DE1462755B2

DE1462755B2 -

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Publication number: DE1462755B2
Application number: DE19661462755
Authority: DE
Priority date: 1966-07-29
Filing date: 1966-07-29
Publication date: 1970-08-13
Also published as: DE1462755A1

Description

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Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Impulstech- festgelegt sind, durch wenigstens einen gemeinsamen

nik und betrifft einen Impulsformerschaltkreis zur Er- Impulsgeber über einen Impulsübertrager und je eine

zeugung von nahezu rechteckförmigen Zündimpulsen gesonderte Sekundärwicklung gezündet werden, wäh-

für in ohmisch-induktiven Wechselstromkreisen gegen- rend die zugehörigen Transistoren jeweils durch zwei

parallelgeschalteten Thyristoren mit einer mit dem 5 mittels Gleichrichter in Mittelpunktschaltung gleich-

Steuerwinkel veränderlichen Impulsdauer, der einem gerichtete, um 60° el gegeneinander phasenverscho-

oder mehreren Impulsgebern eines von den Wechsel- bene Wechselspannungen leitend gesteuert sind, welch

Stromkreisen galvanisch getrennten Steuergerätes zu- letztere, von zwei Phasenspannungen eines symmetri-

geordnet ist. sehen Dreiphasennetzes gebildet, zusammen die Wech-

Unter der Bezeichnung Impulsformer sind in der io selspannung des Wechselstromkreises als Resultie-

Impulstechnik bisher Triggerschaltungen für elektro- rende bilden.

nische Geräte, beispielsweise Einheitsimpulse bildende Zwei um 60° el phasenverschobene Wechselspan-Schmitt-Trigger, die in Verbindung mit einer Tunnel- nungen können beispielsweise an einem Drehstromdiode arbeiten, zur Steuerung von elektronischen transformator in Sternschaltung abgegriffen werden, Generatoren und von verhältnismäßig geringer Im- 15 wobei die Anschlußweise der Abgriffe an einer Phasenpulsleistung bekannt. wicklung gegenüber der an der zweiten Phasenwick-

Es ist ferner eine Impulsformerschaltung bekannt, lung in bekannter Weise vertauscht ist. Durch die Erdie aus einem zeitlich beliebig lang andauernden Ein- findung wird der Vorteil erzielt, daß durch die beiden gangssignal, das durch Prellen verformt sein kann,. gleichgerichteten Wechselspannungen die Transistoren einen prellfreien rechteckförmigen Ausgangsimpuls 20 der Thyristor-Steuerstromkreise jeweils in einer Zeitdefinierter Zeitdauer erzeugt. Diese Schaltung arbeitet spanne von 240° el aufgesteuert sind. Für die Steuein Verbindung mit elektronischen Speichern und logi- rung der Stromführungsdauer der gegenparallelgeschen Verknüpfungsgliedern. Ihre Ausgangsleistung schalteten Thyristoren im Wechselstromkreis mittels ist ebenfalls verhältnismäßig gering. der Thyristorschalter in den Steuerstromkreisen ergibt

Diese bekannten Schaltungen sind deshalb als 25 sich somit ein maximaler Steuerbereich von mehr als

Impulsformerschaltkreis für Thyristorsteuerung nicht 180° el, nämlich 240° el. Ist die Anschlußweise der

geeignet. " _ Spannungsabgriffe an den beiden Phasenwicklungen

Der Erfindung liegt, worauf einleitend hingewiesen die gleiche, so wird der Steuerbereich sogar auf maxiwurde, die Aufgabe zugrunde, einen Impulsformer- mal 300° el erweitert. Durch die Erfindung wird überschaltkreis zur Bildung nahezu rechteckförmiger Im- 30 dies noch der Vorteil erzielt, daß mit dem Impulspulse veränderbarer Zeitdauer mit einer solchen Lei- formerschaltkreis die Impulsgeberimpulse erheblich stung anzugeben, daß sie zum Zünden jeweils eines verstärkt werden können.

Thyristors oder zum gleichzeitigen Zünden mehrerer Nach einer Ausgestaltung der Erfindung liegen Thyristoren geeignet ist und somit zum Steuern Transistor und Thyristorschalter in einer Gleichstromleistungsstarker Wechselströme anwendbar ist, wofür 35 zuleitung der Steuerstromkreise und sind mit der andedie Größe und Impulsdauer der Zündimpulse bekann- ren Gleichstromzuleitung mittels eines Kondensators ter Impulsgeber nicht ausreicht. Bei einem ohmisch- verbunden. Damit wird erreicht, daß mit Hilfe der induktiven Wechselstromkreis sind wegen der Phasen- Ladung dieses Kondensators das Zünden der Thyriverschiebung zwischen Strom und Spannung im allge- storschalter unterstützt wird, wenn die rechteckförmeinen Zündimpulse mit einer längeren Impulsdauer 40 migen Zündimpulse in einem Zeitpunkt einsetzen, in als bei einem ohmschen Stromkreis erforderlich, bei- dem die Steuerspannung der Transistoren klein ist und spielsweise von etwa 180° el —α oder mindestens von die Transistoren nicht voll auf gesteuert werden.
90° el bei einem Einphasenwechselstromkreis und von Die Zeitdauer der rechteckförmigen Zündimpulse etwa 210° el —<x bei einem Dreiphasenwechselstrom- ist durch Verschieben der Phasenlage der vom Impulskreis (« = Steuerwinkel). 45 geber an die Thyristorschalter abgegebenen kurzen und

Zur Erläuterung sei hier angemerkt, daß unter dem leistungsschwachen Impulse einstellbar, die gemäß der

Steuerwinkel α die Zeitdauer vor dem Zeitpunkt des Erfindung über einen Impulsübertrager und je eine ge-

Zündimpulses zu verstehen ist, in der ein Thyristor sonderte Sekundärwicklung übertragen werden,

unter Wechselspannung in der Durchlaßrichtung ge- Bei einem Einphasenwechselstromkreis mit zwei

sperrt ist. 50 gegenparallelgeschalteten Thyristoren sind zwei als

Es liegt der Erfindung ferner die Aufgabe zugrunde, Impulsformerschaltkreis gemäß der Erfindung arbeieinen Impulsformerschaltkreis anzugeben, bei dem tende Steuerstromkreise zusammen mit einem Zweider Impulsgeber des Steuergerätes von den Thyristoren pulsgeber und einem Impulsübertrager mit zwei gedes Wechselstromkreisen galvanisch getrennt ist, ohne trennten Sekundärwicklungen anwendbar, an welchen Impulsübertrager zur Übertragung längerer Recht- 55 die Steuerstrecken der Thyristorschalter der Steuereckimpulse vom Impulsformerschaltkreis zudenThyri- Stromkreise angeschlossen sind,
stören verwenden zu müssen, da hierzu Überträger Bei einem Mehrphasenwechselstromkreis mit einer mit verhältnismäßig hoher Windungszahl und großem der Phasenzahl gleichen Anzahl gegenparallelgeschal-Eisenquerschnitt erforderlich wären. teter Thyristorpaare ist die Erfindung entsprechend an-

Die Lösung dieser Aufgaben besteht erfindungsge- 60 wendbar, indem je zwei einem Thyristorpaar zugemäß darin, daß die zwei Steuerstromkreise der gegen- ordnete Steuerstromkreise als Impulsformerschaltkreis parallelgeschalteten Thyristoren eines Wechselstrom- gemäß der Erfindung ausgebildet sind und dazu je ein kreises je einen in der Flußrichtung des Steuerstromes Zweipulsgeber sowie ein Impuls Übertrager mit zwei gepolten Thyristorschalter und je einen Transistor in getrennten Sekundärwicklungen vorgesehen werden. Reihenschaltung enthalten und an je eine Gleich- 65 Beispielsweise sind bei einem Dreiphasenstromkreis Spannungsquelle angeschlossen sind und .daß die mit drei gegenparallelgeschalteten Thyristorpaaren Thyristorschalter in den Zeitpunkten, welche mit dem dreimal zwei Steuerstromkreise als Impulsformerfür den Wechselstromkreis vorgegebenen Steuerwinkel schaltkreise gemäß der Erfindung vorzusehen, ferner

drei Zweipulsgeber und drei Impulsübertrager mit je zwei getrennten Sekundärwicklungen.

Die Anwendung des Impulsformerschaltkreises gemäß der Erfindung ist auch bei Thyristorstromrichtern denkbar.

Nachstehend wird die Erfindung durch ein Ausführungsbeispiel an Hand der F i g. 1 bis 3 erläutert. Das Ausführungsbeispiel betrifft die Anwendung des Impulsformerschaltkreises gemäß der Erfindung bei einem ohmisch-induktiven Einphasenwechselstromkreis mit einem aus zwei gegenparallelgeschalteten Thyristoren bestehenden Thyristorstellglied.

F i g. 1 zeigt die betreffende Schaltungsanordnung.

F i g. 2 zeigt Diagramme von Wechselspannungen und Zündimpulsen;

F i g. 3 zeigt ein Vektordiagramm zur Erläuterung der Phasenbeziehung der Wechselspannungen.

In F i g. 1 sind die Steuerstromkreise der gegenparallelen Thyristoren 71 und T2 zuordnungsgemäß mit 1 und 2 bezeichnet. Die Steuerstromkreise 1 und 2 enthalten je einen Thyristorschalter 11 und 21. Diese erhalten kurze und leistungsschwache Zündimpulse Z₁, 4 von einem gemeinsamen Impulsgeber G₁, G₂ bekannter Art mit einem Impulsübertrager über zwei getrennte Sekundärwicklungen des Impulsübertragers. Der Impulsgeber ist an der Betriebswechselspannung U₁ des Wechselstromkreises angeschlossen. In den Steuerstromkreisen 1 und 2, welche den Impulsformerschaitkreis im Sinne der Erfindung darstellen, ist mit dem Thyristorschalter 11 bzw. 21 ein Transistor 13 bzw. 23 in Reihe geschaltet, die beide in einer Gleichstromzu-Jeitung 16 bzw. 26 angeordnet sind. Die Steuerstromkreise sind an je eine nicht dargestellte Gleichspannungsquelle 14 bzw. 24 mit einer Gleichspannung CZ₁₄ bzw. (T₂₄ angeschlossen. Über einen Kondensator 15 bzw. 25 ist der zwischen Transistor und Thyristorschalter verlaufende Teil der Zuleitung 16 bzw. 26 mit der anderen Gleichstromzuleitung 17 bzw. 27 der Steuerstromkreise verbunden. Die Transistoren 13 und 23 werden im Gegentakt auf und zu gesteuert durch zwei mittels Gleichrichter 18 und 28 in Mittelpunktschaltung gleichgerichtete Wechselspannungen U₂, f/₃, die um 60° el gegeneinander phasenverschoben in je zwei den Gleichrichtern 18 und 28 zugeordneten Transformatorwicklungen 19, 19' und 29, 29' in Mittelpunktschaltung erzeugt werden. Diese Wechselspannungen verlaufen synchron mit der Betriebswechselspannung CZ₁. Die Wechselspannungen U₁, U₂, U₃ können mit einem Dreiphasensystem Ur, Us, Ut in Sternanordnung nach Vektordiagramm der F i g. 3 erzeugt werden, in dem beispielsweise für CZ₂ die Phasenspannung Ur, für U₃ die umgepolte Phasenspannung — Us und für U₁ die verkettete Spannung Ur — Us mit ausgezogenen Sinushalbwellen und die Wechselspannung U₁ mit strichlierten Sinushalbwellen dargestellt sind. F i g. 2 zeigt, daß die Halbwellen der Betriebswechselspannung U₁ beiderseits von den Halbwellen der Wechselspannungen U₂ und U₃ um je 30° el überdeckt sind. Damit wird erreicht, daß die von den aufeinanderfolgenden gleichgerichteten Halbwellen der Wechselspannungen CZ₂, U₃ abwechselnd gesteuerten Transistoren 13 und 23 jeweils während einer ganzen Halbwelle der Betriebswechselspannung U₁ voll aufgesteuert sind. Es steht somit zum Steuern der Thyristorschalter 11 und 21 und des Thyristorstellgliedes Tl, T2 jeweils der ganze Steuerbereich von 180° el zur Verfugung. Werden nun die Thyristorschalter 11, 21 jeweils unter einem Steuerwinkel α durch Zündimpulse Z₁, z₂ gezündet, dann werden in den Steuerstromkreisen 1, 2 nahezu rechteckförmige verstärkte Zündstromimpulse I₁ und I₂ auf die Steuerstrecken der Thyristoren Tl und T2 geschaltet und letztere im Gegentakt gezündet. Diese Zündimpulse dauern jeweils bis zum Ende der Halbwellen der Wechselspannung CZ₃, wo die Transistoren 13, 23 wieder zugesteuert werden. Die Impulsdauer ist daher länger als 180° el — cc. Sie kann mit dem Steuerwinkel α, d. h.

