DE1639310C3

DE1639310C3 - Test circuit for thyristors

Info

Publication number: DE1639310C3
Application number: DE19681639310
Authority: DE
Original assignee: Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH, 6000 Frankfurt Elf: Cießow, Günter, 1000 Berlin
Priority date: 1968-03-08
Filing date: 1968-03-08
Publication date: 1977-05-18

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Prüfschal tung für Thyristoren bei voller Strom- und Spannungsbelastung sowie Beanspruchung hinsichtlich der Stromänderungsgeschwindigkeit. The invention relates to a test scarf device for thyristors at full current and voltage load as well as stress with regard to the rate of change of current.

Besondere Schwierigkeiten bietet die Prüfung bei Belastung durch vollen Strom und volle Spannung. Darüber hinaus ist es auch interessant, das Verhalten des Thyristors hinsichtlich seiner Funktionstüchtigkeit bei hohen Stromänderungsgeschwindigkeiten festzustellen. !Es besteht nun die Möglichkeit, eine Prüfanlage aufzubauen, in der die zu prüfenden Objekte eingebaut und bei voller Leistung geprüft werdea Dann entsteht jedoch die Notwendigkeit, die eingespeiste Leistung entweder zu vernichten oder nach Umwandlung zurückzugewinnen. Beide Verfahren sind aufgrund ihrer Verluste nachteilig.The test presents particular difficulties under load with full current and full voltage. In addition, the behavior is also interesting of the thyristor with regard to its functionality at high rates of current change. ! There is now the possibility of a test system set up, in which the objects to be tested are installed and tested at full power however, the need to either destroy the fed-in power or after conversion to win back. Both procedures are due to their Losses disadvantageous.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine Schaltung zur Prüfung von Thyristoren anzugeben, bei der der Prüfleistungsfluß möglichst gering gehalten istThe object of the invention is to provide a circuit for testing thyristors, at that the test power flow is kept as low as possible

Bei einer eingangs beschriebenen Schaltung wird eine Erfindung darin gesehen, daß eine über eine Induktivität und einem Ohmschen Verbraucher aus einer Gleichstromquelle gespeiste Brückenschaltung vorgesehen ist in deren zwei mit der positiven Gleichstromsammelschiene verbundene Eingangszweige je eine Reihenschaltung einer Drossel und einer Diode, in deren zwei weitere mit der negativen Gleichstromsammelschiene verbundene Brückenzweige ein Thyristor und bei der in der Brückendiagonaie ein Kommutierungskondensator angeordnet sind.In a circuit described at the outset, an invention is seen in the fact that one has an inductance and a bridge circuit fed by a direct current source is provided to an ohmic load in each of the two input branches connected to the positive direct current busbar a series connection a choke and a diode, two more to the negative DC bus connected bridge branches a thyristor and in the bridge diagram a commutation capacitor are arranged.

Die Erfindung bezieht sich demzufolge auf eine Prüfschaltung für Thyristoren bei voller Strom- und Spannungsbelastung sowie Beanspruchung hinsichtlich der Stromänderungsgeschwindigkeit. Eine Erfindung wird darin gesehen, daß eine über eine Induktivität und einen Ohraschen Verbraucher aus einer Gleichstromquelle gespeiste Brückenschaltung vorgesehen ist in deren zwei mit der positiven Gleichstromsammelschiene verbundene Eingangszweige je eine Reihenschaltung einer Drossel und einer Diode, in deren zwei weitere mit der negativen Gleichstromsammelschiene verbundene Brückenzweige ein Thyristor und bei der in der Brückendiagonale ein Kommuueningskondensator angeordnet sind.The invention therefore relates to a test circuit for thyristors at full current and Voltage load as well as stress with regard to the rate of current change. An invention is seen in the fact that a consumer via an inductance and an earring from a direct current source powered bridge circuit is provided in the two with the positive DC bus connected input branches each have a series connection of a choke and a diode, in which two more with The bridge arms connected to the negative DC busbar are a thyristor and in the Bridge diagonal arranged a communication capacitor are.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß es möglich ist steuerbare Halbleiterventile, ζ. Β. Thyristoren, mit voller Strombelastung, voller Spannungsbeanspruchung und voller Beanspruchung hinsichtlich der Stromänderungsgeschwindigkeit zu betreiben, ohne daß wie bei dem erwähnten Verfahren ein voller Leistungsumsatz erfolgt Darüber hinaus Kt es möglich, die Schaltfrequenz, mit der die Halbleiterventile geprüft werden, in einem sehr weiten Bereich, etwa von 0-10 kHz, zu verändern. Auch kann das Verhalten des Prüflings durch den Einbau von Stufendrosseln bei verzögertem Stromanstieg und beim Auftreten eines Rückstromes beobachtet werden.The advantage of the invention is that it is possible to control semiconductor valves, ζ. Β. Thyristors, with full current load, full voltage stress and full stress in terms of the To operate the current rate of change without a full power conversion taking place as in the aforementioned method. In addition, it is possible to use the Switching frequency with which the semiconductor valves are tested in a very wide range, for example from 0-10 kHz. The behavior of the test item can also be influenced by the installation of step chokes delayed current rise and when a reverse current occurs.

