DE1638462A1 - Anordnung zur Lastumschaltung bei Regeltransformatoren mittels steuerbarer Halbleiterventile - Google Patents

Anordnung zur Lastumschaltung bei Regeltransformatoren mittels steuerbarer Halbleiterventile

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DE1638462A1 DE19671638462 DE1638462A DE1638462A1 DE 1638462 A1 DE1638462 A1 DE 1638462A1 DE 19671638462 DE19671638462 DE 19671638462 DE 1638462 A DE1638462 A DE 1638462A DE 1638462 A1 DE1638462 A1 DE 1638462A1
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Description

Maschinenfabrik Reinhausen
Gebrüder Scheubeck KG.
Regensburg
Patentanmeldung
"Anordnung zur Lasturnschaltung bei Regeltransformatoren mittels steuerbarer Halbleiterventile'1
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Lastumschaltung bei Regeltransformatoren mittels steuerbarer Halbleiterventile (Thyristoren) in einem Halbleitergerät, welches mindestens einen Lastthyristor und parallel zu diesem eine Reihenschaltung mindestens eines Hilfsthyristors und eines Löschkondenaators enthält. Durch diese Schaltanordnung soll ein lichtbogenfreies Umschalten des Lastctromes beim Schalten der Stufen eines Regeltransformators erreicht werden.
Eine derartige Schaltanordnung zur Lastumschaltung ist bereits"durch die Schweizer Patentschrift 413 098 bekanntgeworden, wobei jedoch das Halbleitergerät einem mechanischen Lastumschalter parallel geschaltet ist. Dadurch wird ein Kurzschlußstrom mechanisch eingeleitet, der parallel zum Httlbleitergerät liegt und auf dieses kommutiert werden muß, ehe er dort zwangsgelöscht werden kann. Durch diese mechanische Kontaktgebung vergeht bis zum Löschen der Thyristoren eine geraume Zeit, die zu eineir« hohen Kurzschlußstrom führen kann. Da außerdem die Löschung des Halbleitergerätes durch einen zusätzlichen mechanischen Hilfskontakt eingeleitet wird, müssen beide mechanischen Schalter sehr genau aufeinander abgestellt sein, was zu einem erhöhten Aufwand der mechanischen Geräte und deren Antriebe führt. Um dieser Schaltanordnung gerecht zu werden, sind entweder mindestens vier Thyristoren oder bei Verwendung von nur zwei Thyristoren ein entsprechend höherer Aufwand an mechanischen Betriebsmitteln erforderlich.
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Die Erfindung strebt eine Anordnung zur Lastumschaltung bei Regeltransformatoren an, bei welcher diese Mängel der bekannten Schaltanordnung beseitigt werden. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß nur ein Halbleitergerät vorhanden ist und dieses Halbleitergerät in Bezug auf die Stufenspanrainpc in Reihe zu einem prellarm schaltenden Hilfskontakt liegt, der beim Schließen einen Stufenkurzschlußstrom einleitet und nach kurzzeitigem Löschen des Halbleitergerätes durch diesen Kurzschlußstrom den Laststrom der zugeschalteten Stufe des Regeltransformators übernimmt und an die Ableitung führt, wobei das Helbleitergerät und der Hilfskontakt über je einen als Umschalter ausgeführten Trennschalter mit je einer Stufe des Regeltransformators so verbunden ist, daß das Halbleitergerät jeweils den abzuschaltenden Laststrom unterbricht. Dabei ist zweckmäßig der Hilfsthyristor des Halt.leitereersi.tes leistungsmäßig schwächer als der Lastthyristor.
Das Halbleitergerät kann dabei in verschiedener Art aufgebaut sein. So ist es nach der weiteren Erfindung vorteilhaft, daß das Halbleitergerät aus einer Einphasen-Gleichrichter-Erücke ungesteuerter rioden besteht, in deren GleichapannungE-diagonale der Lastthyristor und eine Sperrdroösel und parallel zum Lastthyristor der Hilfethyristor, der Löschkondensator und eine Begrenzungsdi^cssel angeordnet sind und deren Weohselstromanachlüsse einmsl über den Trennschalter mit jeweils einer Stufe der Regelwicklung dee Regeltransformator und einmal mit der Ableitung verbunden sind.
