Claims (3)
PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS
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.1. DC converter, in which a chopper circuit consisting of a main thyristor branch and a swing-over thyristor branch parallel thereto is provided between the input and output circuit and the swing-over thyristor branch contains a turn-off capacitor in series with the swing-over thyristor, characterized in that in the main thyristor branch in series with the main thyristor (TH) a reversing choke (LU) is provided, which at the same time assumes the function of a commutation inductance, or that the reversing choke (LU) is divided into two partial inductances (LU 1, LU 2), one of which (LU 1) is in the main thyristor branch in series with the main thyristor ( TH) remains and the other (LU 2) is laid in the reversing thyristor branch between the reversing thyristor (TU) and turn-off capacitor (CL), with the partial inductance (LU 1) in the main thyristor branch taking over the function of the commutation inductance.
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.2. DC chopper according to claim 1, characterized in that at the input of the chopper circuit the main and swing-over thyristor are interconnected with opposite electrodes, while the output is connected on the one hand via the swing-over choke (LU) to the electrode of the main thyristor (TH) facing away from the input and on the other hand via the Turn-off capacitor (CL) is connected to the electrode of the resonant thyristor (TU) facing away from the input.
3. Gleichstromsteller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Haupt- sowie Umschwingthyristor als rückwärtsleitende Thyristoren (RLT) ausgebildet sind.3. DC chopper according to claim 1 or 2, characterized in that the main and reversing thyristor are designed as reverse conducting thyristors (RLT).
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.The invention relates to a DC converter in which a chopper circuit consisting of a main thyristor branch and a swing-over thyristor branch parallel thereto is provided between the input and output circuits, and the swing-over thyristor branch contains a turn-off capacitor in series with the swing-over thyristor.
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. DerThe circuit of such a known DC converter is shown in FIG. 1. On the input side, LE is the input inductance and CE is the input capacitance at which the voltage Uce is present. The chopper circuit bordered by dashed lines consists of a main thyristor branch with the main thyristor TH and the swing-over thyristor branch parallel thereto, which contains the series circuit of the swing-over thyristor TU, the swing-over inductor LU and the turn-off capacitor CL. The thyristors TH and TU are preferably reverse conducting thyristors RTL. The commutating reactor LK is located between the chopper circuit and the output circuit of the DC converter. The end of the commutating reactor LK facing away from the chopper is connected via a motor reactor LM to the load, which is the rotor winding RW of an electric motor here. Parallel to the series connection of motor choke and rotor winding is an anti-series connection of an armature freewheeling diode DA and a field freewheeling diode DF. The
Verbindungspunkt dieser beiden Dioden ist über eine Erregerwicklung EW mit dem geerdeten Ende der Rotorwicklung RW verbunden.The connection point of these two diodes is connected to the grounded end of the rotor winding RW via an excitation winding EW.
Die Funktion der Drosselspulen LU und LK ist wie folgt:The function of the choke coils LU and LK is as follows:
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.The swing-over choke LU forms an oscillating circuit together with the quenching capacitor CL. The product LU • CL determines the base width of the oscillating current and thus also the hold-off time of the thyristors. It also limits the rate of rise of the current when the transient thyristor TU is switched on and off.
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).The commutating reactor LK limits the rate of rise of the current in the main thyristor TH and in the armature freewheeling diode DA when the armature current commutates from the diode DA to the thyristor TH (switching on the main thyristor).
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.However, the specified circuit has disadvantages. Caused by the commutation inductances LU and LK in the circuit CL, DA, DF, CE, TU, the turn-off capacitor CL is overcharged. This leads to higher voltage and current stress on the chopper components. Another disadvantage can be seen in the fact that the specified circuit requires two choke coils (LU and LK).
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.The object of the invention is to avoid the disadvantages of the known circuit. In the case of the DC chopper described at the outset, this object is achieved by the features specified in the characterizing part of claim 1 .
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.The swing-over inductor LU is therefore, as shown in FIG. 2, arranged in the main thyristor branch TH instead of in the swing-over thyristor branch TU. This means that the commutating reactor LK is not required, since its function is also taken over by the reversing reactor LU. This makes the circuit CL, DA, DF, CE, TU inductive-free. There is no overcharging of the turn-off capacitor CL due to inductance.
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).A further advantage of the circuit proposed according to the invention is the lower voltage and current stress on the chopper components, and the quenching components LU and CL can also be optimally dimensioned (minimum installed energy in the circuit for the maximum load current to be commutated).
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.The diagram of FIG. 3 shows the current loading of the reversing reactor LU; The horizontally hatched area means the losses WV that are eliminated and the vertically hatched area means the losses HV that are added. The current load of the reversing choke is slightly higher, since the newly added losses HV - caused by the load current IL - are largely compensated by the eliminated losses from the reversing or quenching current.
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).A certain disadvantage of the arrangement according to FIG. 2 is that the output voltage of the chopper--despite the use of an RLT thyristor in the main circuit--is not "peak-free". This deficiency can be remedied for the most part if the reversing choke LU is divided into two partial inductances LU 1 and LU 2, one of which (LU 1) remains in the main thyristor circuit and the other in the reversing thyristor circuit between the reversing thyristor (TU) and turn-off capacitor (CL) is switched (Fig. 4).
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1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings