DE1488804A1 - Einphasengleichrichter mit Halbleiterventilen in Brueckenschaltung und mit stufenloser Strom- und Spannungsregelung - Google Patents

Description

Patentanwälte
Dipl.tj.R. Beetz u.
Dipl.-»ng.Lamprecht

233-10.227P 19.1.1965

if K D Pr aha, narodni podnik, frag (OSSR)

Jäinphasengleiohrichter nit Halbleiterventilen in Brückensohaltung und mit stufenlos er Stroa- und

Spannungsregelung

Sie Erfindung besieht sich auf einen Einphasengleiohriohter Bit Halbleiterventilen in Brtickensehaltung und ait Btufenloser Stroa- und Spannungeregelung awischen den Ansapfungen eines Stufentransformator8.

Kinphaeen-Brückengleichrichter dieser Art haben vier Ctrundsweige, in die ungesteuerte Halbleiterventile b«w. Yentilgruppen eingeschaltet sind· Zwei von diesen Grundsweigen sind geteilt, und awar jeder von ihnen in *wei Hegelaweige, in denen stetig steuerbare oder gesteuerte Halbleiterventile bzw. Ventilgruppen eingeschaltet sind, so daj der Anschluß an die Anzapfungen dee Stufentransformator aweoks stufenloser Strom- und Spannungsregelung Über vier Gruppen von gesteuerten Halbleiterventilen erfolgt.

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Die vier Gruppen der gesteuerten Halbleiterrentile sind in zwei Paare derart aufgeteilt, daß ein paar an die geraden, das zweite Paar an die ungeraden Anzapfungen angeschlossen ist· In Betriebszustand sind jeweils je zwei benachbarter Anzapfungen gleichzeitig angeschlossen.

Bei diesen ßinphasengleichrientern in Brüokensehaltung werden bei stufenloser Spannungsregelung die gesteuerten Halbleiterventilu nur in Bereiche einer Anzapfung durch eine Sperrspannung beanepruoht, die höchstens gleich der Spannung zwischen zwei gleichzeitig angeschlossenen Anzapfungen ist·

Beim Übergehen auf die nächsthöhere oder niedrigere Anzapfung ist jedoch eines der zwei Paare der gesteuerten Halbleiterventile vorübergehend abgeschaltet, um die Umschaltung auf die höhere bzw· niedrigere Anzapfung vornehmen zu können. In dieser Zeitperiode sind die gesteuerten Halbleiterventile durch eine höhere Sperrspannung beansprucht, da sie denjenigen Anteil der Spannung der Grundwicklung und sämtlicher Anzapfungen, die vor der Anzapfung liegen, an die die restlichen Gruppen der gesteuerten Halbleiterventile angeschlossen sind, sperren müssen, der sich aus der Aufteilung der gesamten Sperrspannung auf die ungesteuerten und gesteuerten, in Heine geschalteten Ventile ergibt«

Bei Einphasen-Brüokengleichriohtern dieser Art, die beispielsweise in lokomotiven Verwendung finden, erreioht diese

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erhöhte Sperrspannung Werte, die vielfach größer sind ale die Werte, welche auf die gesteuerten Halbleiterventile bei normalen Betrieb außerhalb der Umsehali-Zeitperioden entfallen·

Die gesteuerten Halbleiterventile, die sonst für die Betriebssvecke nur alt Rücksicht auf die «wischen den einseinen Ansapfungen auftretende Spannung bemessen werden könnten, nüssen also aus den genannten Gründen für eine wesentlich höhere Spannung bemessen werden· Biese Tatsache erhöht wesentlich die ßesamtkooten und hat größere Störanfälligkeit aur Folge,

£b ist die Aufgabe der Erfindung, diese Mangel su vermeiden und einen verbesserten Einphasen-Brüokengleiohriohter der beschriebenen Art su schaffen·

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß βwischen den Knotenpunkten der beiden verswelgten Brücken-Örundsweige mindestens ein gesteuertes Halbleiter-Schuteventil eingeschaltet 1st, dessen Polarität der Polarität der ungesteuerten Halbleiterventile entgegengesetst 1st, die in diese swei ftrundsweige eingeschaltet sind·

Bei dem Einphasen-Brückengleiohrichter mit der Schaltung gemäß der Erfindung werden sämtliche gesteuerten Halbleiterventile durch ein gegenparallel gesohaltetes gesteuertes Halbleiter-Sohutsventll überbrückt, so daß eie während der Umeohaltung durch keine Spannung in dtr Sperriohtung

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beansprucht werden. Die Sperrspannung wird vollständig von den ungesteuerten Brückenventilen aufgenommen, die sowiesQ hierfür ausgelegt »ein Bussen.

Im Vergleich zu den bekannten Ausführungen der Einphasen- -Brückengleichrichter mit stufenloser Regelung wird es erreicht, daß gesteuerte Halbleiterventile verwendet werden können, die nur für die zwieohen den Anzapfungen auftretende Spannung bemessen werden, also für eine wesentlich niedrigere Sperrspannung, wodurch die Kosten und gleichzeitig die Störanfälligkeit vermindert werden.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungegegenstandea ist schemati&ch in der Zeichnung dargestellt.

Der Stufentransformator hat auf der sekundären Seite beispielsweise vier Anzapfungen 1,2,3 und 4· Die Anzahl der Anzapfungen kann nach Bedarf auch anders gewählt werden.

Die Spannung der Grundwicklung zwischen den Punkten 0 und ist mit U und zwischen den weiteren Anzapfungen mit U1 bezeichnet. Die Spannungen U1 zwischen den einzelnen Anzapfungen können auch unterschiedlich groß sein.

Die Anzapfungen 1,2,3 und 4 sind an die Kontakte 11, 12, 13 und K4 eines Stufenumschaltere angeschlossen) dieser Umsahalter selbst ist in der Zeichnung nioht gezeigt} er ist aber so ausgebildet, dafl stets nur zwei Eontakte benachbarter Stufen gleichzeitig geschlossen sind.

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Die ungeraden Anzapfungen 1 und 3 können wechselweise über die Kontakte K1 und K3 an die Gruppen der gesteuerten Halbititerventile ÜCR1 unu 3CH2 in den Regelzweigen 5 und 6 angeschlossen werden; die geraden Anzapfungen 2 und 4 können wechselweise über die Kontakte K2 und K4 mit den Gruppen der geeteuerten Ualbleiterventile SC113 und SCR4 in den Zweigen 7 und 8 verbunden werden.

Die Einphaeen-Gleichrichterbrücke hat vier Grundzweige 9,10,11, und 12, in die je eine der Gruppen der ungeßteuerten Halbleiterventile SR1, SR2, SR3 und SR4 eingeschaltet ist.

Jeder der Brtickenzweige 9 und 10 ist ,in zwei feile verzweigt, und zwar der Zweig 9 in Knotenpunkt B in die Regelzweige 5 und 7, und der Zweig 10 im Knotenpunkt A in die Regelzweige 6 und 8.

ürfindungagemäß ist nun »wischen die Knotenpunkte A und B ein geateuertee Halbleiter-Schutssventil SCR5 eingeschaltet, desaen Polarität der Polarität der ungeeteuerten Halbleiterventile in den Gruppen SR1 und SH3 entgegengesetzt ist·

An die Einphaaen-Gleichrichter-Brücke ist die Belastung L angeschlossen·

Bei der etufenlosen Strom- und Spannungsregelung zwischen zwei gleichzeitig angeschlossenen Anzapfungen des Regel-» transformator Tr, d.h. beispielsweise in den falle, wenn die Gruppen der gesteuerten Halbleiterventile 30R1 und SCB2 un die

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Anzapfung 1, und die Gruppen SCR3 und SCR4 -&ev Anaapfung 2 angeschlossen sind, ist das gesteuerte Haibleiter-Sohuteventil SCR5 durch seine steuerelektrode gesperrt und leitet keinen Strom. Beim Übergehen auf die höhere oder niedrigere Spannungsstufe, wenn die Gruppen der gesteuerten Halbleiterventile UCR1 und SCR2 bzw. SCR? und SCR4 über den entsprechenden Kontakt des Umsohalters vorübergehend von der Anzapfung des Stufentransformatorö getrennt werden,wird das gesteuerte rfalbleiter-Schutzventil SCB5 durch seine Steuerelektrode geöffnet.

Wenn zum Beispiel die Gruppen der gesteuerten Halbleiter-Yentile SCR1 und SCR2 an die Anzapfung 1 des Stufentransformator Tr und die Gruppen der gesteuerten Halbleiterventile SCR3 und EJCR4 an die Anzapfung 2 des Regeltransformator Tr angeschlossen sind, wie in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht ist, öffnet beim Übergehen auf die höhere Anzapfung, im gegebenen Pail auf die Anzapfung 3» zunächst der Kontakt K1 und erst dann achließt der Kontakt K3· Während der Dauer der Umschaltung sind an die Anzapfung 2 die Gruppen der Ventile SCR3 und SCR4 angeschlossen, wobei die Gruppe SCR3 in der Verrichtung durch dao geöffnete gesteuerte Halbleiter-Schutzventil SCR5 und die Gruppe der gesteuerten Halbleiterventile 8CR4 überbrückt ist| desgleichen ist die Gruppe SCR4 in der Sperrichtung durch das geöffnete gesteuerte Halbleiter-Schutzventil SCR5 und die Gruppe der gesteuerten Halbleiterventile SCR3 überbrückt, so daß während dieser Zeitperiode keine der angeschlossenen Gruppen der gesteuerten Halbleiterventile SCR1,SCR2,SOR3 und 3CR4 duroh eine Sperrspannung beansprucht wird. BAD 0RK31NAL

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Claims (1)

1. Patentanspruch

   Einphasengleichrichter mit Halbleiterventilen in Brückenschaltung und »it stufenloser Stro»- und Spannungeregelung, bei de* zwei von den Tier Brücken-Grundβweigen, die ungesteuerte Halbleiterventile enthalten, in $e zwei Regelzweige verzweigt und über vier Gruppen von gesteuerten Halbleiterventilen, die in dieseRegelzweige eingeschaltet sind, an die Anzapfungen eines Stufentransformator derart aneohließbar sind, dafl ein Paar der Gruppen der gesteuerten Halbleiterventile an die geraden und das zweite Paar an die ungeraden Anzapfungen angeschlossen werden, und bei dee jeweils zwei benachbarte Anzapfungen gleichzeitig eingeschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Knotenpunkte (A,B),an denen die Grundzweige (9,10) in zwei Regelzweige (3,6 bzw. 7,8) verzweigt sind, Mindestens ein gesteuertes Halbleiter-Schutzventil (SCR5) eingeschaltet ist, dessen Polarität der Polarität der ungesteuerten Halbleiterventile (SR1 und SR3 Entgegengesetzt 1st, die in diese zwei Grundzweige (9,10) eingeschaltet sind.

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   Leerseite

   COPt,

   ORIGINAL INSPECTED