der bekannten Schaltungen, die diese Forderungen erfüllen, sind so aufgebaut, dass ein Löschthyristor im gewünschten Ausschaltzeitpunkt einen geladenen Löschkondensator an den entsprechenden Hauptthyristor legt. Die Energierücklieferung in die Stromquelle wird durch zwei den Hauptthyristoren antiparallelgeschalteten Dioden ermöglicht. Die Löschthyristoren führen in den bekannten Schaltungen Stromstösse, die den Laststrom wesentlich übersteigen, auch wird in den meisten Schaltungen dem Laststrom im Hauptthyristor noch zusätzlich ein Kondensatorumladestrom in der gleichen Grössenordnung überlagert. Dies verlangt für beide Thyristorgruppen entsprechend reichlich dimensionierte Typen. Die Rückstromdioden ihrerseits verhindern das Auftreten einer Sperrspannung an den Hauptthyristoren und verlängern damit deren Freiwerdezeit wesentlich.
Bekannte Schaltungen mit normalen Drosseln zwischen den Thyristoren führen zu Überspannungs- oder Freilaufstromproblemen.
EMI1.1
<Desc/Clms Page number 2>
mindestens einer Wicklung enthält, dessen Hauptwicklung zwischen dem Verbindungspunkt der beiden Hauptschaltelemente und dem Verbindungspunkt beider Löschschaltungen eingeschaltet ist, wobei entweder die beiden Sperddioden oder die beiden Löschkondensatoren direkt am Verbindungspunkt der Löschschaltungen angeordnet sind, so dass im letzteren Fall eine Induktivität für beide Löschschaltungen herangezogen wird.
Das erste sättigbare Bauelement, ein sättigbarer Transformator, ermöglicht eine durch eine entsprechende Wahl des Übersetzungsverhältnisses festgelegte, im Löschzeitraum am Hauptthyristor liegende Sperrspannung und begrenzt auch in gleicher Weise die nach der Löschung wiederkehrende Überspannung in Durchlassrichtung.
Das zweite magnetisch sättigbare Bauelement ermöglicht die Löschung beider Hauptthyristoren mit nur einer einzigen sättigbaren Drossel. In einer Variante, in der die Löschkondensatoren in der Mitte der Serienschaltung liegen, ist auch nur eine einzige Umschwingdrossel für beide Umschwingkreise notwendig. Beide magnetisch sättigbaren Bauelemente werden vorzugsweise durch zusätzliche Wicklungen in geeigneter Polarität vormagnetisiert.
Die in Fig. 1 gezeigte erfindungsgemässe Schaltung enthält die Hauptthyristoren--1, 2--, die
EMI2.1
und die Hilfsthyristoren-18, 19--.
Sind beide Hauptthyristoren-1, 2- gesperrt, so fliesst bei induktiver Last z. B. der Strom aus der Speisespannungsklemme--21--über die Rückstromdiode--4--und die Primärwicklung --5-- aus der Ausgangsklemme --22-- in die Last, wodurch der sättigbare Transformator in der Sättigung gehalten wird. Wird angenommen, dass der Löschkondensator-12-auf die volle Höhe der Speisespannung geladen ist, so hält er die Spannung durch die Wirkung der Sperrdiode-13-auch dann, wenn der Hauptthyristor--l--gezündet wird.
Der Laststrom wird nun vom Hauptthyristor--l--aus der Speisespannungsklemme--20--der Last zugeführt und der sättigbare Transformator entsättigt oder besser durch zusätzliche Massnahmen in der negativen Sättigung gehalten.
EMI2.2
beiden Sperrdioden--13, 14-- um fast die volle Betriebsspannung positiver als diese wird. Nach diesem Umschwingen wird der Hilfsthyristor--18--durch die Stromumkehr gelöscht.
Die sättigbare Drossel die bisher entsättigt oder besser durch zusätzliche Massnahmen in negativer Sättigung gehalten wurde, wird jetzt nach Ablauf ihrer maximalen Spannungszeitfläche in positive Sättigung
EMI2.3
--12-- überStromfluss durch die Primärwicklung der vorhergehenden Magnetisierung entgegenwirkt, kann während der maximalen Spannungszeitfläche des Transformators dieser wie ein normaler Transformator arbeiten ; und die Spannung an der Primärwicklung --5-- ist gleich dem Übersetzungsverhältnis von
EMI2.4
positiv gesättigt wird. Nachdem die Löschkondensatorspannung durch Null geht, wird der Transformator wieder entsättigt. Der Laststrom ladet den Löschkondensator --12-- weiter um bis die volle Speisespannung in der ursprünglichen Polarität erreicht ist.
Dann fliesst kein Strom mehr durch die sättigbare Drossel und diese entsättigt sich bzw. nimmt wieder die negative Vormagnetisierung ein. Der Laststrom wird wieder von der Rückstromdiode--4--übernommen und treibt den sättigbaren Transformator in die negative Sättigung, womit der Ausgangszustand wieder erreicht ist.
Der Löschkondensator --15-- wird nach jedem Umschwingen nachgeladen, hat aber sonst keinen Einfluss in der beschriebenen Polarität. Da die Schaltung völlig symmetrisch ist, verlaufen die Vorgänge bei der andern Polarität, d. h. bei Zünden und Löschen des Hauptthyristors--2-, in
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
Magnetisierung der sättigbaren Drossel und des sättigbaren Transformators.
Fig. 2 zeigt eine vereinfachte Variante gleicher elektrischer Funktion mit dem Unterschied gegen die in Fig. 1 gezeigte Schaltung, dass durch Vertauschen der Sperrdioden--13 bzw. 14--mit den
EMI3.2
und 10-eingespart,PATENTANSPRÜCHE :
1. Zwangskommutierungsschaltung eines elektronischen Wechselrichterbrückenzweiges mit zwei Hauptschaltelementen (1, 2) mit Thyratroncharakteristik, vorzugsweise Thyristoren, zwei Löschschaltungen, die je aus einer Parallelschaltung eines Löschkondensators (12 bzw. 15) mit einer Serienschaltung eines Hilfsthyristors (18 bzw. 19) und einer Induktivität (16 bzw. 17) und aus einer weiteren, in Serie mit dieser Parallelschaltung liegenden Sperrdiode (13 bzw.
14) bestehen und zwei Rückstromdioden (3, 4), dadurch gekennzeichnet, dass einerseits ein magnetisch sättigbares Bauelement mit mindestens zwei Wicklungen (5, 6) verwendet wird, dessen eine Hauptwicklung (5) zwischen dem Verbindungspunkt der Hauptschaltelemente (1, 2) und dem Verbindungspunkt der Rückstromdioden (3, 4) liegt, dessen zweite Hauptwicklung (6) entweder zwischen den Verbindungspunkten zweier aus vier Hilfsdioden (7, 8 und 9, 10) bestehenden Serienschaltung, die in Sperrichtung an der Speisespannungsquelle liegt oder zwischen dem Verbindungspunkt einer aus zwei Hilfsdioden (7, 8) bestehenden Serienschaltung und einer Mittenanzapfung der Speisespannungsquelle eingeschaltet ist und anderseits ein magnetisch sättigbares Bauelement mit mindestens einer Wicklung (11) enthält, dessen Hauptwicklung (11)
zwischen dem Verbindungspunkt der beiden Hauptschaltelemente (1, 2) und dem Verbindungspunkt der beiden Löschschaltungen (12, 13, 16, 18 bzw.
14, 15, 17, 19) eingeschaltet ist, wobei entweder die beiden Sperrdioden (13, 14) oder die beiden Löschkondensatoren (12, 15) direkt am Verbindungspunkt der Löschschaltungen angeordnet sind, so dass im letzteren Fall eine Induktivität (16) für beide Löschschaltungen herangezogen wird.
EMI3.3