DE1538099B2

DE1538099B2 - Anordnung zur zuendung eines elektrischen ventils insbesondere eines thyristors

Info

Publication number: DE1538099B2
Application number: DE19651538099
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl.-Ing. 8520 Erlangen Hoffmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1965-08-28
Filing date: 1965-08-28
Publication date: 1971-12-30
Also published as: DE1538099A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur men R und O einer Spannungsverdopplerschaltung

Zündung eines elektrischen Ventils, insbesondere mit einem Schubkondensator 4, einer Sperrdiode 5,

eines Thyristors, dem eine Reihenschaltung eines Be- einer Ladediode 6 und einem Glättungskondensator 7

Schaltungskondensators mit einem Beschaltungs- angeschlossen. Der Glättungskondensator 7 ist zur

widerstand zugeordnet und dessen Sperrspannung als 5 Lieferung der Impulse vorgesehen und soll deshalb in

Ladespannung für einen Impulsköndensator vor- der folgenden Beschreibung als Impulskondensator

gesehen ist, dessen Entladestrom ü$er ein kontakt- bezeichnet werden. Er kann zu diesem Zweck über

loses Schaltelement den Thyristor zündet. einen in der Ausgangsleitung der Anordnung ange-

Es ist bekannt, zur Erzeugung von Zündimpulsen ordneten Hilfsthyristor 15 entladen werden und liefert

für zündstiftgesteuerte Entladungsgefäße einen Im- io dann Impulse mit einer Spannung XJ _A.

pulskondensator vorzusehen, der von einer Wechsel- Der Hilfsthyristor 15 kann in bekannter Weise,

Spannungsquelle über eine Ladediode periodisch auf- beispielsweise durch einen in der Figur angedeuteten

geladen und über die Reihenschaltung einer gitter- Steuerübertrager 16, dessen Primärwicklung die

gesteuerten Gleichrichterröhre mit der Steuerstrecke Zündimpulse vorgegeben sind, gesteuert werden,

des Entladungsgefäßes entladen werden kann. Ferner 15 Durch die in Pfeilrichtung gerichtete Halbwelle der

kann zu der Wechselspannung noch eine Gleichspan- Wechselspannung U_w wird der Schubkondensator 4

nung addiert werden. Die Gleichspannungsquelle auf den Scheitelwert der Eingangswechselspannung

bedeutet jedoch einen zusätzlichen Aufwand. Als U_w aufgeladen. Eine Entladung in der folgenden

Steuerwechselspannung kann auch die Sperrspannung Halbwelle wird durch die Sperrdiode 5 verhindert, so

eines zu steuernden Stromrichterventils verwendet 20 daß die Kathode der Sperrdiode 5 immer mindestens

werden, und als kontaktloses Schaltelement für die das Potential der Eingangsklemme O hat. In der fol-

Entladung des Impulsköndensators kann auch eine genden Halbwelle wird die Ladung über die Lade-

Doppelbasisdiode oder eine Shockley-Diode vor- diode 6 zum Impulskondensator 7 abgeleitet. Am Im-

gesehen sein. Diese bekannten Anordnungen haben pulskondensator 7 liegt somit eine pulsierende

aber den Nachteil eines begrenzten Steuerbereiches, 25 Gleichspannung, die beim Scheitelwert der positiven

weil ein ausreichender Sicherheitsabstand von den Halbwelle der Eingängswechselspannung U_w den

Nulldurchgängen der Wechselspannung eingehalten doppelten Betrag dieser Eingangsspannung Ό ψ und

werden muß. beim negativen Scheitelwert der Eingangswechsel-

Es ist weiterhin aus der Patentschrift Nr. 17 628 spannung den Betrag 0 und in den Nulldurchgängen

des Amtes für Erfindung und Patentwesen in Ost- 30 der Eingängswechselspannung U_w den Scheitelwert

Berlin bekannt, zur Ladung eines für die Stoßmagne- dieser Spannung hat. Da die Ladezeit des Konden-

tisierung von Dauermagneten vorgesehenen Impuls- sators wesentlich kürzer ist als eine Halbschwingung

kondensators eine Spannungsverdopplerschaltung der Wechselspannung, so kann der Hilfsthyristor 15

einzusetzen. Zwar wird der Entladestrom des Im- nahezu während der gesamten Schwingung der Wech-

pulskondensators durch ein steuerbares Ventil frei- 35 selspannung zwecks Impulsbildung gezündet werden,

gegeben, die Sperrspannung dieses Ventils jedoch Nach der Entladung des Impulskondensators 7 er-

nicht als Steuerspannungsquelle benutzt. lischt der Hilfsthyristor 15 wieder.

Es ist Aufgabe der Erfindung, bei einer Anordnung F i g. 2 zeigt eine Anordnung zur Zündung eines der eingangs genannten Art bereits vor dem Null- elektrischen Ventils 2, das beispielsweise eine Spandurchgang der Sperrspannung eine ausreichende 40 nung mit einem Scheitelwert von 400 V sperren soll Steuerspannung sicherzustellen. und vorzugsweise ein Thyristor ist. Diesem Thyristor

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß da- ist in bekannter Weise ein i?C-Glied mit einem Kon-

durch, daß eine Ergänzung zu einer Spannungsver- densator 4 mit einer Kapazität von beispielsweise

dopplerschaltung derart vorgesehen ist, daß parallel etwa 2 μΡ und ein Widerstand 3 von etwa 20 Ohm

zur Anoden-Kathoden-Strecke des elektrischen Ven- 45 zugeordnet. Der Kondensator 4 wird nach der Er-

tils (2) eine Reihenschaltung, bestehend aus den Be- findung zugleich als Schubkondensator für die Zünd-

schaltungselementen, einer Ladediode und dem Im- anordnung verwendet. Zu diesem Zweck wird er

pulskondensator, geschaltet ist, daß der Beschal- über die Sperrdiode 5 an eine Hauptelektrode des

tungskondensator als Schubkondensator der Span- Thyristors 2 angeschlossen. In Reihe mit der Steuer-

nungsverdopplerschaltung vorgesehen ist und daß 50 strecke des Thyristors 2 und dem als kontakt-

der Reihenschaltung von Ladediode und Impulskon- loses Schaltelement vorgesehenen Hilfsthyristor 15

densator eine Sperrdiode parallel geschaltet ist. ist noch ein Entladewiderstand 10 mit etwa 50 Ohm

In einer derartigen Schaltung hat der Impulskon- vorgesehen. Durch diesen Entladewiderstand 10 wird

densator bereits in den Nulldurchgängen der Ein- die Entladezeitkonstante des Entladekreises für den

gangswechselspannung eine zur Impulsbildung aus- 55 Impulskondensator vergrößert und die Amplitude

reichende Spannung. Die Anordnung ermöglicht so- des Entladestromes festgelegt. Dem Impulskondensa-

mit die Erzeugung von Impulsen in einem Bereich, tor 7, der eine Kapazität von etwa 20 μΡ haben soll,

der größer ist als 180° der Eingängswechselspannung. ist ferner eine Zenerdiode 11 mit einer Zenerspan-

An Hand der Zeichnung sei die Erfindung näher nung von beispielsweise 40 V sowie ein .RC-Glied

erläutert. Die F i g. 1 zeigt eine Anordnung zur Span- 60 mit einem Kondensator 14 mit einer Kapazität von

nungsverdopplung mit einem Hilfsthyristor als kon- etwa 2 μΡ und einem Widerstand 13 von*· etwa

taktloses Schaltelement. Die F i g. 2 zeigt eine An- 10 Ohm parallel geschaltet. Der Hilfsthyristor 15 soll

Ordnung zur Zündung eines elektrischen Ventils mit beispielsweise ein lichtgesteuerter Thyristor sein, der

einer Spannungsverdopplerschaltung gemäß F i g. 1 durch Lichteinstrahlung von einer Lichtquelle ge- und mit einem lichtgesteuerten Thyristor als kontakt- 65 zündet werden kann, die in der Figur als Lampe 17

loses Schaltelement. angedeutet ist. Eine derartige Steuerung ermöglicht

Gemäß Fig. 1 ist eine Wechselspannungsquelle den Betrieb des Thyristors 2 auf einem hohen Poten-

mit einer Wechselspannung U_w zwischen den Klem- tial von beispielsweise 100 kV. Zur Verminderung

der Sperrspannung für den Hilfsthyristor 15 kann vorteilhaft die Zenerdiode 11 und der kapazitive Spannungsteiler der Kondensatoren 4 und 7 vorgesehen sein. Durch die Wahl der Zenerspannung der Zenerdiode 11 und der Größe der Kapazität der Kondensatoren 4 und 7 kann die Betriebsspannung für den Hilfsthyristor 15 nahezu frei^ewählt und somit ein Thyristor oder ein entsprechendes Schaltelement, beispielsweise ein Transistor, mit entsprechend geringer Sperrspannung verwendet werden. Das i?C-Glied 13,14 kann vorzugsweise so bemessen sein, daß der Kondensator 14 beim Zünden des Hilf sthyristors 15 mit einer kleinen Zeitkonstante und einer verhältnismäßig großen Amplitude von beispielsweise 3 Ampere entladen wird. Der Zündstrom über die Steuerelektrode des Thyristors 2 erhält somit am Anfang eine kurze Stromspitze mit einem steilen Anstieg, der eine schnelle Zündung und einen geringen Einschaltverzug des Thyristors 2 ermöglicht. Demgegenüber wird die übrige Form des Ausgangsimpulses im wesentlichen durch den Entladewiderstand 10 in Verbindung mit der Zenerdiode 11 bestimmt. Zu diesem Zweck kann der Kondensator 14 vorzugsweise weniger als die halbe Kapazität, insbesondere etwa 10 bis 20°/o der Kapazität des Impulskondensators 7, erhalten.

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Zündung eines elektrischen Ventils, insbesondere eines Thyristors, dem eine Reihenschaltung eines Beschaltungskondensators mit einem Beschaltungswiderstand zugeordnet und dessen Sperrspannung als Ladespannung für einen Impulskondensator vorgesehen ist, dessen Entladestrom über ein kontaktloses Schaltelement den Thyristor zündet, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ergänzung zu einer Spannungsverdopplerschaltung derart vorgesehen ist, daß parallel zur Anoden-Kathoden-Strecke des elektrischen Ventils (2) eine Reihenschaltung, bestehend aus den Beschaltungselementen (3, 4), einer Ladediode (6) und dem Impulskondensator (7), geschaltet ist, daß der Beschaltungskondensator (4) als Schubkondensator der Spannungsverdopplerschaltung vorgesehen ist und daß der Reihenschaltung von Ladediode (6) und Impulskondensator (7) eine Sperrdiode (5) parallel geschaltet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung der Spannung des Impulskondensators (7) eine Zenerdiode (11) vorgesehen ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulskondensator (7) mindestens den doppelten, insbesondere den zehnfachen Betrag der Kapazität des Schubkondensators (4) hat.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als kontaktloses Schaltelement ein Hilfsthyristor (15) vorgesehen ist und daß der Reihenschaltung von Hilfsthyristor (15) und Steuerstrecke des Ventils (2) ein ÄC-Glied (13, 14) parallel geschaltet ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität des Kondensators (14) des i?C-Gliedes weniger als die Hälfte, insbesondere weniger als ein Fünftel der Kapazität des Impulskondensators (7) beträgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen