Anordnung von Drosselspulen für Stromrichter in Brückenschaltung Bei Stromrichtern mit Teilaussteuerung sind die Ventile bekanntlich nicht nur der Beanspruchung durch negative, sondern auch durch positive Sperr spannungen ausgesetzt.
Für diese Ventilbeanspru- chung ist erfahrungsgemäss in. vielen Fällen neben dem Augenblickswert der Spannungslhöhe auch die Anstiegsgeschwindigkeit der an den Ventilen er scheinenden Sperrspannung von ausschlaggebender Bedeutung.
Dies gilt in besonderem Masse für steuerbare Halbleiterventile, beispielsweise für Silizium-Thyra- trons, bei welchen zur Vermeidung von Durchzün- dungen die Anstiegsgeschwindigkeit der positiven Sperrspannung einen bestimmten Wert nicht über schreiten darf.
Nun können bei Stromrichtern mit einem hohen Aussteuerungsgrad, vor allem aber bei Stromrich tern im Wechselrichierbetrieb, im Zeitbereich der positiven Sperrspannung der Ventile an diesen sehr höhe Spannungsanstiege vorkommen. In höherem Masse gefährdet sind, wie verständlich erscheint, die Ventile bei Stromrichtern in der Brückenschaltung.
Wie eine nähere Betrachtung zeigt, erfolgen der artige Spannungssprünge jeweils an einem durch die Steuerung gesperrt gehaltenen Ventil eines Zweiges der Brückenschaltung immer dann, wenn in zwei anderen Zweigen der dem ersten Zweig nicht zuge hörigen Brückenhälfte der Brückenschaltung eine Kommutierung zweier Ventile einsetzt.
Diese Erkenntnis macht sich die Erfindung zu nutze und zwar durch diele Zwischenschaltung von Drosselspulen, die so angeordnet sind, dass durdh die darin induzierten Spannungen die vorgenannten Spannungssprünge herabgesetzt werden:.
Die Erfindung sieht eine Anordnung von Dros- se-Ispulen für Stromrichter in Brückenschaltung vor, bei welcher die nach der Art von Stromteilerdrosseln mit je einer Mittelanzapfung versehenen Drosselspu len:
in die Brückenzweige des Stromrichters so ein geschaltet sind, dass die Wechselstromzuleitung des jeweiligen. Brückenzweiges über die Mittelanzapfung der zugehörigen Drosselspule erfolgt, während die beiden äusseren Wicklungsenden der Drosselspule reit den Ventilen :des Brückenzweiges verbunden sind.
Einige Beispiele für .die Anordnung der Drossel spulen nach der Erfindung .sind: in Fig. 1-4 darge stellt und hinsichtlich ihrer Funktion durch eine Kur vendarstellung erläutert.
In Fig. 1 ist als Schaltungsbeispiel deines Strom- richters mit Drosselspulen nach der Erfindung eine DreiphasentBrückenschaltungdargestellt. Die Spei sung des Stromrichters erfolgt über .denn Transforma tor 1, dessen Primärwicklung mit den: Phasenbezeich nungen R, S, T an ein Drehstromnetz angeschlossen ist.
In den Brückenzweigen liegen die sechs Ventile 2, 4, 6 und 3, 5, 7, die als steuerbare Halbleiter ventile nach der Art von Silizium-Thyratrons ausge bildet sind. Die Gleichstrombelastung besteht bei spielsweise aus einer Induktivität 8 und einem ohm- schen Widerstand 9.
Die Verbindung der Sekundär wicklung des Transformators mit den Brückenzwei- gen erfolgt nun erfindüngsgemäss ,nicht direkt, son dern über drei Dosselspulen 10, 11, 12, welche nach der Art von Stromteüerdrosseln mit je einer Mittel a:nzapfung versehen sind.
Diese Mittelanzapfung je der Drosselspule ist mit dem zugehörigen Wick lungsende der Sekundärwicklung des Transformators 1 verbunden, während die beiden äusseren Wick- lungsenden der Drosselspule an die Ventile des zu gehörigen Brückenzweiges angeschlossen sind.
Die Drosselspulen sind ihrer Funktion nach keine Stromteilerdrosseln, da von den beiden. Wicklungs- hälften immer nur jeweils eine stromführend ist.
Dies wird aus den weiteren Erläuterungen der Funktion der Drosselspulen verständlich, wozu die Kurvendarstellung in Fig. 2 .dienen soll. Darin sind untereinander die sekundären Wechselspannungen des Transformators, einige Ventilströme und die Sperrspannung eines Ventiles in ihrem zeitlichen Verlauf wiedergegeben.
Dabei ist angenommen, dass der Stromrichter im Wechselrichterbetrieb ausge steuert ist, so dass die Sperrspannung überwiegend positiv ist. Die drei Wechselspannungen sind mit <B><I>UR,</I></B> a'" uT bezeichnet. Von den Ventilströmen sind zwei aufeinanderfolgende Ströme i,;
und i7 der rech ten Brückenhälfte und zwei aufeinanderfolgende Ströme i, und i" der linken Brückenhälfte in. Fig. 1 dargestellt. Ausserdem isst die Speerspannung u\, @; des Ventiles 6 teilweise wiedergegeben.
Die Zündung der Ventile erfolgt mit dem Vor- eilwinkel ö, welchem die Zündverzögerung a. enit- spricht. Die in Fi.g. 2 eingetragenen Winkel markie ren. die Zündung des Ventiles 7, welches das Ventil 5 ablöst, während das Ventil 2 stromführend ist.
Die Sperrspannung u" ,; , welche nach der Ab lösung des Ventils 6 durch das Ventil 2 einsetzt, ist gegeben durch bestimmte Kombinationen der Wechselspannungen, wobei je nach Stromfluss der Ventile verschiedene Zeitabschnitte zu unterscheiden sind. Im Anfang ist die Sperrspannung gleich der Spannungsdifferenz 1"1'-UR. Dies. ändert sich mit dem Zündeinsatz des Ventils 7.
Während der Kommu- tierungsdauer der Ventile 5 und 7 ist nämlich
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Nach der Kommutierung geht die Sperrspannung wieder sprunghaft zurück. Hier ist von Wichtigkeit, dass die Sperrspannung zu Beginn der Kommutie- rung sprunghaft ansteigt.
Der mit a gekennzeichnete Spannungssprung zu Beginn der Kommutierung isst wegen seiner Steilheit für das gesperrte Silizium-Thyratron 6 sehr schädlich und ist daher auf ein unschädliches Mass herabzu setzen.
Dies geschieht durch die Drosselspule nach der Erfindung, welche in der obigen Betrachtung noch nicht einbezogen gewesen ist. Durch den in der einen Wicklungshälfte der Drossel einsetzenden Ventil strom, im vorliegenden Falle :des Ventilstromes 17, wird in beiden Wicklungen, also auch in der mit :dem Ventil 6 in Verbindung stehenden Wicklungshälfte, eine Spannung induziert, welche .dem genannten Spannu.ngssp:
rung entgegengerichtet ist. Infolgedessen wird dieser auf den kleineren, mit b bezeichneten Wert herabgesetzt.
Die Drosselspule nach der Erfindung ist hins:ic'ht- lich ihrer Anwendung nicht an ;das :eben besehrie- bene Schaltungsbeispiel gebunden.
Ein Beispiel einer gegenüber der Schaltung nach Fig. 1 erweiterten Brückenschaltung ist in Fig. 3 dargestellt.
Sie ist eine der möglichen Schaltungen eines sogenannten Umkehrstromrichters, der als Gleiöhrichter für bei derlei Stromrichtung des Glaichstromes oder als Um richter zur Umwandlung von Drehstrom in Einpha- senwechselstrom verwendet werden kann.
Der Strom richter besitzt je Ventilzweig zwei antiparallel ge schaltete Ventile. Die genannten Drosselspulen sind wie in der Schaltung nach Fig. 1 zwischen je zwei Ventilzweigen angeschlossen, wobei die Wechsel- stromzuleitunb n mit den Mittelanzapfu.ngen der Drosseln verbunden sind.
Eine Abwandlung dieser Schaltung zeigt Fig. 4: Sie unterscheidet sich von der Schaltung nach Fig. 3 dadurch, dass die Drosselspulen jeweils in die Anti- paralleIschalltung zweier Ventile einbezogen ist.
Damit sind die Anwendungsmöglichkeiten der Drosselspule nach der Erfindung jedoch noch nicht erschöpft. Die für diese in Betracht kommenden S;tromrichterschaltungen können noch in mannigfa cher Weise abgewandelt sein.
Für die weitere Herabsetzung des Spannungs sprunges der Sperrspannungen kann es, wie noch ab- schliesse.nd bemerkt sein soll, zweckmässig sein, je dem Ventil die Kombination eines Kondiensators und: eines in Reihe geschalteten Widerstandes parallel zu schalten.