Eine weitere Schaltanordnung besteht darin, daß das Halbleitergerät aus einer Einphasen-Gleichrichter-Brücke besteht, in welcher zwei mit ihren Kathoden aneinanderget*:haltete ungesteuerte Dioden geschaltet sind und in der Gleichstromdiagonale eine Drosselspule liegt, und mit dieser Einphasen-Gleichrichter-Brücke ein zweiseitiger Lb'schstromkrei3 gekoppelt ist, der aus zwei ungesteuerten Dioden, einem Hilfsthyristor, einer Begrenzungsdrossel und einem vorgeladenen Löechkondenaator besteht, wobei der positive Pol dee Löschkondensators an der Anode des Hil'fsthyristors liegt.
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Eine andere Schaltanordnung nach der Erfindung besteht darin, daß das Halbleitergerät aus zwei gegenparallel geschalteten Lastthyristoren, deren Kathoden und Anoden über je zwei Sperrdrosseln verbunden sind, und einer Löscheinrichtung aus zwei Hilfsthyristoren, zwei ungesteuerten Dioden, einem Löschkondensator und einer Begrenzungsdrossel besteht, wobei Löschkondensator und Begrenzungsdroseel in Reihenschaltung mit je einem Hilfsthyristor und je einer ungesteuerten Diode parallel zu jedem der zwei Lastthyristoren und dabei der positive Pol des Löschkondensators über den jeweiligen Hilfsthyristor an die Kathode des entsprechenden Lastthyristors geschaltet ist.
Eine weitere Schaltungsmöglichkeit besteht darin, daß das Halbleitergerät aus einer Gegenparallelschaltung zweier Lastthyristoren besteht, wobei jedem der Thyristoren eine Reihenschaltung aui- einem Hilfsthyristor, einem Löschkondensator und einer Begrenzungsdrossel parallelges^haltet und die Löschkondensatoren so vorgeladen sind, daß deren positiver Pol bei Zündung des jeweiligen Hilfsthyristors an die Kathode des entsprechenden Lastthyristors zu liegen kommt.
Für die beiden letzten Schaltungen ist es vorteilhaft, daß in die Stromverbindung zum oder vom Halbleitergerät ein sekundärseitig mit dem Impulsgenerator verbundener Stromwandler geschaltet ist, der abhängig von der Stromrichtung die Zündung für denjenigen Hilfsthyristor freigibt, dessen zugehöriger Lastthyristor Strom führt.
Nach der weiteren Erfindung ist es zweckmäßig, im Ableitungsstromkreis det- prellarm schaltenden Hilfskcntaktes einen Stromwandler vorzusehen, welcher über ein Stromerfassungsgerät den Kurzschlußstrom und seine Tangente als Gleichspannungssignal über Steuerglieder an den Hilfstj^yristor des Halbleitergträtes weitergibt, wodurch der Hilfsthyristor zündet und der Löschkondensator sich über den Hilfsthyristor und gegen den Stromfluß im Laotthyristor entlädt und dadurch den Lastthyristor sperrt.
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.Weiterhin ist es zweckmäßig, daß der Löschkondensator über einen parallel zum Hilfskontakt liegenden Trenntransformator und einen Gleichrichter aufladbar ist, wobei parallel zur Primärwicklung des Trenntranaformators ein Kondenaator^und in die Zuleitung zum Lcschkondensator ein Widerstand geschaltet ist.
Zur Sicherung der Anordnung zur Lastumschaltung kann in die Ableitung des Halbleitergerätes eine flinke Sicherung, vorzugsweise eine flinke Schmelzsicherung geschaltet werden. Auch ist es von Vorteil, daß in die Ableitung des Hilfskontaktes ein Schaltwiderstand geschaltet ist, welcher den möglichen Kurzschlußstrom begrenzt.
^ Durch die Schaltanordnung nach der Erfindung wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß zur Lastumschaltung mittels steuerbaren Halbleiterventilen die Anzahl der verwendeten Thyristoren weitgehendst eingeschränkt ist.Es besteht die Möglichkeit, weniger als vier Thyristoren zu verwenden, ohne dabei die Schaltleistung der Halbleiterventile erhöhen bzw. die Schaltanordnung wesentlich aufwendiger gestalten zu müssen. Außerdem besteht der Vorteil, daß der Kurzschlußstrom, welcher infolge des Schließens des prellarmen Hilfskontaktes entsteht, bereits bei Bruchteilen des möglichen Kurzschlußstroms das Signal zu seiner Löschung im Halbleitergerät selbst auslöst, ohne mechanische, in ihrer Schaltweise voneinander abhängige Mittel in der kritischen Phase der umschaltung zu verwenden.
ψ Auch ist es bei der Anordnung nach der Erfindung nicht erforderlich, daß jeweils bei ein und derselben Polarität der Halbwelle geschaltet werden muß. Dadurch wird die Anordnung zur Lastumschaltung nach der Erfindung im Aufbau wesentlich einfacher und durch die Verwendung weniger Thyristoren auch billiger und ist dennoch eicherer als d^e Schalten mit zusätzlichen mechanischen Mitteln.
In der Zeichnung sind Aueführungebeispiele der Erfindung dargestellt. Ee zeigt
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Pig. 1 ein Gesamtschaltbild zur Lastumschaltung mittels einem Halbleitergerät und einem Hilfskontakt,
Fig. 2, 3 und 4 zeigen verschiedene Schaltungen des Halbleitergerätes.
In Fig. 1 ist ein Teil der Stufenwicklung des Regeltransformators Tr mit den Stufenanzapfungen A und B dargestellt- An den Anzapfungen A und B des Transformators liegt je ein Wählerkontakt 1 bzw. 2, die über Dauerkontakte 3 und 4 bei stationärem Betrieb des Regeltransformator mit der Ableitung Y verbunden sind.
Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, liegt zwischen der Stufe A bzw. dem Wählerkontakt 1 und der Ableitung Y ein Halbleitergerät H, wobei zwischen dem Halbleitergerät und dem Wählerkontakt 1 ein Trennschalter 5 geschaltet ist. Zwischen der Stufe B bzw. dem Wählerkontalt 2 und der Ableitung Y ist über einen Trennschalter 6 ein prellarmer Hilfskcntakt 7 geschaltet. Die Trennschalter 5 und 6 sind als umschalter ausgebildet und werden gemeinsam über eine Schaltstange '8 betätigt. Dadurch ist eine Umschaltung von dem Kontakt 5a bzw. 6a nach Kontakt 5b bzw. 6b über eine Nullstellung 0 möglich. Dadurch wird erreicht, daß das Halbleitergerät H jeweils den abzuschaltenden Laststrom unterbricht.
Nach dem Ausführungsbeispiel Fig. 1 besteht das Ealbleitergerät H aus einer Einphasen-Gleichrichter-Brücke mit den Dioden 9, 10, 11, 12. In der Gleichspannungsdiagonale liegt der Lastthyristor 13 und eine Sperrdrossel 14 und parallel zum Lastthyristor der Hilfsthyristor 15, der Löschkondensator 16 und eine Begrenzungsdroesel 17. Die Wechaelstromanschlüsse der Einphasen-Gleichrichterbrücke sind einmal über den Trennschalter 5 mit dem Wählerkontakt 1 bzw. der Stufe A der Regelwicklung des Transformators und einmal mit der Ableitung Y" verbunden. In diese letzte Ableitung Y ist eine flinke Schmelzsicherung 18 geschaltet. Der Löschkondensator wird über einen Trenntransformator 19t der primärseitig an den Anschlußstellen des prellarmen Hilfskontaktes 7 angeschlossen ist, aufgeladen, wobei parallel zur Primärwicklung des Trenntransformatore 19 ein Kondensator 20 und eekundärseitig zwischen Trenntransformator 19 und dem LöschkondenBator 16 ein ■
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Gleichrichter 21 und ein Widerstand 26 geschaltet iet. Die Aufladung des Löschkondensators 16 kann auch über eine Hilfsstromquelle erfolgen.
