CH401249A - Anordnung von Drosselspulen für Stromrichter in Brückenschaltung - Google Patents

Description

  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  
EMI0002.0072     
    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.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Anordnung von Drosselspulen für Stromrichter in Brückenschaltung, dadurch gekennzeichnet, dass die nach der Art von Stromtei.lerdrosseln mit je einer Mittelanzapfung versehenen Drosselspulen in die Brückenzweige des Stromrichters so eingestellt sind, dass die Wechselstromzuleitungdes jeweiligen B:

   rük- kenzweiges über die Mittelanzapfung der zugehörigen Drosselspule erfolgt, während die beiden äusserem Wicklungsenden der Drosselspule mit den Ventilen des Brückenzweiges verbunden sind.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Anordnung nach Patentanspruch, angewendet für einen Stromrichter in Umkehrschaltung für einen Gleichstrombetrieb in beiderlei Stromrichtung oder für Umrichterbetrieb, bei welcher in jedem Zweig der Brückenschaltung zwei antiparallel geschaltete Ventile angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselspulen in :die Antiparallelschaltung je zweier Ventile mit einbezogen sind. 2.

   Anordnung nach Patentanspruch oder Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Ventil die Kombination eines Kondensators und eines in Reihe geschalteten Widerstandes parallel ge schaltet ist.