ίο durch ein zeitliches Verschieben der Zündimpulse Z₁, Z₂, durch welche die vordere Flanke der rechteckförmigen Impulse I₁, I₂ festgelegt sind, in einem Bereich, der größer als 180° el ist, verändert werden. Die vordere Impulsflanke kann spätestens in den Zeitpunkten t' vorgegeben werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Impulsformerschaltkreis zur Erzeugung von nahezu rechteckförmigen Zündimpulsen für in ohmisch-induktiven Wechselstromkreisen gegenparallelgeschalteten Thyristoren mit einer mit dem Steuerwinkel veränderlichen Impulsdauer, der einem oder mehreren Impulsgebern eines von den Wechselstromkreisen galvanisch getrennten Steuergerätes zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Steuerstromkreise (1,- 2) - der gegenparallelgeschalteten Thyristoren (7Ί, T2) eines Wechselstromkreises je einen in der Flußrichtung des Steuerstromes gepolten Thyristorschalter (11,21) und je einen Transistor (13, 23) in Reihenschaltung enthalten und an je eine Gleichspannungsquelle (14, 24) angeschlossen sind und daß die Thyristorschalter (11, 21) in den Zeitpunkten, welche mit dem für den Wechselstromkreis vorgegebenen Steuerwinkel festgelegt sind, durch wenigstens einen gemeinsamen Impulsgeber (G₁, G₂) über einen Impulsübertrager (12, 22) und je eine gesonderte Sekundärwicklung (12, 22) gezündet werden, während die zugehörigen Transistoren (13, 23) jeweils durch zwei mittels Gleichrichter (18, 28) in Mittelpunktschaltung gleichgerichtete, um 60° el gegeneinander phasenverschobene Wechselspannungen (CZ₂, CZ₃) leitend gesteuert sind, welch letztere, von zwei Phasenspannungen (Ur, -Us) eines symmetrischen Dreiphasennetzes (R, S, T) gebildet, zusammen die Wechselspannung (U₁) des Wechselstromkreises als Resultierende bilden.

2. Impulsformerschaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Thyristorschalter (11, 21) und der Transistor (13, 23) in einer Gleichstromzuleitung (16, 26) des Steuerstromkreises (1, 2) angeordnet sind und daß sie mittels eines Kondensators (15, 25) mit der anderen Gleichstromzuleitung (17, 27) verbunden sind.

3. Impulsformerschaltkreis nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß er in Verbindung mit einem Zweipuls-Steuergerät (G₁, G₂) zur Steuerung eines mit einem ohmisch-induktiven Wechselstromkreis geschalteten Einphasen-Wechselstromstellgliedes aus zwei gegenparallelgeschalteten Thyristoren (Tl, T2) verwendbar ist.

4. Impulsformerschaltkreis nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß er in Verbindung mit mehreren Zweipuls-Steuergeräten zur Steuerung mehrerer in einem ohmisch-induktiven Wechselstromkreis geschalteter Wechselstromstellglieder je zwei gegenparallelgeschalteter Thyristoren (Tl, T2) verwendbar ist.

5. Impulsformerschaltkreis nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß er in Verbindung mit drei Zweipuls-Steuergeräten zur Steuerung dreier in einem ohmisch-induktiven Wechselstromkreis geschalteter Wechselstromstellglieder aus je zwei gegenparallelgeschalteten Thyristoren (ΓΙ, Γ2) verwendbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen