DE1539671A1

DE1539671A1 - Thyristorventil

Info

Publication number: DE1539671A1
Application number: DE19661539671
Authority: DE
Inventors: Boksjoe Carl Ingvar
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1965-12-30
Filing date: 1966-12-17
Publication date: 1969-12-18
Also published as: CH491529A; US3486103A; GB1163174A

Description

Die Erfindung "betriff: ein Thyristörventii für Stromrichter für Hochspannung.

Bei Verwendung von Thyristoren für Hachspannungsstromrichter werden eine größere Anzahl Thyristoren in Reihe geschaltet, um ausreichend hohe Blockierungs- und Sperrspannungen im Stromrichter zu erhalten. Verglichen mit Stromrichtern mit Quecksilberventilen entspricht somit jedes Quecksilberventil einer Ke-tfe von reihengeschaiteten Thyristoren. Eine solche Thyristorkette mit zugehörigen Hilfsorganen wird Thyristorventil genannt.

Die verschiedenen^Thyristoren in einem Thyristorventil haben verschiedenes Potential, weshalb sie. gut voneinander isoliert sein müssen, was sowohl bei der Montage der Thyristoren als auch bei ihrer Kühlung beachtet werden muß, z.B. bei Flüssigkeitskühlung, wobei das Kühlmittel in isolierenden Kanälen von dem einen Thyristor zu dem anderen geleitet wird. Weiter müssen die Steuerkreise der Thyristoren voneinander isoliert werden. Bei einer

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großen Anzahl von Thyristoren wird auch die Anzahl der Hi i i'sKomponenten groß, wodurch der Auf υ au eines Thyrisi.orveniii.ee verhältnismäßig kompliziert -/ird. Die Erfindung bietet, eine wesentliche Vereinfachung des Aufbaus aoLcher Thyristorventiie.

Beim Aufbau von Thyristorventiien hat man o-isher gevvühnxich nur mit einem Thyris tor typ gerechnet, z.B. nur mi;, PijKI-Thyria toreri, die zur Zeit die ge\.önni.ich3ten sind, oder nur mi t HPfIP-ThyrisLoren. Gemäß der Erfindung wird nun voi'geschlagen, sowohx PNPN- als auch NPNP-Thyristören zu benutzen, und ein Thyristorventil nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß jeder zweite Thyristor im Thyristorventil vom PNPN-Typ ist, während die übrigen Thyristoren von NPNP-Typ sind. Diese Thyristoren werden paarweise auf gemeinsamen Grundplatten angeordnet, so daß bei einem Thyristorpaar beispielsweise die Kathodenseite eines NPNP-Thyristors und die Anodenseite eines PNPN-Thyristors an der gemeinsamen Platte befestigt sind. Jedes Thyristorpaar bildet somit eine Einheit, und die Anzahl der Einheiten in einem Thyristorventil wird cfabei halbiert, wodurch die Montage der Ventile vereinfacht wird. In derselben Weise wird die Anzahl der Hilfskomponenten halbiert oder wenigstens begrenzt, wodurch das ganze Ventil vereinfacht und verbilligt wird. Beispielsweise können die genannten Grundplatten als Kühlflanschen für die entsprechenden Thyristoren benutzt werden, wobei die Anzahl der isolierenden Kühlverbindungen zwischen den Einheiten halbiert wird.

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Es ist denkbar, so weit zu gehen, daß man schon bei der Herstellung der Thyristoren zu einer Einheit zusammengebaute Doppelthyristoren anfertigt»

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben, in dieser zeigen

Pig, 1 eine Ventilschaltung für einen Stromrichter, Pig. 2 und 4 Thyristorketten nach der Erfindung, Fig. 3 den Zusammenbau eines Thyristorpaares nach der Erfindung als Doppelthyristor mit einem gemeinsamen Gehäuse und einer gemeinsamen Grundplatte.

Fig. 1 zeigt eine bekannte Ventilschaltung, die aus sechs Ventilsweigen 11-16 besteht, wobei jeder Zweig aus einer Anzahl reihengeschalteter Thyristoren aufgebaut ist, die zusammen ein Thyristorventil bilden. Die Ventilschaltung ist an Wechselstromklemmen 10 und Gleiehstromklemmen 17 und 18 angeschlossen·

Fig. 2 zeigt ein Thyristorventil nach der Erfindung, das in diesem Fall nur sechs Thyristoren umfaßt. «Jedes zweite Thyristorventil 1 ist ein NPUP-Thyristor, und die übrigen Thyristoren 2 sind PNPN-Thyristören. Die Thyristoren sind auf gemeinsamen Grundplatten 3 angeordnet, die gleichzeitig als elektrische Verbindung zwischen den beiden Thyristoren dienen. In Verbindung mit Jeder Grundplatte 3 ist ein Kühlmantel 8 angeordnet, die Kühlmäntel sind untereinander durch isolierende Leitungen 9 für ein Kühlmittel verbunden. Die

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Lei tricklung für den Thyristorstrom I entspricht den oberen Tfeilen. Längs der Thyristorkette ist, eine Spannungsteileranordnung angebracht, die aus Spannungsteilerelementen 6, alternativ 6· besteht, die aus kapazitiven und resistiven Elementen aufgebaut und an Anzapfungen der entsprechenden Thyristorpaare bzw. zwischen deren Grundplatten angeschlossen sind. Um die Spannungsverteilung auf die Thyristoren eines Paares zu gewährleisten, ist die Hitte der Spannungsteilerelemente 6 durch Querverbindungen 7 an den Grundplatten 3 angeschlossen. Beim Einschalten der Spannungsteilerelemente 6¹ zwischen die Grundplatten wird ihre Mitte an die Verbindungsleitung zwischen den entsprechenden beiden Thyristorpaaren angeschlossen.

Es ist offensichtlich, daß die Steuerstrecke eines jeden Thyristorventils 2 in dem einen Paar dasselbe Potential wie die des Ventils 1 im folgenden Paar hat. Die Erfindung bietet also den Vorteil, daß zwei aneinander liegende Thyristoren mit einem gemeinsamen Steuergerät versehen sein können. Das Gerät kann z.B. einen Transformator 4 haben, dessen Primärseite an einem Steuerimpulsgelber angeschlossen ist, während seine Sekundärseite zwischen den Steuerelektroden der entsprechenden beiden Thyristoren eingeschaltet ist. Die Mitte der Sekundärwicklung im Steuerepannungegerät kann auch an die Verbindung sv.^risehen den Endelektroden der entsprechenden beiden Thyristoren angeschlossen werden. Man sieht weiter, daß die beiden Endthyristoren im Thyristorventil je mit einem eigenen Steuergerät 4' versehen werden müssen. Alternativ kann die Thyristorkette mit einfachen Thyristoren-an die Enden angeschlossen werden.

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In Fig. 2 sind nur sechs Thyristoren -zwischen den Endanschlüssen 19 und 20 gezeigt. Tatsächlich umfaßt ein Thyristorventil für Hochspannung oft hundert oder mehrere hundert; ■ reihengeschal te te' Thyristoren, so daß der durch die Halbierung -der Anzahl der Verbinciungokompon-emen- und St euerkomponenten geinäiä der Erfindur.g erzielte Gewinn erheblich ist.

In Fig. 3 iat schematise!! geneigt, v/ie zwei Thyristoren 1 iin-1 2 -^ su einem D.qpel thyristor mit einer gemeinsamen Grundplatte 3 zuaammengebau L werden können, die gegebenenfalls einen Moncagebolüen 31 haben kann. In der Figur sind rein schema ti ach die Verteilung von M- und P-Schieilten in den beiden Thyristoren und ihre Hauptelektrode!! !01 und 201 und Π ceuerelektroden 102 und 202 gezeigt. Die Thyristoren sind hermetisch in einem isolierenden Gehäuse 32 eingeschlossen, durch das die genannten Elektroden.geführt sind. Pig. 3 ist nur als Prinzipskizze zu betrachten, vorzugsweise würde man bei einem solchen Zusammenbau die Ventile umkonstruieren. %

In Fig. 4- sind zwei erfindungsgemäße Thyristor paare gezeigt, wobei die Steuerseite der'Thyristoren gekühlt ist. In dieser Weise bekommen zwei zusammengebaute Thyristoren 2 und 1 auch einen gemeinsamen Steuertransformator 4. Die Spannungsteiler 6 sind hier auch über dem Thyristorpaar angeordnet» Dadurch bildet ein Thyristorpaar mit allen zugehörigen Hilfsanordnungen eine Einheit und ist mit den anliegenden Einheiten nur durch die Hauptleiter und Kühlleitungen verbunden.

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Claims

- b Pa ten tansprUche:

1. Thyrisiorventil für Hoehsparmungsstromriauver, das aus mehreren reihenge scha I te ten -Thyristoren zusammengehe ζ \ io-, dadurch gej-rennzeichnet, daß in einem 1-hyris torventil -lie Thyristoren ab-'.■/•echseindvom PHP.·'- und vom NPNP-Typ sind, wobei die Thyristoren paar .-,eise auf gemeinsamen G-rundplatten angeorane c sind, so daß .in einem Thyrio tor paa." die Ka'kodenyeite eines Thyristor::; der einen Art, und die Anodenseite eines Thyristora der anderen Art an der gemeinsamen Pia··.« befestigt, sind. .

2. Thyristorventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Grundplatten gleichzeitig als Kühlflanschen-für die entsprechenden Thyristoren iienen.

3· Thyristorventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, daß je zv/ei aneinander liegende Thyristoren, deren Steuerstrecken auf dem gleichen Potential liegen, mit einem gemeinsamen Steuergerät versehen sind.

4. Thyristorventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden zu einem Paar gehörenden Thyristoren zu einer geschlossenen Einheit zusammengebaut sind. _':-■

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