DE1462755A1 - Impulsformerstufe - Google Patents

Description

• @mpitlaforme ratu fe

  V V? Erf_adwlg .Liegt auf dem tebie'; dor Impulstechnik und

  bt#tr.'fft oinci @mpia:;,@trmerstufe xu:c- r^aougculg von trapezförmigen

  Z#ind.Lmpu#..son

  fiteuerbarer Zeitdauer, -,Iaabesondere für

  ;;@miaali-@@nrluict.#f ro',as@ae @iz@yrist@:rwt:;har:.grantel:ez°, welche

  einen oder noti-raren fmj)ulegebern ®inea vom Wechseletrometeller

  @;r.v@n.s@:@h gat:rennGen Stouerßeräteo xugeollnot Ist.

  Unter der %jzƒ:ichnimg lmpulsfcrme:: a.@ --ad in der Impulötech-

  xzik bisher Trt.ggarachal Lungen fvr elektronische Geräte, bei-

  a4vi@r.s@rro.B@ Ei-üamitai mpulerbildend: SSchmid t-tfrigger, die in Ver-

  bindung r.iit L llt:tor 5@mE) l diode arbeiten, zi%r Steuerung von elek-

  Gens.iraturen iznd von verhältniomäßig geringer Impuls-

  @.-@iaung bakgnu,t.

  Ea .st- fe::uer oine impulefcrmersnha--t ;jag beka$at, die aus

  iner re:@@.tä.::: beliebig lang andauernden T-Lagangai.gnal, das

  irerformt nein .kann, einen prellfreien rechteckför-

  @:@_gc@n dci.'.i.nierter ZLitdaudx erzeugt. Diese Schal-.

  @.-zng arbeitet J.r. Vorbf.rciung mit alcktronie;-Ihen Speichern und

  i @@gt.oc''@cz@. @@@c#:ca.ipftuigef,@.i,edctrn. Xh?@s Aucaßr,agflleistung ist oben-

  `'.@

  Dieac bekanntaa Schaltungen sind deshalb als Impuleformer-

  stufe fürhris@sorsreuerung nicht gaaignet.

  .Vor Erfluiirog hingagon liegt, worauf einleitend bereits

  t l.agoig»Lenon. 1.icerdn. 3iQ Aufgabe zugmri-lä, eine Anordnuxig zur Bi1-

  dung trnpezlöiuie:e Ianu'lsa von atauerbarer Zeitdauer in einem

  ezlchen leistunganaveau zu erstellen, daß sie zum ZüMisn eine$

  nryristo.ra odo>:, saGar :,um gleichzeitigen Zünden mehrerer Thyr' .-

  storex: gaeigxo ,#t' und sota.t in Steuargaräten für Wech$elstrom-

  steller anwendbar -Lst, wenn die gorm der vom eigentlichen Impuls-

  geber galiaferen -ünd-#= pulse nicht ausreicht-. Bai ohm ischin-

  duktiver Last 5eispielaweise sind wegen der rnasenverachiebung

  zwischen str.ra und Spannung im allgemeinen Zündimpulso mit einer

  einstellbaren grUaren Zeitdauer erforderlich, insbesondere von

  etwa 'f80`>- -x oder mindosteng von 90° für Einphaaenwechselstrom-

  stel ter und von etwa 2-100-o4 für Drehatromsteller.

  Der Winkel e". heiße Steuerwinkel und entspricht dor Zeit-

  dauer vom Beginn einer Halbperiode der einen Thyrietor des

  t@'achselr@ tromte.tara bzw. Drehatromstellers im gesperrten Zu- . .

  otand be laaten;ißn Ne tzwechsel- oder üetzphasenapan@ung, dis zum

  Eegiznr: die ZUndimpulsea.

  rar Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, das Thyri--

  storetel"lgli3d vom Steuergerät galvanisch getrennt au halten,

  ofsze dabei die erheblich langen Trapegimpulee vom Impii-, sformer-

  geil zum Thyristerstollglied induktiv übertragen rau mäasens da

  hierzu Übertrager mit verhältnismäßig hoher Idindungesahl und

  großem giaenquerschnitt erforderlich wären, sofern diese Über-

  trager einen Eisenkern kommerzieller Art enthalten.

  Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß der Steuer-

  stromkreie eines jeden fhycistora des Wechselstromstellers einen

  in Plußriehtung des Steuerstromes gepolten Thyristor enthält,

  der durch den Impulsgeber den Steuergerätes über einen Impuls-

  übertrager gemündet: werden kann und in Reihe au diesem Tlyristor

  einen durch gt sich ablösende pulsierende Gleichströme ge-

  steuerten Transistor aufweist und an Eine Gleichapannungequella

  angeschlossen ist.

  Nach einem weiteren Merkmal der Erti:edung werden die deu

  Transistor steuernden pulsierenden Gleichströme einem Gleich-

  richter in Mittelpunktechaltung entnommen, dessen Ei.ngangs--

  wechrelspamung aus zwei einueförmigen Teilspannuna".die gegen-

  einender um weniger als 180°e1 phasenverschoben sind, susanmen-

  gesetzt ist. Bach einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der

  Erfi-mduag sind diese beiden Teilspannungen gegeneinander um

  50°e1 phasenverschoben und werden an einem Drehstromtransforma-

  tor in Sternschaltung abgegriffen, wobei die Anschlußweise der

  Abgriffe en der einen Strsngwieklung gegenüber der en der ande-

  ren Strangwicklung in bekannter Weise vertauscht ist. Die eich

  ablösenden pulsierenden Gleichströme an Ausgang den Gleichrich-

  ters umfassen dann einen Steuerbereich von 2.40°e1. Dieser 8e-

  reich kann durch Umpolen der Anechlußwei®e an der eiüen Stra'g-

  wickluag auf 300oel erweitert werden.

  Bei einer boeonderen Ausführungsform gemäß der Erfindung

  liegen der Transistor und der Thyristor in der einen Gleich-

  stromzuleitung der Impulaformeretufe. Zwischen der Verbindung.

  Thyristor - Transistor und der anderen ßleichatromaüleitung kann

  ein Kondensator ang3schloesen werden. Damit wird erreicht, daB

  mit Hilfe der Ladung dieses Kondensators das Zünden des Steuer-

  kreisthyristors unterstützt wird, wenn der Zündimpuls bei großem

  Steuerwinkel, d.h. in einem Zeitpunkt einsetzt, in dem die Steu-

  erspannung des Transistors klein und dieser Transistor somit

  nicht mehr voll aufgesteuert ist.

  Nach einer einfachen bevorzugten Ausführungsform gemäß der

  Erfindung wird die Zeitdauer den Zündimpulses durch Verschieben

  der Impulaphasenlaga des die Impulaformeretufe steuernden Impuls-

  gebers eingestellt, der gemäß eine. Hauptmerkmal der Erfindung

  den Thyristor den Steuerstromkreises oder der Impüle: örnieretufe

  über einen Impulaübsrtrager ansteuert:.

  Bei einem aus einer Antiparallelschaltung zweier Tbyristoren

  bestehenden Einphaeonwechselstrometeller ist im Steuerteil die

  Erfindung in der Weise anwendbar, daß beide Steuerstromkreise

  der Thyristor-Antiparallelschaltung als Impuleformerstufe gemäß

  der Erfindung und c:eren Impulsübertragerwicklungen als getrennte

  SeiundärwicklranESusgangsübetr$ger@a Ii.nes diese Xopulfos,

  merßtufe steuorndsn Impulegeber® (Z#aipulegebers) suspbi@t

  sind.

  Bef.einem mehrphasigen Wechseletrom»teller mit Thyr@storßn

  ist die Erfindung in sntapreohender Weise anwendbar,, indeM, alle

  fhyristor-Steueratromkreiee den Wecbeelgtromstellers als ,Impuls--

  formeretuten gemäß der Erfindung, ausgebildet sind und als .Im-,

  die Ausgangsübertrager eiaea riehrpu3.eimpul-sgebc@rs

  verwendet werden. Bei einem Drehstrometeler beispieloweise sind

  die Steuerstromkreise der. sechs ,`,bißtoren als Impulsforretu-fen gemäß-der Erfindung ausgebildet und, die Impulsübertrager

  dieser Impuleiformerstufen sind mit, den.se,cäs Ausgangeübertrage=

  eines Sechspulsimpulegebers identisch.

  Eine Anwendung der Tmpuleformar.,itufe gemäß der Erfindung 18t

  außer bei Wechselstrometellern auch bei gepulsten Gleichotrom-

  stellern und Stromrichtern md.t istoren denkbar:

  Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines äKusf`ührungs-

  beispiels in Verbindung mit den giguren 1 und 2 erläutert. Das

  bu.sfübzungebe spIpl besieht sich auf d19 Anwendung der.Impu4e-

  farmerstufe _ge,,U dar Ectindung bei-einen Einphasenweahaeletron-.

  stellar in einem . gtimiech-induirti"u Verbraucherstromkreis. : ,

  In "21g.1 -st die 'betreffende Schaltungsanordnung, in Pig.2

  der eeitJache Verlauf der Opannungen und Ströme dargestellt. .

  In gig.1 sind . die Steuerstromkreise der beiden Thyristoren

  des Einphasenweehselstrometellers mit 1 bzw. 2 bezeichnet. In

  diesen, Steuerstromkreisen ist weiter mit 11 bzw. 21 ein Thyri-

  stor bezeichnet, dessen Steuerstromkreis je eine _lmpulaübertra-

  gerwicklung 12 bzw. 22 enthält. Beide Wicklungen sind getrennte

  Bekundärwisklungen des Impulsübertragers eines den Wechselstrom-

  eteller steuernden Impulsgebers 192 . Dieser Impulsgeber wird

  in bekannter Weise aua der Betriebestromquelle des Wechseletrom-

  stellers versorgt. Mit 13 bzw. 23 ist ferner je ein Transistor,

  mit 14 bzw.-24 je eine Gleichstromquelle und mit 15.bsw. 25 je

  ein Kondensator bezeichnet, welcher die eine Gleichstromsulei-

  tung 17 bzw. 2? mit dem zwischen dem Transistor 14 bzw.24 und

  dem Thyristar 11 bzw. 21 liegenden Teil der anderen Gleichstrom-

  auleitung 't6 bzw. 26 verbindet. Die Steuerstromkreise der Tran-

  eistoren sind jeweils an einem Gleichrichter in Mittelpunktschal-

  tung angeschlossen. In den beiden Wicklungshälften am Eingang

  dieser Gleichrichterschaltung werden synchron zur Betriebs-

  wechselapannung des Wechseletromstellers siausförmige,ßpannungen

  ü2, U3 induziert, die gegenseitig phauenverechoben sind. Nach _

  a . f.s

  fig.2 beträgt die Phasenverschiebung dieser Vechselspananngen

  C"40. In Fig.2 ist der apannungsverlauf dargestellt,, der sich a: "

  Ausgang der Gleichrichter®ehaltung ergibt. Mit ü und U3 sind

  die Sinushalbwellen der-beiden Wechselspannungen

  die

  seitlich aufeinander folgen und sich ablösen. Ihre Gesamtbreite

  beträgt 246°. Mit U1 .ist die Betriebsspannung, des Weohsslatrom-#

  steilers_bezeichnet. Die phasenmäüige Zuordnung gesU Fig.2

  kann beispielsweise dadurch erzielt werden, daß bei einem Dreh-

  stroatranstormator in Sternschaltung die verkettete gpannuag als

  Betriebeepanuung U,1 und die beiden sugeordneten @traumannungea

  als Tersorgungsspn U2#' U3 für die Gleichrichtersohaltung

  heraage:ogen'wordeä. lach Pig.2 ist ersichtlich, daß die Gq-

  saatbreite der den Transistor steuernden Spannung nicht nur

  den für einphasige Wechselotromstelier benötigten Steuerbereich

  von 18f°- 0c , sondern auch den für Drehstromsteller ert'order-

  lichen Steuerbereich von a"10°- a geigend weit überdeckt. Damit

  wird sichergestellt, daß die 'Thcansistoren 13-, 23 durch die

  gleichgerichtete Spannung U2,, U3 genügend weit aufgesteuert sind,

  wenn die Zünäimpulse i1 und 12 des Impulsgebern 1,2 am Beginn

  oder, wie in I`ig:2 dargestellt, am Ende einer Halbperiode der

  Betriebespännu U,1 auttreten. Heim Auftreten dieses ZUMiapul-

  ses wird der riator @11 bar. 2't der Impnlstormerstufe 1 bsw. 2

  gesüMet und damit das Einsetzen des trapezförmigen Impulsen I1,

  12 festgelegt. Das Wade dieses Iapulees liegt etwa im Zeitpunkt

  des hinteren Walldurchgangs der gleichgerichteten Spannung U2,

  U3, in der der Transistor zugesteuert wird. Die Breite dieser

  Trapesimuise wird somit durch ein seitlichen Verschieben der vor-

  deren Ispnieflanre in lbhüagig»it von der Phasenlage der Zündirr

  pulse den

  't., 2 in einem Bereich von 180°-a eichen

  gesteuert:

Claims (1)

1. P a t e nVt a n s v r ü c h e : n1r#i#rinlrbl 1 YII #ri1@r11ri1 1:) sformerstufe zur Erzeugung von trapezfcrmigen .Zzapuleen längerer steuerbarer Zeitdauer, insbesondere für ohmiech-induktiv belastete Thyrietorwechaelatrometeller, welche einen oder mehreren Inpulagebern eines vom Wecheelstroasteller galvanisch getrennten Steuergerätes zugeordnet ist, dadurch ge- kennzeichnet, daß der Steuerstromkreis (1 bzw. 2) einen jeden Thyrietors des WSehseletromstellers einen in P1uBrichtung den Steuerstromes gepolten MWrietor ( 11 bzw. 21) enthält, der durch den Impulsgeber (1,2) den Steuergerätes über einen Impuls- fibostrager (12 btw: ''22) . Set,et werden kann =,d in Reihe zu , ' diedwa : Tlnei.at@r (II bzw. 2'1) einen durch zwei sich ablösende pulsierende Gleichströme gesteuerten Transistor (13 bsw. 23) aufweist und. an eine tileichspannungsquelle (14 bzw. 24) ame- schlossen ist. 2.) Impuleformerstufe nach Anspruch 1, dadurch geltenaseich- net, daß die den Tranaietor (13 bzw. 23) steuernden pulsieren- den :Qleiehsträme einem Gleichrichter (1ß bzw. 28) in Mittel- Le@ch@sel puntttechaltung entnommen werden, dessen Eingangunb aua zwei Tel1epanaungea (U2, U3) su$amm"gesetzt ist, die geg:neeitig ruß: weniger als 1g0°41 phasenverschoben sind. '.) Impuleformeretufe nach Anspruch 2, dadurch gekenazeich#o net, daB die beiden Teilspannungen (U2, U3) gegeneinander ' ;. - . 60°e1 phasenverschoben sind und die eich ablösenden pulsieren- den Gleichströme einen Steuerbereich von 2400e3. umfassen. 4.) Impulsformeretufe nachuaru dadurch gekennzeich- net, daBder Tlyristor ('t1, bzw. 21) und der iraneistor ('13 bzw.. 23) in der einen Gleichstromzuleitung.: ('16 bzw., 26) das ßteuer-. stromkreiaes (1 bzw. 2) liegen und deren Yrerbindung über..einea Kondensator ('15. bzw. 25) mit der anderen Qlelehstromzuleit (17 b$w. 27). verbunden ist. @5:).Zmpulatoräeretufe näch Anäpxueb'1-dadurch g®kennzeich@- net, daß die @Zeitdaüer des Ziindimp'ulses `(11 bzw. I2) durch Ver- schieben der Phasenlage des- Impulses des xmpulsg'ebera (1, 2) ein-- stallbar :ist: . . . . . . ... 6.) Impulsformerstufe nach Aaspruch ", bis ,5, dadurch ga-.. kennzeichnet`, daß sie in a Verbindung mit einem ?weipuls-Steuer.-:- ea- .. gerät zur Steuerung von induktiv-ohmisch belasteten Einpaaja Wecheelstromstellern verwendbar ist. `p) Impulsformerstufe nach- Anspruch 't, bis 5, dadurch so- kennzeichnete daß Sie in Verbindung,,m@t ;einem, Mehrpula»Stzuerr gerät zur Stau' :von iudukt@v-ohmiegh belasteten mehrphasigen Wechse1strometellei,verwendbar , Ist. 8.) Impulaformeretufe nach Anspruch, dadurch gehennsOiCh- net, daß sie in Verbindung mit einem Dreipule-Bteuergerät zur Steuerung von induktiv-ohesch belasteten Drehstromsteliern ver- wendbar ist... 9. Impulßformeretufe nach Anspruch 1 bis dadurch ge- kennzeichnet, däß sie bei gepulsten Gleichstromstellern ehrend- bar ist. 10.) Impulsformeretufe nach Anspruch 1 bis, dudurch-- kennseiohnet, da$ sie bei gepulsten -8tromrichteAt: verwendbar ißt: ,,