CH631843A5 - DC chopper controller - Google Patents

Description

631843

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE

1. Gleichstromsteller, bei dem zwischen Eingangs- und Ausgangskreis eine aus einem Hauptthyristorzweig und einem dazu parallelen Umschwingthyristorzweig bestehende Zerhackerschaltung vorgesehen ist und der Umschwingthyristorzweig in Serie mit dem Umschwingthyristor einen Löschkondensator enthält, dadurch gekennzeichnet, dass im Hauptthyristorzweig in Serie mit dem Hauptthyristor (TH) eine Umschwingdrossel (LU) vorgesehen ist, die zugleich die Funktion einer Kommutierungsinduktivität übernimmt, oder dass die Umschwingdrossel (LU) in zwei Teilinduktivitäten (LU 1, LU 2) aufgeteilt ist, von denen eine (LU 1) im Hauptthyristorzweig in Serie zum Hauptthyristor (TH) verbleibt und die andere (LU 2) in den Umschwingthyristorzweig zwischen Umschwingthyristor (TU) und Löschkondensator (CL) verlegt ist, wobei die Teilinduktivität (LU 1) im Hauptthyristorzweig die Funktion der Kommutierungsinduktivität übernimmt.

2. Gleichstromsteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Eingang der Zerhackerschaltung Haupt- und Umschwingthyristor mit entgegengesetzten Elektroden zusammengeschaltet sind, während der Ausgang einerseits über die Umschwingdrossel (LU) mit der dem Eingang abgewandten Elektrode des Hauptthyristors (TH) und andererseits über den Löschkondensator (CL) mit der dem Eingang abgewandten Elektrode des Umschwingthyristors (TU) verbunden ist.

3. Gleichstromsteller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Haupt- sowie Umschwingthyristor als rückwärtsleitende Thyristoren (RLT) ausgebildet sind.

Die Erfindung betrifft einen Gleichstromsteller, beim zwischen Ein- und Ausgangskreis eine aus einem Hauptthyristorzweig und einem dazu parallelen Umschwingthyristorzweig bestehende Zerhackerschaltung vorgesehen ist und der Umschwingthyristorzweig in Serie mit dem Umschwingthyristor einen Löschkondensator enthält.

Die Schaltung eines derartigen bekannten Gleichstromstellers zeigt Fig. 1. Eingangsseitig bedeuten LE die Eingangsinduktivität und CE die Eingangskapazität, an der die Spannung Uce liegt. Die gestrichelt umrandete Zerhackerschaltung besteht aus einem Hauptthyristorzweig mit dem Hauptthyristor TH und dem dazu parallelen Umschwingthyristorzweig, der die Serieschaltung des Umschwingthyristors TU, der Umschwingdrossel LU und des Löschkondensators CL enthält. Die Thyristoren TH und TU sind vorzugsweise rückwärtsleitende Thyristoren RTL. Zwischen der Zerhackerschaltung und dem Ausgangskreis des Gleichstromstellers liegt die Kommutierungsdrossel LK. Das dem Zerhacker abgewandte Ende der Kommutierungsdrossel LK ist über eine Motordrossel LM mit dem Verbraucher verbunden, der hier die Rotorwicklung RW eines Elektromotors ist. Parallel zur Serieschaltung von Motordrossel und Rotorwicklung liegt eine Antiserieschaltung einer Ankerfreilaufdiode DA und einer Feldfreilaufdiode DF. Der

Verbindungspunkt dieser beiden Dioden ist über eine Erregerwicklung EW mit dem geerdeten Ende der Rotorwicklung RW verbunden.

Die Funktion der Drosselspulen LU und LK ist wie folgt:

Die Umschwingdrossel LU bildet zusammen mit dem Löschkondensator CL einen Schwingkreis. Das Produkt LU • CL bestimmt die Basisbreite des Umschwingstromes und damit auch die Freihaltezeit der Thyristoren. Sie begrenzt ausserdem die Stromsteilheit beim Ein- und Ausschalten des Umschwingthyristors TU.

Die Kommutierungsdrossel LK begrenzt die Stromsteilheit im Hauptthyristor TH und in der Ankerfreilaufdiode DA beim Kommutieren des Ankerstromes von der Diode DA auf den Thyristor TH (Einschalten des Hauptthyristors).

Die angegebene Schaltung ist indessen mit Nachteilen behaftet. Verursacht durch die Kommutierungsinduktivitäten LU und LK im Stromkreis CL, DA, DF, CE, TU, tritt eine Überladung des Löschkondensators CL auf. Dies führt zu einer höheren Spannungs- und Strombeanspruchung der Zerhackerkomponenten. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, dass die angegebene Schaltung zwei Drosselspulen (LU und LK) erfordert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Schaltung zu vermeiden. Diese Aufgabe wird bei dem eingangs beschriebenen Gleichstromsteller durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die Umschwingdrossel LU wird also, wie Fig. 2 zeigt, anstatt im Umschwingthyristorzweig TU im Hauptthyristorzweig TH angeordnet. Damit erübrigt sich die Kommutierungsdrossel LK, da ihre Funktion von der Umschwingdrossel LU mit übernommen wird. Dadurch wird der Stromkreis CL, DA, DF, CE, TU induktivitätsfrei. Die induktivitätsbedingte Überladung des Löschkondensators CL entfällt.

Als weiterer Vorteil der erfindungsgemäss vorgeschlagenen Schaltung kann die niedrigere Spannungs- und Strombeanspruchung der Zerhackerkomponenten genannt werden, ferner ist eine optimale Bemessung der Löschkomponenten LU und CL möglich (minimale installierte Energie im Stromkreis für den maximal zu kommutierenden Laststrom).

Das Diagramm von Fig. 3 zeigt die Strombelastung der Umschwingdrossel LU; dabei bedeutet die horizontal schraffierte Fläche die wegfallenden Verluste WV und die vertikal schraffierte Fläche die hinzukommenden Verluste HV. Die Strombelastung der Umschwingdrossel wird unwesentlich höher, da die neu hinzukommenden Verluste HV - bedingt durch den Laststrom IL - zum grössten Teil durch die wegfallenden Verluste vom Umschwing- bzw. Löschstrom kompensiert werden.

Ein gewisser Nachteil der Anordnung nach Fig. 2 besteht darin, dass die Ausgangsspannung des Zerhackers - trotz dem Einsatz eines RLT-Thyristors im Hauptstromkreis - nicht «spitzenfrei» ist. Dieser Mangel kann zum grössten Teil behoben werden, wenn man die Umschwingdrossel LU in zwei Teilinduktivitäten LU 1 und LU 2 aufteilt, von denen eine (LU 1) im Hauptthyristorkreis verbleibt und die andere in den Umschwingthyristorkreis zwischen Umschwingthyristor (TU) und Löschkondensator (CL) geschaltet wird (Fig. 4).

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1 Blatt Zeichnungen