DE1613510A1 - Umrichteranordnung mit mehreren in Reihe liegenden gesteuerten Stromrichterelementen - Google Patents

Description

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Aktiengesellschaft Brown, Boveri A CIe., Baden (Schweiz)

Umrichteranordnunpc mit mehreren in Reihe liegenden gesteuerten Stromrichterelementen

Die Erfindung betrifft eine Umrichteranordnung mit mehreren in Reihe liegenden gesteuerten Stromrichterelenenten, welche zu einem Zweig der Umrichteranordnung gehören.

Gesteuerte Stromrichterelemente werden_{ wenn sie aus SpannungsgrUnden in Reihe geschaltet sinä, möglichst gleichzeitig gesteuert. Hierfür sind besondere Massnahmen erforderlich, um di··· Oltichzeltigkeit zu gewähr leisten. Diese Gleichzeitigkeit soll verseiden, das· di· voll· Spannung an nur wenigen !lementen oder nur eine· elniigen Kleaent kurzzeitig su litgtn körnet. Dl·« kann su unerwünschten ' , DurchschiIgtη führen.

Der Aufwand, di· OltlchMitigktit su ·ΓΓ·1βη·η» l«t gen fthrero··, da jtd·· llwwnt tin ändert· iotentUl b·· sltst und die Steuerlwpulse jtweU· voneinander UoUtrfc auf die 11teentβ gegeben werden «Uasen. Man hat daher verschieden· Maaenahaitn getroffen, iss trotsde* die Oltiohieltig·

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keit zu gewMhr le is ten, wie Zünden der einzelnen Bleiiente durch Liohtslgnale oder gut gegeneinander Isolierte, magnetisch gekoppelte Wicklungen.

Diese Einrichtungen haben aber ausser ihrer Aufwendigkeit noch den technischen Nachteil, dass der Zusammenbruch der Spannung beim Zünden der ganzen Säule stelle SpannungssprUnge erzeugt und in den zum Stromkreis gehörenden Kapazitäten grosse Ladestromspitzen hervorruft.

Sollte es möglich sein, die Steuerung so vorzunehmen, dass die Spannung allmählich zusammenbricht, so kann man diese Nachteile vermelden. Es hat sich nun herausgestellt, dass bei Thyristoren der neue Spannungszustand sich mit einer geringen Zeitverzögerung einstellt, da sich nach Abgabe des Steuerimpulses in der Nähe der Steuerelektrode erst eine dünne Plasmasäule zwischen Anode und Kathode des Thyristors ausbildet, bis die Thyristorspannung zusammenzubrechen beginnt.

Aus dieser Erkenntnis heraus wird nun xur Vermeidung der angegebenen Nachteile erflndungsgeaäss vorgeschlagen, dass mindesten· bereinigen Stromrichter·lementen in Reih· mit der Steuereinrichtung Verzögerungeeinrichtungen vorgesehen sind« to da» dl· Zündung der Eleuent· su veracbUcS,itn Zeiten erfolgt, und dadurch die in Reihe liegend·» Stromrichter-

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«»«tuft gesttndet werden:*

ierduroh wird erreicht« dase die »rwMhnten Spattnungseprüng r*d I*dastroast8sse vermieden werden, und der Sueafssenbruch η einer Strasurioht»rke tte gestuft erfolgt.

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eleiehseltlg erfolgten, nun aber «it kursevi Abständen hin· tereinender dl· Stedtmg der einseinen tleaente hervorrufen sollen.

Mesa Steuereinrichtungen sind in den figuren 2 bis 4 näher dargestellt. In der KIg. 2 1st ein einsiger Brttekensweig, beispielsweise der Brttekenswelg 2» hermuegeaeiohnet, deipue üfnf Gruppen 21 bis 25 von Je lehn Strosrichtereleaenten . '

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besteht. Alle Elemente einer Gruppe erhalten einen gemeinsamen Steuerbefehl aus den Steuerimpuls-Endstufen 9 bis 13· Die au® diesen Xndstufen an das Gitter der Thyristoren gegebenen Xapulec sind nun gegenseitig verzögert. Diese Verzögerungseinrichtung, die an eich bekannt let, ist mit Ik bis 17 *e«Eeiehnet.· Die Endstufe 9 erhält also hierbei keine Verengerung, die Endstufe IO eine Verzögerung von beispielsweise 5yus, 11 um 10/us, Ii? um 15/US, 13 um 20/US. Diese Werte sind ssur als Beispiel angegeben. Man erkennt, dass in di«&era Beispiel die letzte Zehnergruppe 25 den Steuerimpuls um 2Gyii8 später erhält als die erste Zehnergruppe Die X^piälse werden im Impulsgeber 18 in bekannter Welse erzeugt. Die Impulsfolge entspricht der Zündfolge der einzelnen Umrichter, so dass zwischen den Impulsen etwa die LeItdauer der Stromrichterelemente liegt. Die parallelgeschalteten Spannungsbegr'enaer-Dloden 8 sind in den Beispielen weggelassen.

Die Verzögerungszeiten können natürlich auch andere gewählt werden. Ss 1st nicht unbedingt erforderlich, dass die aneinanderllegenden Elemente wachsende Verzögerungszeiten erhalten. Man kann ebenso nach Zünden der Gruppe 21 erst die Oruppe 25, dann 22, dann 2k und schliesslich 23 zünden lassen. Andere Reihenfolgen sind natürlich auch möglich. Man kann auch Umschalter zwischen den einzelnen Gruppen vorsehen, so dass

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wahlweise jeder Gruppe eine beliebige Zeitverzögerung ge-

geben werden kann. Diese Einrichtung ist aber nicht dargestellt i,

In der Fig. 3 let eine Anordnung gezeigt, bei der der Impulsgenerator 18 eine Impulsreihe je Zündung erzeugt. 19 1st ein Ringzähler, der die Impulse einzeln weitergibt,_ound zwar nacheinander, erst an die Endstufe 9* dann an die Bndstufe 10 usw. Auch hierbei zünden die Thyriatorengruppen 21 bis 25 in eine» Abstand von einigen Mikrosekunden nacheinander. Die Anzahl der Impulse in einer Impulsfolge -ent« spricht hierbei der Anzahl der mit verschiedenen Zeiten gesteuerten Stroarichtergruppen. \

Der Ringzähler kann nun auoh so geschaltet werden, dass V nach jeder Xmpulsreihe eine andere Thyristorgruppe zuerst * gezündet wird. Dies hat den Vorteil, dass alle Thyristorengruppen in gleicher Weise beansprucht werden. Diese Schaltung ist; in Fig..4 genauer dargestellt. Dort sind die su steuernden Strowichterelementegruppen vereinfacht wieder mit 21 bis 25 bezeichnet, sie werden durch die Endstufen 9 bis 15 gesteuert. Jede dieser Bndstufen erhalt nun Xmpul-

JtUS ₁ dem/
seyaua cten einzelnen Schaltelementen Jl bis 35 bestehenden Ringzähler. Während in der Anordnung nach Flg. 2 die Impulszahl des Impulsgenerators gleich der Anzahl der zu steuernden Stromrichtergruppen ist, se dass die Oruppe 21 immer

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zuerst und die Gruppe 25 zuletzt gesteuert wird, müssen bei der Anordnung nach Fig. 4 von dem Impulserzeuger 18 bei Jedem Steuerbefehl ein Impuls mehr erzeugt werden, als gesteuerte Gruppen vorhanden sind. Der Vorgang ist dann folgender«

Der erste Impuls trifft das geöffnete Zählelement 31, das einen bistabilen Multivibrator darstellt. Der Impuls geht durch und gelangt an die Endstufen 9* Zugleich wird durch diesen Impuls das Zählelement 32 geöffnet und durch diese Oeffnung rückwärts dasZ&hlelement 31 gesperrt. Dies 1st durch die Pfeile angedeutet. Der nächste Impuls kann dann nur durch das Element 32 hindurch und zündet dann über die Endstufe 10 die Thyristorgruppe 22, Dann wird das Element 33 geöffnet und dadurch wiederum 32· gesperrt. Dies geht dann weiter bis im Beispiel der fünfte Impuls an die Endstufe 13 gelangt. Dieser Impuls öffnet dann wieder das Zählelement 31* Nun gelangt aber noch ein weiterer Impuls an die Anordnung, der das Zählelement 31 offen findet. Hierdurch wird zwar an die Endstufen 9 und damit an die Gruppe 21 wieder ein Zündimpuls gegeben. Da dieses Element aber bereits gezündet ist, geschieht hierdurch nichts. Es wird aber durch diesen Impuls das Zündelement 31 wieder gesperrt und 32 geöffnet. Bei der nächsten. Impulsreihe findet dann der erste Impuls bereits 32 geöffnet und gelangt dadurch an die Thyristorgruppe 22 über die Endstufe 10. Diese

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Claims (8)

- 8 - U/67 D entansprüche

1) Umrichteranordnung mit mehreren In Reihe liegenden gesteuerten Stomrlchterelementen, welche zu einem Zweig der Umrichteranordnung gehören, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens bei einigen Stromrichterelementen in Reihe mit der Steuereinrichtung Verzögerungseinrichtungen vorgesehen sind, eo dass die Zündung der Elemente zu verschiedenen Zeiten erfolgt, und dadurch die in Reihe liegenden Stromrichterelemente gestuft gezündet werden.

2) 0 irichteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass mindestens ein Stromrichterelement unmittelbar mit der Steuereinrichtung, die darauffolgenden Elemente über Verzögerungseinrichtungen mit jeweils grösserer Verzögerungszelt an die Steuereinrichtung angeschlossen sind.

3) Umrichteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungseinrichtungen umschaltbar sind, so dass·. sie abwechselnd an verschiedene Stromrichterelemente angeschlossen werden.

4) Umrichteranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz der Verzögerungszeiten Je Stufe verschieden gross ist.

5) Umrichteranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtungen Impulsgeneratoren sind, und

Ringzähler vorgesehen sind, welche die entstehenden Impulse

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nacheinander auf die einzelnen Stromrichterelemente verteilen*

6» UmrichfceranopdnWi? J3»eh Ausspruch 3 und Anspruoh 5, dadurch gekennzeichnet, 4ass di§ Impuls zahl um eins höher

let als di»e AnJ$ah4 #*» m verschobenen leiten gesteuerten Stromrloh^re^em^nte, ui$ da^s der, fetzte Impuls den Ringzähler J«*fe41s um eine, Stufe vtaj.tersqha^fcet* so aase beim nächsten etsu^rbefebU d.i<? ^teue^un^ ^ei fnder*n Sfcromriehtereletnentfcn tofgiwti vle fotm $rf^eri $iteuerl?efeh^

7* Umrichteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass den Stromrichterelementen Jewel Dioden entgegengesetzter Durchlassrichtung parallelgeschaltet sind.

8. Umrichteranordnung nach Anspruch 1_# dadurch gekennzeichnet ,dass mehrere Stromrichterelemente zu Gruppen zusammengefasst sind, welche die gleiche Verzögerungszeit erhalten*

Aktiengesellschaft BROWN, BiOVERI ft CIE.

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