In die Ableitung des prellarmen Hilfskontaktes 7 iat ein Stromwandler 22 geschaltet, der sekundärseitig mit einem Stromerfassungsgerät 23 verbunden ist, welches zur Signalgabe an die Kippstufe 24 dient, sobald der Stufenkurzschluß eingeleitet wurde. Mit dem Hilfskontakt 7 ist mechanisch durch die Schaltstange 25 ein Reihenkontakt 7a verbunden, der im Steuerkreis der Kippstufe 24 liegt. Die bistabile Kippstufe 24 schaltet bei Beginn der Umschaltung mit Hilfe des Ruhekontaktes 7a den Impulsgenerator 27 ein und bei Signalgabe durch des Stromerfassungsgerät 23 den Impulsgenerator 27 ab und den " Impulsgenerator 28 ein. Mit Position 29 ist das Gleichspannungsversorgungsgerät für die Steuerung gekennzeichnet. Der Impulsgenerator 27 ist mit dem Lastthyristor 13 und der Impulsgenerator 28 mit dem Hilfsthyristor 15 verbunden. In die Ableitung deß Hilfskontaktes 7 kann ein Schaltwiderstand 30 geschaltet eein, welcher den möglichen Kurzschlußstrom begrenzt.
Nach dem Ausführungsbeispiel in Pig. 2 bes'teht das Halbleitergerät H1 ebenfalls aus einer Einphasen-Gleiehriehter-Brücke,· in welcher jedoch zwei mit ihren Kathoden aneinandergeschaltete Lastthyristoren 31, 32 mit zwei in den Anoden aneinandergeschalteten ungesteuerten Dioden 33» 34 geschaltet sind. In der Gleichötromdiagonale liegt eine Drosselspule 35. Mit * dieser Einphasen-Gleichrichter-Brücke ist ein zweiseitiger Löschstromkreis gekoppelt, der aus zwei ungesteuerten Dioden 36, 37, einem Hilfsthyristor 38, einer Begrenzungsdrossel 39 und einem vorgeladenen Löschkondensator 40 besteht. Dabei liegt der positive Pol des Löschkondensators 40 an der Anode des Hilfsthyristors 38. ·
Nach dem Ausführungsbeispiel in Fig. 3 besteht das Halbleitergerät Hp aus zwei gegenparallel geschalteten Lastthyristoren 41» 42 und einer Löscheinrichtung aus zwei Hilfsthyristoren 43» 44, zwei ungesteuerten Dioden 45, 46, einer Begrenzungdrossel 50 und einem lÖBOhkondensator 47, wobei Begrenzungsdroeael 50 und Löechkondensator 47 in Reihenschaltung mit je
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einem Hilfsthyristor 43 und 44 und je einer unges.teuerten Diode 45» 46 parallel zur jedem der zwei Lastthyristoren 41, geschaltet sind. Der positive Pol des Löschkondensators 47 ist dabei über den Hilfsthyristor 43 bzw. 44an die Kathode des Lastthyristors 41 bzw. 42 geschaltet. Mit 48 sind Drosselspulen bezeichnet, die in die jeweilige Zu- bzw. Ableitung des Halbleitergerätes H2 geschaltet sind. In die Ableitung des Hölbleitergerätes Hp ist neben der flinken Sicherung 18 ein Stromwandler 49 geschaltet, der sekundärseitig mit * dem Impulsgenerator 28 verbunden ist. Dieser Stromwandler gibt abhängig von der Stromrichtung die Zündung für denjenigen Hilffc-thyristor 43 bzw. 44 frei,dessen zugehöriger Lastthyristor 41 bzw. 42 Strom führt.
Nach dem Ausführungebeispiel in Fig. 4 besteht das Hslbleitergerät Η., aus einer GegenparallelBChaltung aus zwei Lästthyristoren 51 } 52, wobei jedem dieser Thyristoren eine Reihenschaltung bestehend aus einem Hilfsthyristor 53 bzw.54, einem Lcschkondensator 55 bzw. 56 und einer Begrenzungedrorsel 57 bzw. 58 parallelgeschaltet ist. Die Lc'schkondensatcren 55 und 56 sind dabei so vorgeladen, daß deren positiver Pol bei Zündung des jeweiligen Hilfsthyristors 53 bzw. an die Kathode des entsprechenden Lastthyristors 51 bzw. 52 zu liegen kommt. Auch bei dieser Schaltung des Hrlbleitergerätec H^ ist in die Ableitung neben der flinken Sicherung ein Ctromwandler 49 geschaltet, der sekundärseitig mit dem Impulsgenerator 28 verbunden ist,Auch hier gibt der Stromwandler abhängig von der Stromrichtung die Zündung für denjenigen Hilfsthyristor 53 bzw. 54 frei, dessen zugehöriger Lastthyristor 51 bzw. 52 Strom führt.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung soll an Hand des Aus-" führungebeispiels n&ch Fig. 1 eine Umschaltung von Stufenenzapfung A nach Stufenanzapfung B des Regeltransformators Tr beschrieben werden.
Zunächst ist der Wählerkontakt 1 und der Dauerkontakt 3 geschlossen. Der Wählerkontakt 2 ist vorgewählt und geschlossen, der Dauerkontakt 4 jedoch geöffnet. Dadurch fließt der Laetetrom über den Wählerkontakt 1, den Dauerkontakt 3 zur Ableitung Y. Die umschaltung 5 und 6 stehen auf ihren Nullkontaktenö.
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.Bei Eintreffen eines UmschaltbefehlB schließen die Umschaltkontakte 5 und 6 aus der Nullstellung in die Lage 5a und 6a. Mit Hilfe des Ruhekontaktes 7a hält die Kippstufe den Impulsgenerator 27 eingeschaltet, welcher seinerseits Zündimpulse, an den Lastthyristor 13 abgibt. Bei Öffnung des Dauer^ontaktes kommutiert der Laststrom auf das Halbleitergerät H über und fließt je nach Stromriehtung über die Diode 9, Lastthyristor 13» Sperrdrossel 14» Diode 12 und die Sicherung 18 zur Ableitung Y bzw. über die Sicherung 18, Diode 11, Lastthyristor 13, Sperrdrossel 14 und Diode 10 zum Umschaltkontakt 5, Wählerkontakt und Stufe A des Transformators.Sobald der Dauerkontakt 3 niit Sicherheit geöffnet hat, wird Hilfskontakt 7 möglichst prellarm geschlossen und leitet damit einen Kurzschluß ein. Der Kurz-
) scblußstrom würde nun steil ansteigen. Um diesen Anstieg zu verhindern, muß der Lastthyristor 13 innerhalb weniger Mikro-Sekunden gelöscht werden. Dazu wird über den verzögerungslos arbeitenden Stromwandler 22 und das Stromerfassungsgerät 23 der Strom und seine Tangente erfaßt und als Gleichspannungssignal an den Eingang Eg der Kippstufe 24 weitergegeben. Die Kippstufe schaltet dadurch den Impulsgenerator 27 aus und den Impulsgenerator 28 ein, wobei letzterer nur einen Zündimpuls an den Hilfsthyristor 15 abgibt. Der Löschkondensator 16 kann sich nun Über die Drossel 17» den Hilfsthyristor 15 und den Laststrom führenden Lasthtyristor 13 kurzzeitig entladen. Sobald der Entladungsstrom im Lastthyristor 13, der entgegen
^ dem Laststrom fließt, gleich groß ist wie der Laststrom, d.h.
sobald der resultierende Strom Null wird, beginnt Lastthyristor 13 zu sperren und es liegt an ihm eine negative Sperrspannungen, deren Höhe u.a. abhängig ist von der Kondensatorspannung.
Unter dem Einfluß von Stufenspannung und Induktivität im Stufenkreis will der Laetetrom, vermehrt um den Anteil des Kurzschlußstromes, noch kuree Zeit in derselben Richtung weiterfließen und ladet dabei den Kondensator 15 um. Es ißt darauf zu achten, daß der Kondensator 16 so groß gewählt wird, daß die Zeit, während welcher am Lastthyristor 13 negative Spannung anliegt» größer ist als die sogenannte
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Freiwerdezeit der verwendeten Thyristoren. Damit sich der Löachkondensator 16 bei Zündung des HilfsthyriBtors 15 nicht über die Diodenzweige 9» 10 bzw. 11, 12 entlädt, wird die Sperrdrossel 14 vorgeschaltet.
Wird der Stufenkurzschluß durch einen Fehler in der Löscheinrichtung nicht rechtzeitig gelöscht, so unterbricht die flinke Schmelzsicherung 18 den Stufenkreis und verriegelt z.B. über einen Sicherungsmelder oder einen Meldetransformator jede weitere Stufenschaltung.
Nachdem das Halbleitergerät H sicher sperrt, wird der Dauerkontakt 4 geschlossen und überlappend der Umschalter 5, 6 in Nullstellung gebracht und danach der prellarme Hilfskontakt wieder geöffnet. Dadurch ist die Umschaltung von der Transformatorstufe A zur Transformatorstufe B abgeschlossen.
Der einzige Unterschied bei der Umschaltung von der Anzapfung B auf die Anzapfung A deeRegeltransformators oder auf eine v/eitere Anzapfung besteht nur darin, daß der Umschalter 5, 6 aus der Nullstellung auf die Kontakte 5b, 6b schaltet, wodurch das Halbleitergerät H im Stromkreis der Anzapfungsstufe B des Transformators liegt. Dadurch wird erreicht, daß das Halbleitergerät stete mit der Stufe des Regeltransformators verbunden ist, die den Laststrom abschaltet.
Eine Möglichkeit zur Verringerung des Anstieges des Kurzschlußstromes während der Umschaltung besteht noch dadurch, daß in die Reihenschaltung zwischen dem Halbleitergerät H und dem Hilfsschalter 7 ein Widerstand 30 geschaltet ist, wie er gestrichelt in Fig.1 angedeutet wurde« Dabei müssen jedoch die Halbleiterventile für eine höhere Spannung ausgelegt werden.
Um den relativ hohen Durchlaßspannungsabfall im Ableitergerät H zu vermeiden, kann an Stelle der.Anordnung mit dem Lastthyristor 13 in der Diagonale einer Gleichrichter-Brückenschaltung eine Anordnung mit drei Thyristoren in einer Schaltung nach Fig. 2 oder mit insgesamt vier Thyristoren in einer Schaltung nach Fig. 3 bzw. nach Fig. 4 verwendet werden.
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In der Schaltung nach Pig. 2 fließt der laststrom entweder vom Umschalter 5 über den Lastthyristor 31, die Sperrdrossel und die Diode 34 zur Ableitung Y oder in umgekehrter Richtung über Lastthyristor 32, Sperrdrossel 35 und Diode 33 nach dem Umschalter 5. Der linke Teil der Schaltung mit den Dioden 36,37, dem Löschkondensator 40, der durch eine nicht dargestellte Spannungsquelle aufgeladen wird, dem Hilfsthyristor 38 und der Begrenzungsdrossel 39 bildet die Löscheinrichtung. Bei Zündung des Hilfsthyristcrs 38, welcher schwächer ausgelegt sein kann als die Lastthyristoren 31, 32, entlädt sich der Löschkondensator 40 über den jeweils Laststrom führenden Lastthyristor 31 bzw. 32 und sperrt diesen.
Noch geringer wird die Durchlaßspannung bei Verwendung einer Antiparallelöchaltung zweier Lastthyristoren 41, 42 und einer Löscheinrichtung, welche aus zwei Hilfsthyrietoren 43» 44 und zwei Dioden 45, 46, dem Löschkondensator 47 und der Begrenzungadrossel 50 besteht, wie sie in Pig. 3 dargestellt ist.
Bei der Anordnung nach dem Ausfülirungsbeispiel der Pig. 4 sind ebenfalls zwei Lastthyristoren 51> 52 im Halbleitefgerät H^ in einer Gegenparallelschaltung geschaltet, wobei jedem der Lastthyristoren 51» 52 eine Reihenschaltung, bestehend aus einem Hilfsthyristor 53 bzw. 54, einem Löschkondensator 55 bzw.56 und einer Begrenzungsdrossel 57 bzw. 58 parallel geschaltet ist. Die Löschkondensatoren sind dabei durch eine zusätzliche Stromquelle so vorgeladen, daß deren positiver Pol bei Zündung des jeweiligen Hilfsthyristors 53 bzw. 54 an die Kathode des entsprechenden Lastthyristors 51 bzw. 52 zu liegen kommt.
