CZ290776B6 - Zapojení střídače - Google Patents

Zapojení střídače Download PDF

Info

Publication number
CZ290776B6
CZ290776B6 CZ19961705A CZ170596A CZ290776B6 CZ 290776 B6 CZ290776 B6 CZ 290776B6 CZ 19961705 A CZ19961705 A CZ 19961705A CZ 170596 A CZ170596 A CZ 170596A CZ 290776 B6 CZ290776 B6 CZ 290776B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
branch
gto2
gto1
thyristors
inductance
Prior art date
Application number
CZ19961705A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ170596A3 (en
Inventor
Horst Dr. Grüning
Original Assignee
Abb Schweiz Holding Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Abb Schweiz Holding Ag filed Critical Abb Schweiz Holding Ag
Publication of CZ170596A3 publication Critical patent/CZ170596A3/cs
Publication of CZ290776B6 publication Critical patent/CZ290776B6/cs

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/34—Snubber circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/505—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M7/515—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/505—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M7/515—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H02M7/519—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only in a push-pull configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/34—Snubber circuits
    • H02M1/346—Passive non-dissipative snubbers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
  • Thyristor Switches And Gates (AREA)
  • Ac-Ac Conversion (AREA)

Abstract

Zapojen st° da e je provedeno s alespo jednou v tv se sud²m po tem vypnuteln²ch tyristor (GTO1, GTO2) a s antiparaleln mi diodami (D1, D2), zapojen²mi antiparaleln k vypnuteln²m tyristor m (GTO1, GTO2). V tev nebo ka d v tev je p°ipojena ke zdroji stejnosm rn ho nap t , a st°edn spole n² uzlov² bod v tve nebo ka d v tve tvo° p° poj pro z t , jako i s prost°edky omezuj c mi n r st proudu a nap t , kter chr n vypnuteln tyristory (GTO1, GTO2) p°ed p° li strm²mi n b hov²mi hranami n r stu proudu a nap t . Vypnuteln tyristory (GTO1, GTO2) maj vyp nac zes len IA/IGpeak men ne 3 a p°i vypnut jsou ovladateln vzr stem anodov ho nap t alespo 1 kV/.mi.s, p°i em prost°edky omezuj c n r st nap t na ka dou v tev obsahuj jen alespo jeden kondenz tor (C1, C2), kter² je uspo° d n paraleln s jednou z antiparaleln ch diod (D1, D2) p° slu n ho vypnuteln ho tyristoru (GTO1, GTO2). Prost°edky omezuj c n r st proudu a nap t obsahuj alespo jednu induk nost (L), p°i em p°i pou it jednotliv induk nosti (L) prost°edk omezuj c ch n r st proudu a nap t je hodnota induk nosti (L) a p°i pou it v ce induk nost (L1, L2) prost°edk omezuj c ch n r st proudu a nap t je sou et hodnot induk nost (L1, L2) zvolen tak, e pom r meziobvodov ho nap t (U.sub.m.n.) na v tvi k hodnot induk nosti (L) nebo k sou tu hodnot induk nost (L1, L2) je v t nebo roven 1 kA za .mi.s.\

Description

Zapojení střídače
Oblast techniky
Vynález se týká zapojení střídače s alespoň jednou větví se sudým počtem vypnutelných tyristorů a s antiparalelními diodami, zapojenými antiparalelně k vypnutelným tyristorům, přičemž větev nebo každá větev je připojena ke zdroji stejnosměrného napětí, a střední společný uzlový bod větve nebo každé větve tvoří přípoj pro zátěž, jakož i s prostředky omezujícími nárůst proudu a napětí, které chrání vypnutelné tyristory před příliš strmými náběhovými hranami nárůstu proudu a napětí.
Dosavadní stav techniky
Taková zapojení se popisují například v článku Effícient Snubbers for Voltage-Source GTO Inverters od W. McMurray, IEEE Transactions on Power Electronics, svazek PE-2, č. 3, červenec 1987. Jedná se přitom o zapojení střídačů s nejméně dvěma do série zapojenými tyristory GTO, které jsou připojeny na zdroj stejnosměrného napětí, a se společným uzlovým bodem sériového zapojení tvoří přípoj pro zátěž. Běžné tyristory samy o sobě nejsou vypnutelné bez přídavných zapojení. Takový tyristor se zapne prostřednictvím proudového impulsu mezi hradlem a katodou. Pro vypnutí je nutno přiložit mezi anodu a katodu opačné napětí, k čemuž jsou zapotřebí přídavné obvody. Na rozdíl od toho jsou vypnutelné tyristory neboli tyristory GTO (Gate Tum Off Thyristor) vypnutelné proudovým impulsem v hradlu. Paralelně k tyristorům GTO jsou kromě toho uspořádány takzvané antiparalelní diody, které po komutaci přebírají tok proudu. Aby se při zapínání chránily tyristory GTO především před příliš strmými náběhovými hranami nárůstu proudu a napětí, musí se uspořádat ochranný obvod. Ten zahrnuje podle stavu techniky, jak je uvedeno ve zmíněném článku, poměrně nákladnou síť indukčností, kondenzátorů, odporů a diod. Další varianty ochranného obvodu uvádí článek An Overview of Low-Loss Snubber Technology for Transistor Converters od A. Ferraro, IEEE 1982, str. 466467.
V evropské patentové přihlášce EP-A 1-0 489 945 a WO-93/09600 je popisováno takzvané tvrdé řízení tyristoru GTO a jsou udána zapojení pro odpovídající řídicí jednotky. S ohledem na obě tyto evropské přihlášky se pod pojmem tvrdé řízení rozumí řízení tyristoru GTO hradlovým proudem, který je vytvořen tak, že vypínací zesílení IA/IGpeak je zřetelně menší než 3, a že vzrůst napětí na anodě je nejméně 1 kV/ps. Poměr IA/IGpeak je poměrem mezi anodovým proudem a hradlovým proudem, který je zapotřebí pro vypnutí tyristoru. Obvykle je snahou dosáhnout vysokých vypínacích zesílení, aby mohl být tyristor vypnut co nejmenším proudem.
V rámci vynálezu má toto tvrdé řízení svůj význam a obsah shora jmenovaných evropských přihlášek je tudíž na tomto místě výslovně brán v úvahu.
Úkolem vynálezu je navrhnout zapojení střídače s tyristory GTO, které vystačí s co nejmenším počtem obvodových prvků, a tudíž bude prostorově nenáročné a levně vyrobitelné.
Podstata vynálezu
Uvedený úkol splňuje zapojení střídače s alespoň jednou větví se sudým počtem vypnutelných tyristorů a s antiparalelními diodami, zapojenými antiparalelně k vypnutelným tyristorům, přičemž větev nebo každá větev je připojena ke zdroji stejnosměrného napětí, a střední společný uzlový bod větve nebo každé větve tvoří přípoj pro zátěž, jakož i s prostředky omezujícími nárůst proudu a napětí, které chrání vypnutelné tyristory před příliš strmými náběhovými hranami
- I CZ 290776 B6 nárůstu proudu a napětí, podle vynálezu, jehož podstatou je, že vypnutelné tyristory mají vypínací zesílení IA/IGpeak menší než 3 a při vypnutí jsou ovladatelné vzrůstem anodového napětí alespoň 1 kV/gs, přičemž prostředky omezující nárůst napětí na každou větev obsahují jen alespoň jeden kondenzátor, který je uspořádán paralelně sjednou z antiparalelních diod 5 příslušného vypnutelného tyristoru, a přičemž prostředky omezující nárůst proudu a napětí obsahují alespoň jednu indukčnost, přičemž při použití jednotlivé indukčnosti prostředků omezujících nárůst proudu a napětí je hodnota indukčnosti a při použití více indukčnosti prostředků omezujících nárůst proudu a napětí je součet hodnot indukčnosti zvolen tak, že poměr meziobvodového napětí na větvi k hodnotě indukčnosti nebo k součtu hodnot indukčnosti je větší 10 nebo roven 1 kA za μβ.
Jádrem vynálezu tedy je, že vypnutelné tyristory GTO jsou řízeny takzvaně tvrdě a prostředky, omezující nárůst napětí, obsahují pouze jeden kondenzátor, který je zapojen paralelně k jedné z antiparalelních diod. Přitom není bez významu, vůči které antiparalelní diodě je kondenzátor 15 zapojen, nebo jestli vůbec je pro každou antiparalelní diodu upraven jeden kondenzátor.
Tento způsob řízení společně s prostředky omezujícími nárůst napětí dovoluje zjednodušení prostředků omezujících nárůst napětí, například pro známá zapojení McMurray aUndeland. Zejména se může snížit počet odporů a diod a hodnoty zbývajících kondenzátorů a indukčnosti 20 se mohou podstatně zmenšit.
Podle výhodného provedení vynálezu obsahují prostředky omezující nárůst proudu obsahují paralelní zapojení jen s jednou indukčnosti a jen s jednou další diodou omezující proud, přičemž toto paralelní zapojení je zařazeno mezi vypnutelné tyristory jedné nebo každé větve a střední 25 vývod indukčnosti tvoří přípoj pro zátěž.
Podle dalšího výhodného provedení vynálezu indukčnost obsahuje dvě oddělené do série zapojené indukčnosti a přípoj pro zátěž je uspořádán ve středu obou indukčnosti.
Podle dalšího výhodného provedení vynálezu jsou prostředky omezující nárůst proudu uspořádány mezi kladným pólem nebo záporným pólem zdroje stejnosměrného napětí a jednou nebo každou větví a obsahují paralelní zapojení jen jedné indukčnosti a jen jedné další diody omezující proud.
Podle dalšího výhodného provedení vynálezu obsahují prostředky omezující nárůst proudu obsahují jednak dvě indukčnosti, které jsou uspořádány vždy mezi vypnutelnými tyristory a příslušnými antiparalelními diodami jedné větve, ajednak další diodu, která je uspořádána mezi vypnutelnými tyristory jedné větve, a přípoj pro zátěž je tvořen spojením antiparalelních diod a indukčnosti uspořádaných mezi antiparalelními diodami a vypnutelnými tyristory .
Podle dalšího výhodného provedení vynálezu jsou vypnutelné tyristory vodivé ve zpětném směru, zejména s lavinovitým napětím od 20 V do 100 V, a prostředky omezující nárůst proudu jsou tvořeny indukčnosti, která je uspořádána mezi vypnutelnými tyristory a antiparalelními diodami jedné větvě.
Podle dalšího výhodného provedení vynálezu je pro více než jeden vypnutelný tyristor paralelně k odpovídajícím antiparalelním diodám uspořádán kondenzátor.
Podle dalšího výhodného provedení vynálezu je paralelně k jedné polovině vypnutelných tyristo50 rů uspořádán další kondenzátor.
Podle dalšího výhodného provedení vynálezu při použití jediného kondenzátoru jako prostředku omezujícího nárůst napětí je hodnota jeho kapacity a při použití více kondenzátorů je součet
-2CZ 290776 B6 hodnot jejich kapacit zvolen tak, že poměr maximálního vypínacího proudu, pro který'· je zapojení dimenzováno, k hodnotě kapacity nebo k součtu hodnot kapacit je větší nebo roven 2 kV za ps.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález bude dále blíže objasněn na příkladech provedení podle přiložených výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje schéma zapojení prvního příkladu provedení, obr. 2 schéma zapojení druhého příkladu provedení vynálezu, obr. 3 schéma zapojení dalšího příkladu provedení vynálezu a obr. 4 schéma provedení vynálezu, při němž je dosaženo nejnižších nákladů na obvodové prvky.
Na obrázcích znázorněné stejné díly jsou zásadně opatřeny stejnými vztahovými značkami.
*
Příklady provedení vynálezu
Na obr. 1 je znázorněno náhradní schéma zapojení prvního příkladu provedení vynálezu. Podle vynálezu jsou řízeny vypnutelné tyristory GTO takzvaně tvrdě, to znamená, že tyto vypnutelné tyristory GTO mají vypínací zesílení IA/IGpeak menší než 3 a při vypnutí jsou ovladatelné vzrůstem anodového napětí alespoň 1 kV/ps. Jako nové omezení zátěže se vyskytují lavinovité jevy během vypínacího procesu. Křemíková plocha polovodičového čipu, která je k dispozici, se může využít homogenně. Takzvaným tvrdým řízením se může zapínací proces urychlit tak, že mez zničení vypnutelných tyristorů GTO se může zvýšit z nynějších 500 A/psna 3000 A/ps a výše. Na obr. 1 je znázorněna jedna větev s prvním vypnutelným tyristorem GTO1 a s druhým vypnutelným tyristorem GTO2, jakož i antiparalelně k nim uspořádané diody Dl a D2. Větev je připojena na kladný a záporný přípoj stejnosměrného zdroje napětí, představovaného meziobvodovým kondenzátorem Czk. Vypnutelné tyristory GTO1, GTO2 se střídavě spouštějí neznázoměnou řídicí jednotkou, jak je popsáno ve shora uvedených spisech, takže na přípoji pro zátěž se vytvoří střídavé napětí. Je samozřejmé, že se může uspořádat více stejným způsobem vytvořených větví, kterými se vybuduje vícefázový systém střídavého napětí. Z důvodu přehlednosti je však na obrázcích znázorněna vždy jen jedna větev.
Prostředky omezující nárůst napětí zahrnují podle příkladu provedení, znázorněného na obr. 1, pro každou větev pouze jeden kondenzátor Cl nebo C2, který je zapojen paralelně kjedné z antiparalelních diod Dl, D2, uspořádaných antiparalelně k příslušnému vypnutelnému tyristorů GTQ1, GTO2. Kondenzátor Cl nebo C2 může být přiřazen k prvnímu vypnutelnému tyristorů GTO1 nebo k druhému vypnutelnému tyristorů GTO2. Je však také možné uspořádat kondenzátor pro každý vypnutelný tyristor, tj. paralelně ke každé antiparalelní diodě.
Při porovnání se známým zapojením McMurray odpadají tedy diody, zapojené mezi antiparalelní diodou a kondenzátorem, a takzvaný nulový odpor. Tím zahrnují prostředky omezující nárůst napětí pouze jednu indukčnost L mezi oběma vypnutelnými tyristory GTQ1, GTO2 jedné větve a k tomu paralelně zapojenou další diodu D3. Přípoj pro zátěž větve může být tvořen buď středním vývodem cívky o indukčnosti L, nebo uzlovým bodem, tedy společným uzlovým bodem dvou jednotlivých do série zapojených cívek.
V rámci vynálezu je možné uspořádat pro každou větev jen jeden kondenzátor nebo pro každý vypnutelný tyristor vždy jeden kondenzátor. V případě jednoho kondenzátoru by jeho kapacita měla odpovídat součtu jednotlivých kondenzátorů.
Vynálezem se zjednoduší také mechanická konstrukce, neboť pro jedno zapojení bude zapotřebí jen 7 nebo 8 chladicích těles místo 10. Avšak rovněž hodnoty zbývajících obvodových prvků se mohou snížit. Pro meziobvodové napětí Um o velikosti 3 kV budou pro kondenzátory Cl aC2 zapotřebí pouze hodnoty 0,5 pF, popřípadě 1 pF, pro jeden kondenzátor místo 3 pF a pro indukčnost hodnota 2 pH místo dosavadní hodnoty 10 pH. Jako návod pro dimenzování je možno říct, že poměr maximálního vypínacího proudu Imax, pro který je zapojení střídače dimenzováno, k hodnotě kapacity nebo k součtu hodnot kapacit kondenzátorů má být větší nebo roven 2 kV za ps. Pro výpočet indukčnosti L nebo indukčností LI, L2 platí pravidlo, že poměr meziobvodového napětí Um k hodnotě indukčnosti L nebo součtu hodnot indukčností LI, L2 je větší nebo roven 1 kA za ps.
