Schutzeinrichtung an einem Stromrichter in Gleichrichterbrückenschaltung mit Halbleiterventilen Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzein richtung bei einem Stromrichter in Gleichrichter brückenschaltung, die in den Zweigen der Brücken schaltung mit Halbleiterventilen auf der Basis eines Halbleiters, z. B. nach Art von Germanium oder Silizium oder einem ähnlichen Halbleiter, arbeiten.
Bei diesen muss Vorsorge getroffen werden, dass durch die insbesondere beim übergang der Ventile in die Sperrphase auftretende grosse Stromänderungs- geschwindigkeit zufolge des Trägerstaueffektes an den einzelnen Ventilen keine unzulässig hohen Spannungen auftreten, die eventuell zu einer Ge fährdung der Ventile führen können.
Nach der Erfindung wird für diese Zwecke eine neuartige Schaltung vorgeschlagen, deren Weisen darin besteht, d@ass bei denn eingangs genannten Strom richter der zur Steuerung der von ihm gelieferten Ausgangsleistung bzw.
Spannung in zwischen den Gleichstrompolen benachbarten Brückenzweigen in Reihe mit der entsprechenden Ventilanordnung eine steuerbare Regeldrossel aufweist, wobei die steuer baren Drosseln zweier zwischen den Gleichstrom polen benachbarter Brückenzweige direkt an der Wechselstromzuleitung liegen, erfindungsgemäss zwi schen der Verbindungsleitung jeder steuerbaren Drossel und der zugehörigen Ventilanordnung eines Brückenzweiges sowie dem gleichstromseitigen An schluss des benachbarten Brückenzweiges je ein elek trisches Hilfsventil eingeschaltet ist,
welches mit gleicher Durchlassrichtung gepolt isst wie die an die Verbindungsleitung angeschlossene Ventileinrich tung, und dass zwischen den Gleichstrompolen des Stromrichters ein Kondensator eingeschaltet ist.
Eine beispielsweise Ausführung der Erfindung veranschaulicht die Figur der Zeichnung. An den Klemmen 1, 2 und 3 der Schaltung liegt das drei- phasige Wechselstromnetz. Von diesem wird über die Leitungen 4, 5 und 6 eine dreiphasige Brücken schaltung gespeist, deren einzelne Brückenzweige mit 7 bis 12 bezeichnet sind. In jedem dieser Brücken zweige 7 bis 12 liegt in Reihe mit je einer den Ventilanordnungen 13 bis 18 je eine der Regel drosseln 19 bis 24, von welchen der Einfachheit halber nur die Arbeitswicklungen wiedergegeben sind. Die genannten Brückenzweige 7 bis 12 sind an die Gleichstrompole 25 oder 26 der Brückenschal tung angeschlossen, so dass von den Klemmen 27 und 28 ein Verbraucher 29 gespeist werden kann.
Zwischen den Gleichstrompolen 25 und 26 des Gleichrichters ist als Teil der Schutzeinrichtung ein Kondensator 30 eingeschaltet, mit welchem ge gebenenfalls, wie gestrichelt eingetragen, ein Ohm- scher Widerstand 31 in Reihe geschaltet werden kann. Als weitere Teile der erfindungsgemäss be nutzten Schutzeinrichtung sind in die Schaltung die Ventile 32, 33, 34, 35, 36, 37 aufgenommen. Wie zu erkennen ist, ist beispielsweise das Ventil 32 zwischen dem negativen Gleichstrompol 26 bzw. dem Anschluss des Ventiles 14 an diesen Gleich strompol und die Verbindungsleitung zwischen dem Hauptventil 13 und der Regeldrossel 19 eingeschal tet. Wird z.
B. unterstellt, dass das Ventil 13 sich in der Durchlassphase befindet, so wird beispielsweise auch das Ventil 16 sich in der Durchlassphase be finden. Bei einer nachfolgenden Kommutierung der Stromführung vom Ventil 16, beispielsweise auf das Ventil 18, kann, wenn keine besondere Schutzein richtung vorgesehen ist, an dem Ventil 16 eine Spannungsspitze zufolge des Trägerstaueffektes auf treten, die grösser ist als die Spannungsdifferenz zwischen den beiden Gleichstrompolen.
Da aber nun an der Verbindungsleitung zwischen der Regeldrossel 22 und dem Ventil 16 das Ventil 35 angeschlossen ist, welches anderseits mit dem Pluspol 25 des Stromrichters verbunden ist, wird das Ventil 35, wenn das Potential der Verbindungsleitung zwischen 22 und 16 höher ist als das Potential des Gleich strompoles 25, in seiner Durchlassrichtung leitend, so dass auf diese Weise dann der Schutzkondensator 30 unmittelbar parallel an die Klemmen des Ventiles 16 angeschlossen ist. Er bewirkt auf diese Weise, dass die maximal an den Klemmen des Ventiles 16 auftretende Spannungsspitze etwa durch die Span nungsdifferenz bestimmt ist, die zwischen den Gleichstrompolen 25, 26 der Anlage besteht.
Hier bei ist in Rechnung gestellt, dass die beiden Gleich strompole einem Schwingkreis angehören, der z. B. von der oberen Klemme des Kondensators 30 über das Ventil 35, die Regeldrossel 22, die Leitung 5, z. B. die Streuinduktivität des Speisetransformators zwischen den Anschlusspunkten 2 und 3, die Lei tung 6, die Drossel 24 und das im Durchlasszustand befindliche Ventil 18 zurück zum unteren Belag des Kondensators 30 verläuft.
Die gleiche Schutzwirkung ergibt sich sinnge mäss für die anderen Stromrichterventile der Schal tung.
Nach einem weiteren Beispiel der Erfindung kann der Aufbau auch derart getroffen werden, wenn von dem Stromrichter aus Verbraucher ge speist werden, welche zu einer nachteiligen Rück wirkung mit Spannungsspitzen auf dem Stromrichter Anlass geben können und es aus diesem Grunde er wünscht ist, dass der Ausgangskondensator der Stromrichterschaltung dem Verbraucher unmittelbar, also unter Vermeidung eines Reihenwiderstandes, parallelgeschaltet ist, dass in Reihe mit dem einzelnen der neuartigen Schutzventile je ein entsprechender Dämpfungswiderstand in Form eines Ohmschen Widerstandes geschaltet wird.
Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf solche Stromrichteranlagen beschränkt, bei denen je Brückenzweig je ein einzelnes Gleichrichterelement benutzt wird. In jedem der Brückenzweige kann auch eine Ventilanordnung benutzt sein, die ihrer seits aus einer Reihenschaltung, einer Parallelschal tung oder einer Reihenparallelschaltung von Gleich richterelementen mit Rücksicht auf die zu beherr schende Spannung bzw. die zu führenden Ströme besteht.
Die Erfindung ist ferner in ihrer Anwendung bei Stromrichter-Brückenschaltungen beliebiger Pha senzahl anwendbar, also auch bei einphasigen Brük- kenschaltungen, und zwar sowohl, wenn es sich in bezug auf die Regeldrosseln um symmetrisch auf gebaute Brückenschaltungen als auch sogenannte un vollständige Brückenschaltungen handelt, wobei be kanntermassen im letzteren Falle nur in zwei zwi schen den Gleichstrompolen benachbarten Zweigen der Brücke je eine Regeldrossel vorgesehen ist.
Die Elemente einer solchen Brückenschaltung können aus Zweckmässigkeitsgründen, wenn z. B. eine Kühlung durch ein flüssiges Kühlmittel, wie Öl, stattfinden soll, in einem gemeinsamen Kessel unter gebracht sein.
Protection device on a converter in rectifier bridge circuit with semiconductor valves The invention relates to a protection device in a converter in rectifier bridge circuit, which is in the branches of the bridge circuit with semiconductor valves based on a semiconductor, z. B. on the type of germanium or silicon or a similar semiconductor work.
In these cases, precautions must be taken to ensure that the high current rate of change occurring in particular when the valves transition into the blocking phase as a result of the carrier back-up effect on the individual valves does not result in inadmissibly high voltages that could possibly endanger the valves.