Die Schaltung der Halbleitergeräte nach Pig. 3 und 4 mit der Gegenparallelschaltung zweier Thyristoren erfordert jedoch auf der Steuereeife der Löscheinrichtung eine Zusatzeinrichtung. Es darf nämlich im Schaltzeitpunkt der Kippstufe 24 nur derjenige Hilfsthyristor 43t 44 bzw. 53, 54 gezündet werden, dessen entsprechender Lastthyristor 41, 42 bzw. 51, 52 Strom führt. Deshalb muß die Stromrichtung durch das Halbleitergerät H2 bzw. H, mit Hilfe eines Stromwandlers 49 erfaßt werden. Der Stromwandler 49 gibt sekundärseitig diese Stromrichtungsinformation dem Impulsgenerator 28 weiter, so daß durch die
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Kippstufe 24 dann nur derjenige Hilfsthyristor gezündet wird, dessen entsprechender Lastthyristor Strotn führt.
Die einzelnen Anordnungen des Halbleitergerätes H-j, H2» H, nach den AusführungBbeispielen der Fig. 2, 3» 4 können somit ohne weiteres in das Schaltschema nach Fig. 1
eingefügt bzw. mit dem Halbleitergerät H ausgewechselt werden. Die Schaltung dee Halbleitergerätes kann dadurch den Verhältnissen der Lastumschaltung angepaßt werden.
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Claims (1)

  1. Patentan8 prüche
    Anordnung zur Lastumschaltung bei Regeltransformatoren mittels steuerbaren Halbleiterventilen (Thyristoren) in einem Halbleitergerät, welches mindestens einen Lastthyristor und parallel zu diesem eine Reihenschaltung mindestens eines Hilfsthyristors und eines Löschkondensatorc enthält, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Halbleitergerät (H) vorhanden ist und dieses Halbleitergerät in Bezug auf die Stufenspannung in Reihe zu einem prellarm schaltenden Hilfskontakt (7) liegt, der beim Schließen einen Stufenkurzschlußstrom einleitet und nach kurzzeitigem Löschen dee Halbleitergerätes (H) durch diesen Kurzschlußetrom den Laststrom der zugeschalteten Stufe des Regeltransformators übernimmt und an die Ableitung (Y) führt, wobei das Halbleitergerät (H) und der Hilfskontakt (7) über je einen als Umschalter ausgeführten Trennschalter (5» 6) mit je einer Stufe (A, B) des Regeltransformator (Tr) so verbunden ist, daß das Halbleitergerät (H) jeweils den abzuschaltenden Laststrom unterbricht.
    Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsthyristor (15, 38, 43» 44, 53, 54) des Halbleitergerätes (H, H., Hp, H*) leistungsmäßig schwächer als der Lastthyristor (13, 31, 32, 41, 42, 51, 52) ist.
    Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitergerät (H) aus einer Einphasen-Gleichrichter-Brücke ungesteuerter Dioden (9,10,11,12) besteht, in deren ßleichspannungsdiagonale der Lastthyristor (13^ und eine Sperrdrossel (14) und parallel zum Lastthyristor (13) der Hilfthyrifitor (15), der LHechkondensator (16) und eine Begrenzungsdrossel (17) angeordnet sind und deren Wechsel- < etromanechlUuse einmal über den Trennschalter (5 bzw. 6) mit jeweils einer Stufe (A bzw· B) der Regelwicklung des Regeltransformators (Tr) und einmal mit der Ableitung (Y) verbunden sind.
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    Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitergerät (H.. Fig.2) aus einer Einphasen-Gleichrichter-Brücke besteht, in welcher zwei, mit ihren Kathoden aneinandergeschaltete Lastthyristoren (31, 32) mit zwei mit den Anoden aneinandergeschalteten ungesteuerten Dioden (33, 34) geschaltet sind und in der Gleichstromdiagonale eine Drosselspule (35) liegt, und mit dieser Einphasen-Gleichriehter-Brücke ein zweiseitiger Löschstromkreis gekoppelt ist, der aus zwei ungesteuerten Dioden (36, 37), einem Hilfsthyristor (38), einer Begrenzungsdroesel (39) und einem vorgeladenen Löschkondensator (40) besteht, wobei der positive Pol des Löschkondensators (40) an der Anode des Hilfsthyristors (38) liegt.
    Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitergerät (H0 Fig.3) aus zwei gegenparallelgeschalteten Lastthyristoren (41,42), deren Kathoden und Anoden über je zwei Sperrdrosseln (48) verbunden sind, und einer Löscheinrichtung aus zwei Hilfsthyristoren (43,44) zwei ungesteuerten Dioden (45, 46), einem Löschkondensator (47)und einer Begrenzungsdrossel (50) besteht, wobei der Löschkondensator (47) und die Begrenzungsdrossel (50) in Reihenschaltung mit je einem Hilfsthyristor (43 bzw. 44) und je einer ungesteuerten Diode (45 bzw. 46) parallel zu jedem der zwei Lastthyristoren (41, 42) und dabei der positive Pol des Löschkondensators (47) über den jeweiligen Hilfsthyristor (43, 44) an die Kathode äea entsprechenden Lastthyristors (41,42) geschaltet ist.
    Anordnung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbleitergerät (H, Fig.4) aus einer Gegenparallelschaltung zweier Lastthyristoren (51, 52) besteht, wobei jedem der Lastthyristoren eine Reihenschaltung aus einem Hilfsthyristor (53 bzw. 54),einem Löschkondensator (55 bzw. 56) und einer Begrenzungsdrossel (57 bzw. 58) parallelgeschaltet ist und die Löachkondensatoren (55, 56) so vorgeladen sind, daß deren positiver Pol bei Zündung des jeweiligen Hilfβthyristors (53 bzw.54) an die Kathode des entsprechenden Laetthyriotors (51 bzw,52) zu liegen kommt-r
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    7. Anordnung nach Patentanspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet ,daß in die Stromverbindung zum oder vom Halbleitergerät (H2,H,) ein sekundärseitig mit dem Impulsgenerator (27) verbundener Stromwandler (49) geschaltet ist, der abhängig von der Stromrichtung die Zündung für' denjenigen Hilfsthyristor (43, 53 bzw. 44, 54) freigibt, dessen zugehöriger Lastthyristor (41,51 bzw. 42,52) Strom führt. .
    8. Anordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 7* dadurch gekennzeichnet, daß im Ableitungsstromkreis des prellarm schaltenden Hilfskontaktes (7) ein Stromwandler (22) vorgesehen ist, welcher über ein Stromerfassungsgerät (23) den Kurzschlusstrom und seine Sangente als Gleichspannungssignal über Steuerglieder (24,27,28) an den Hilfsthyristor (15,38,43,44,53,54) des Halbleitergerätes weitergibt, wodurch der Hilfsthyristor zündet und der Löschkondensator (16,40,47,55,56) sich über den Hilfsthyrictor gegen den Stromfluß im Lastthyristor (13,31 oder 32,41 oder 42, 51 oder 52) entlädt und dadurch den Lastthyrictor^ sperrt.
    9. Anordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Löschkondensator (16,40,47,55,i)6)· über einen parallel zum Hilfskontakt (7) liegenden Trenntransformator (19) und einen Gleichrichter (21) aufladbar ist, wobei parallel zur Primärwicklung des Trenntrancformators (19) ein Kondensator (20) "nd in die Zuleitung zum Löschkondensator ein Widerstan 26 ) geschaltet ist.
    10.Anordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 9,dadurch gekennzeichnet, daß in die Ableitung des Halbleitergerätes (H,H1,H2,H^) eine flinke Sicherung (18), vorzugsweise eine flinke Schmelzsicherung, gescheitet iet.
    11. Anordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in die Ableitung des Hilfskontaktes (7) ein Schaltwiderstand (30) geschaltet ist.
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