Na obr. 2 je znázorněna varianta zapojení podle obr. 1. Přitom jsou indukčnosti LI a L2 prostředků omezujících nárůst napětí uspořádány mezi antiparalelními diodami Dl, D2 a odpovídajícími vypnutelnými tyristory GTQ1, GTO2. Třetí dioda D3 je uspořádána mezi oběma vypnutelnými tyristory GTO1, GTO2 a přípoj je tvořen spojením obou antiparalelních diod Dl. a D2. V tomto zapojení se mohou použít vypnutelné tyristory GTO1, GTO2, jejichž napětí anoda - katoda v blokovacím směru je omezeno přibližně na 20 až 100 V. Tímto způsobem se omezí přepětí na vypínaných tyristorových prvcích svedením do napájecího proudového obvodu.
V důsledku toho se pro tento typ zapojení mohou použít obvyklé vypnutelné tyristory GTO1, GTO2 se zkrácenou anodou.
Na obr. 3 je znázorněno takové provedení vynálezu, které je odvozeno od takzvaného Undelandova zapojení. Opět je k polovodičovým spínačům, tvořeným vypnutelnými tyristory GTO1, GTO2 jedné větve, paralelně připojena vždy jedna antiparalelní dioda Dl, D2. Prostředky omezující nárůst napětí zahrnují pro jednu větev nejméně jeden kondenzátor Cl nebo C2, který je uspořádán paralelně k příslušné antiparalelní diodě Dl, D2. Také zde se může podle potřeby uspořádat buď jen jeden, nebo pro každý vypnutelný tyristor GTO1, GTO2 jeden kondenzátor Cl, C2. Na rozdíl od provedení podle obr. 1 a2 nejsou prostředky omezující nárůst proudu uspořádány mezi vypnutelnými tyristory GTO1, GTO2. nýbrž jsou přivráceny ke kladnému nebo zápornému pólu zdroje stejnosměrného napětí. V příkladu podle obr. 3 jsou prostředky přivráceny ke kladnému pólu a zahrnují indukčnost L a s ní paralelně zapojenou třetí diodu D3.
Na obr. 4 je znázorněno ještě další provedení, které má nejméně složité zapojení. Při použití tyristorů s lavinovitým chováním ve zpětném směru (například v důsledku krátké anody nebo integrovaného lavinovitého pásma) se může vytvořit takové zapojení, u kterého jsou jak polovodičové spínače, tvořené vypnutelnými tyristory GTO1, GTO2, tak také přiřazené antiparalelní diody Dl a D2 pro jednu větev, uspořádány v sérii mezi kladným a záporným pólem zdroje stejnosměrného napětí. Omezení nárůstu proudu je prováděno indukčností L, která je uspořádána ve větvi mezi vypnutelnými tyristory GTO1, GTO2 a diodami Dl, D2. Prostředky omezující nárůst napětí obsahují nejméně jeden kondenzátor C2, který se může zapojit libovolně paralelně k jedné z antiparalelních diod Dl nebo D2. Výhodné je zejména uspořádání s jedním přídavným kondenzátorem C3 zapojeným paralelně k jednomu z vypnutelných tyristorů GTO1, GTO2. Také zde se může uspořádat jen jeden kondenzátor, nebo paralelně ke každé antiparalelní diodě jeden kondenzátor.
U všech uvedených typů zapojení je možno nahradit antiparalelní diodu sériovým zapojením diod s polovičním výkonem. U meziobvodového napětí U™ o velikosti 3 kV je zapotřebí buď jedné antiparalelní diody s 4,5 kV najeden polovodičový spínač, nebo dvou diod s 2,5 kV. Další dioda D3 má s výhodou vysoké propustné napětí. Tím se dosáhne zkrácení doby vypnutí
-4CZ 290776 B6 a zmenší se vliv zotavení. Tím se stane celé zapojení odolným vůči výpadkům způsobeným zotavením. Takovou diodu je možno získat například ozářením vyšší dávkou elektronů než u běžných diod.
Souhrnně lze říci, že vynálezem jsou dány k dispozici potřebné předpoklady pro realizaci zapojení, která nejsou složitá. Počet větví je přitom možno zvolit libovolně. Pro zvýšení dielektrické pevnosti je možno upravit sériové zapojení polovodičů.

Claims (9)

1. Zapojení střídače s alespoň jednou větví se sudým počtem vypnutelných tyristorů (GTO1, GTO2) a s antiparalelními diodami (Dl, D2), zapojenými antiparalelně kvypnutelným tyristorům (GTO1, GTO2), přičemž větev nebo každá větev je připojena ke zdroji stejnosměrného napětí, a střední společný uzlový bod větve nebo každé větve tvoří přípoj pro zátěž, jakož i s prostředky omezujícími nárůst proudu a napětí, které chrání vypnutelné tyristory (GTO1, GTO2) před příliš strmými náběhovými hranami nárůstu proudu a napětí, vyznačující se t í m , že vypnutelné tyristory (GTO1, GTO2) mají vypínací zesílení IA/IGpeak menší než 3 a při vypnutí jsou ovladatelné vzrůstem anodového napětí alespoň 1 kV/ps, přičemž prostředky omezující nárůst napětí pro každou větev obsahují jen alespoň jeden kondenzátor (Cl, C2), který je uspořádán paralelně sjednou z antiparalelních diod (Dl, D2) příslušného vypnutelného tyristorů (GTO1, GTO2), a přičemž prostředky omezující nárůst proudu a napětí obsahují alespoň jednu indukčnost (L), přičemž při použití jednotlivé indukčnosti (L) prostředků omezujících nárůst proudu a napětí je hodnota indukčnosti (L) a při použití více indukčnosti (Ll, L2) prostředků omezujících nárůst proudu a napětí je součet hodnot indukčnosti (Ll, L2) zvolen tak, že poměr meziobvodového napětí (Um) na větvi k hodnotě indukčnosti (L) nebo k součtu hodnot indukčnosti (Ll, L2) je větší nebo roven 1 kA za ps.
2. Zapojení podle nároku 1, vyznačující se tím, že prostředky omezující nárůst proudu obsahují paralelní zapojení jen s jednou indukčnosti (L) a jen s jednou další diodou (D3) omezující proud, přičemž toto paralelní zapojení je zařazeno mezi vypnutelné tyristory (GTO1, GTO2) jedné nebo každé větve a střední vývod indukčnosti (L) tvoří přípoj pro zátěž.
3. Zapojení podle nároku 2, vyznačující se tím, že indukčnost (L) obsahuje dvě oddělené do série zapojené indukčnosti (Ll, L2) a přípoj pro zátěž je uspořádán ve středu obou indukčnosti (Ll, L2).
4. Zapojení podle nároku 1, vyznačující se tím, že prostředky omezující nárůst proudu jsou uspořádány mezi kladným pólem nebo záporným pólem zdroje stejnosměrného napětí a jednou nebo každou větví a obsahují paralelní zapojení jen jedné indukčnosti (L) a jen jedné další diody (D3) omezující proud.
5. Zapojení podle nároku 1, vyznačující se tím, že prostředky omezující nárůst proudu obsahují jednak dvě indukčnosti (Ll, L2), které jsou uspořádány vždy mezi vypnutelnými tyristory (GTO1, GTO2) a příslušnými antiparalelními diodami (Dl, D2) jedné větve, ajednak další diodu (D3), která je uspořádána mezi vypnutelnými tyristory (GTO1, GTO2) jedné větve, a přípoj pro zátěž je tvořen spojením antiparalelních diod (Dl, D2) a indukčnosti (Ll, L2) uspořádaných mezi antiparalelními diodami (Dl, D2) a vypnutelnými tyristory (GTO1, GTO2).
-5CZ 290776 B6
6. Zapojení podle nároku 1, vyznačující se tím. že vypnutelné tyristory (GTO1, GTO2) jsou vodivé ve zpětném směru, zejména s lavinovitým napětím od 20 V do 100 V, a prostředky omezující nárůst proudu jsou tvořeny indukčností (L), která je uspořádána mezi vypnutelnými tyristory (GTO1, GTO2) a antiparalelními diodami (Dl, D2) jedné větvě.
7. Zapojení podle některého z předcházejících nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že pro více než jeden vypnutelný tyristor (GTO1, GTO2) je paralelně k odpovídajícím antiparalelním diodám (Dl, D2) uspořádán kondenzátor (Cl, C2).
8. Zapojení podle nároku 6, vyznačující se tím, že paralelně kjedné polovině vypnutelných tyristorů (GTO1, GTO2) je uspořádán další kondenzátor (C3).
9. Zapojení podle některého z předcházejících nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že při použití jediného kondenzátoru (Cl, C2) jako prostředku omezujícího nárůst napětí je hodnota jeho kapacity a při použití více kondenzátorů (Cl, C2) je součet hodnot jejich kapacit zvolen tak, že poměr maximálního vypínacího proudu, pro který je zapojení dimenzováno, k hodnotě kapacity nebo k součtu hodnot kapacit je větší nebo roven 2 kV za ps.
CZ19961705A 1995-06-26 1996-06-11 Zapojení střídače CZ290776B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19523095A DE19523095A1 (de) 1995-06-26 1995-06-26 Stromrichterschaltungsanordnung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ170596A3 CZ170596A3 (en) 1997-01-15
CZ290776B6 true CZ290776B6 (cs) 2002-10-16

Family

ID=7765232

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ19961705A CZ290776B6 (cs) 1995-06-26 1996-06-11 Zapojení střídače

Country Status (11)

Country Link
US (1) US5731967A (cs)
EP (1) EP0751612A3 (cs)
JP (1) JPH0919165A (cs)
KR (1) KR970004259A (cs)
CN (1) CN1065373C (cs)
CA (1) CA2174818A1 (cs)
CZ (1) CZ290776B6 (cs)
DE (1) DE19523095A1 (cs)
IN (1) IN193010B (cs)
SK (1) SK79696A3 (cs)
TW (1) TW307940B (cs)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10164843A (ja) * 1996-12-02 1998-06-19 Toshiba Corp 電力変換装置
KR100433954B1 (ko) * 1999-08-04 2004-06-04 주식회사 포스코 쓰리 레벨 지티오 인버터/컨버터용 스너버 회로
EP1195886A1 (de) * 2000-09-29 2002-04-10 ABB Schweiz AG Rückwärtsleitender Gate Commutated Thyristor sowie dessen Anwendung
WO2007084039A1 (en) * 2006-01-20 2007-07-26 Abb Technology Ltd. A converter
JP2009004499A (ja) * 2007-06-20 2009-01-08 Kansai Electric Power Co Inc:The ｐｎダイオード、電気回路装置、および電力変換装置
JP5304416B2 (ja) * 2009-04-28 2013-10-02 富士電機株式会社 電力変換回路
US20120049834A1 (en) * 2009-05-07 2012-03-01 The Curators Of The University Of Missouri Circuit and method to suppress the parasitic resonance from a dc/dc converter
CN103019143B (zh) * 2011-09-26 2016-04-20 西门子瑞士有限公司 通知设备电路及通知系统
CN102830740B (zh) * 2012-08-23 2014-04-30 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种高效率的偏置电压产生电路
DE202013104510U1 (de) 2013-10-04 2013-11-14 Abb Technology Ag Halbleiterstapel für Umrichter mit Snubber-Kondensatoren
EP4119957A1 (de) * 2021-07-16 2023-01-18 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Verfahren zum überwachen einer schutzeinrichtung

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2931070C2 (de) * 1979-07-28 1984-07-19 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Selbstgeführter Wechselrichter mit ein- und ausschaltbaren Leistungshalbleitern
DE3215589A1 (de) * 1982-04-27 1983-10-27 Rainer Dipl Ing Marquardt Beschaltung ohne prinzipbedingte verluste fuer elektronische zweigpaare in antiparallelschaltung
DE3544232A1 (de) * 1985-12-12 1987-06-19 Licentia Gmbh Schaltungsanordnung zur ueberstrombegrenzung in einem wechselrichter mit abschaltbaren leistungshalbleitern z.b. gto-thyristoren
DE3743436C1 (de) * 1987-12-21 1989-05-11 Siemens Ag Schaltentlasteter,verlustarmer Dreipunktwechselrichter
DE3801327A1 (de) * 1988-01-19 1989-07-27 Asea Brown Boveri Entlastungsnetzwerk fuer sperrspannungsfreie zweigpaare eines mehrphasigen stromrichters
DE3823399A1 (de) * 1988-01-28 1989-08-10 Asea Brown Boveri Entlastungsnetzwerk fuer elektronische zweigpaare in antiparallelschaltung
DE3822493A1 (de) * 1988-07-02 1990-01-04 Asea Brown Boveri Rueckspeisendes entlastungsnetzwerk fuer elektronische zweigpaare in antiparallelschaltung
DD278452A1 (de) * 1988-12-21 1990-05-02 Elektroprojekt Anlagenbau Veb Beschaltungsnetzwerk fuer halbleiterschalter in mehrphasiger anordnung
DE4121177A1 (de) * 1990-06-23 1992-01-16 Licentia Gmbh Schaltungsanordnung zur abschaltentlastung eines wechselrichterzweigpaares
DE59010931D1 (de) * 1990-12-08 2003-03-06 Abb Schweiz Ag Schaltanordnung für einen HF-GTO
DE4136181A1 (de) * 1991-11-02 1993-05-06 Asea Brown Boveri Ag, Baden, Aargau, Ch Gto-thyristorschaltung
US5448467A (en) * 1992-04-13 1995-09-05 Ferreira; Jan A. Electrical power converter circuit

Also Published As

Publication number Publication date
US5731967A (en) 1998-03-24
JPH0919165A (ja) 1997-01-17
EP0751612A3 (de) 1998-04-22
IN193010B (cs) 2004-06-19
CN1145547A (zh) 1997-03-19
CZ170596A3 (en) 1997-01-15
CN1065373C (zh) 2001-05-02
EP0751612A2 (de) 1997-01-02
DE19523095A1 (de) 1997-01-02
KR970004259A (ko) 1997-01-29
TW307940B (cs) 1997-06-11
CA2174818A1 (en) 1996-12-27
SK79696A3 (en) 1998-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ340896A3 (en) Rectifier circuit arrangement
KR101853001B1 (ko) 역방향 도통 전력 반도체 스위치를 포함하는 모듈식 다중 컨버터
CA2640688C (en) Switchgear cell and converter circuit for switching a large number of voltage levels
CN108702105B (zh) 用于模块化多电平换流器的双子模块和包括该双子模块的模块化多电平换流器
KR101353784B1 (ko) 다수의 스위칭 전압 레벨들을 스위칭하기 위한 변환기 회로
US6219265B1 (en) Three-point converter and method for its operation
US8873258B2 (en) Method for inhibiting a converter with distributed energy stores
KR20180037009A (ko) 마트료시카 컨버터
US4926306A (en) Electric power converter
CA2099944C (en) Solid-state switch
CZ290776B6 (cs) Zapojení střídače
US5287260A (en) GTO rectifier and inverter
WO2017055243A1 (en) Semiconductor switching string
CN108886320B (zh) 包括与钳位电感器并联的能量转换器的转换器单元
JP2619165B2 (ja) 電力変換装置
EP0288111B1 (en) Symmetrical electrical snubber circuit
JP2505080B2 (ja) 電力変換装置
EP3796539B1 (en) Modular switching cell
WO2024124538A1 (en) Ac-to-ac power converter
JP2800524B2 (ja) 直列多重インバータ
JP2000166248A (ja) 電力変換装置
WO2021111526A1 (ja) 電力変換装置
Wang et al. T-Type Modular DC Circuit Breaker (T-Breaker)
WO2024012696A1 (en) Converter circuit
CN115836470A (zh) 作为模块化多级转换器的混合单元的子模块

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20030611