According to the invention, a new type of circuit is proposed for these purposes, the ways of which are that in the converter mentioned at the outset, the power converter for controlling the output power or
Voltage in adjacent bridge branches between the DC poles in series with the corresponding valve arrangement has a controllable regulating throttle, the controllable throttles of two bridge branches adjacent between the DC poles being directly connected to the alternating current feed line, according to the invention between the connecting line of each controllable throttle and the associated valve arrangement of a bridge branch as well as the DC-side connection of the adjacent bridge arm, an electrical auxiliary valve is switched on,
which is polarized with the same forward direction as the valve device connected to the connecting line, and that a capacitor is connected between the DC poles of the converter.
An example embodiment of the invention illustrates the figure of the drawing. The three-phase alternating current network is connected to terminals 1, 2 and 3 of the circuit. From this, a three-phase bridge circuit is fed via lines 4, 5 and 6, the individual bridge branches of which are denoted by 7 to 12. In each of these bridges branches 7 to 12 is in series with one of the valve assemblies 13 to 18 each one of the rule throttle 19 to 24, of which only the working windings are shown for the sake of simplicity. The mentioned bridge branches 7 to 12 are connected to the DC poles 25 or 26 of the bridge circuit so that a consumer 29 can be fed from the terminals 27 and 28.
As part of the protective device, a capacitor 30 is connected between the DC poles 25 and 26 of the rectifier, with which an ohmic resistor 31 can be connected in series, if necessary, as indicated by dashed lines. The valves 32, 33, 34, 35, 36, 37 are included in the circuit as further parts of the protective device used according to the invention. As can be seen, for example, the valve 32 between the negative direct current pole 26 or the connection of the valve 14 to this direct current pole and the connecting line between the main valve 13 and the control throttle 19 is switched on. Is z.
If, for example, it is assumed that the valve 13 is in the passage phase, then for example the valve 16 will also be in the passage phase. In the event of a subsequent commutation of the current from valve 16, for example to valve 18, if no special protection device is provided, a voltage spike may occur at valve 16 as a result of the carrier jam effect, which is greater than the voltage difference between the two DC poles.
Since, however, the valve 35 is connected to the connecting line between the regulating throttle 22 and the valve 16, which on the other hand is connected to the positive pole 25 of the converter, the valve 35 becomes when the potential of the connecting line between 22 and 16 is higher than the potential of the direct current pole 25, conductive in its forward direction, so that in this way the protective capacitor 30 is then connected directly in parallel to the terminals of the valve 16. In this way, it has the effect that the maximum voltage peak occurring at the terminals of the valve 16 is determined approximately by the voltage difference that exists between the direct current poles 25, 26 of the system.
Here at is billed that the two DC current poles belong to an oscillating circuit that z. B. from the upper terminal of the capacitor 30 via the valve 35, the control throttle 22, the line 5, z. B. the leakage inductance of the supply transformer between the connection points 2 and 3, the Lei device 6, the throttle 24 and the valve 18 located in the open state back to the lower layer of the capacitor 30 runs.
The same protective effect arises accordingly for the other converter valves in the circuit.
According to a further example of the invention, the structure can also be made if the converter is fed from consumers, which can give rise to a disadvantageous reaction with voltage peaks on the converter and for this reason he wants the output capacitor the converter circuit is connected in parallel to the consumer directly, i.e. avoiding a series resistance, so that a corresponding damping resistance in the form of an ohmic resistance is connected in series with each of the new protection valves.
The application of the invention is not restricted to those converter systems in which a single rectifier element is used for each bridge branch. In each of the bridge branches, a valve arrangement can be used, which in turn consists of a series connection, a parallel connection or a series parallel connection of rectifier elements with regard to the voltage to be controlled or the currents to be carried.
The invention is also applicable in its application to converter bridge circuits of any number of phases, i.e. also to single-phase bridge circuits, both when the regulating chokes are symmetrically built bridge circuits and so-called incomplete bridge circuits, with be known to be in the latter case only in two between tween the DC poles adjacent branches of the bridge ever a control throttle is provided.
The elements of such a bridge circuit can for reasons of expediency, if z. B. cooling by a liquid coolant, such as oil, should take place in a common boiler under.