Anhand einer Zeichnung sei ein schematisches Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigtA schematic exemplary embodiment of the invention will be explained with the aid of a drawing. It shows

F i g. 1 - 3 Prüfschaltungen, währendF i g. 1 - 3 test circuits while

F i g. 4 - 7 Strom- und Spannungsdiagramme veranschaulichen. F i g. 4-7 illustrate current and voltage diagrams.

Nach der Fig. 1 wird aus einem Hochstromgleichrichter 10 über eine Induktivität 9 und einen Ohmschen Widerstand 9a eine Brückenschaltung gespeist. In den zwei mit der positiven Gleichstromsammelschiene verbundenen Brückenzweigen sind je eine Drossel 7 bzw. 8 und eine Diode 4 bzw. 5 in Reihe geschaltet. In den zwei mit der negativen Gleichstromsammelschiene verbundenen Brückenzweigen sind als Prüflinge Thyristoren 1 und 2 vorgesehen. In der Brückendiagonalen erkennt man einen Kommutierungskondensator 3 und in Reihe mit diesem eine Kommutierungsdrossel 6. Sie kann bei Betrieb mit sehr hohen Stfomsteilheiten entfallen, dient jedoch im Normalfall zur Begrenzung dieser. Der Laststrom fließt abwechselnd über den Zweig 7, 4, 1 oder über den Zweig 8, 5, 2. Der Kommutierungskondensator lädt sich während des Kommutierungsvorganges auf eine wesentlich höhereAccording to FIG. 1, a high-current rectifier is used 10 fed a bridge circuit via an inductance 9 and an ohmic resistor 9a. In the two bridge branches connected to the positive direct current busbar are each a choke 7 or 8 and a diode 4 or 5 connected in series. In the two with the negative DC bus connected bridge branches are provided as test objects thyristors 1 and 2. In the bridge diagonal you can see a commutation capacitor 3 and in series with this a commutation reactor 6. You can be omitted for operation with very high current gradients, but is normally used for limitation this. The load current flows alternately via branch 7, 4, 1 or via branch 8, 5, 2. The The commutation capacitor charges to a significantly higher level during the commutation process

Spannung als die speisende Gleichspannung auf. Der Vorteil der Prüfschaltung liegt also darin, d^ß mit einer niedrigen Spannung, z. B. 20 V, eingespeist werden kann und die Thyristoren trotzdem mit hohe- Spannung, z. B. etva 600 V, geprüft werden können. Die Ursache für die Spannungserhöhung ist durch die Drosseln 7 und 8 und die Kommutierungsdrossel 6 bedingt Ist beispielsweise der Thyristor Ϊ gezündet, fließt der Laststrom über die D rössel 7 und die Diode 4. Beim Zünden des Thyristors 2 kommutiert der Laststrom nach Maßgabe der Induktivität der Kommutierungsdrossel 6 von dem Thyristor 1 auf den Thyristor 2 und nach Maßgabe der Drosseln 7 und 8 bzw. der Kommutierungsdrossel 6 auf die Drossel 8 und die Diode 5. Es besteht die Möglichkeit, die Drosseln 7 und 8 zu einer einzigen mittelangezapften Drossel zu vereinen.Voltage as the feeding DC voltage. The advantage of the test circuit is therefore that d ^ ß with a low voltage, e.g. B. 20 V, can be fed and the thyristors nevertheless with high voltage, e.g. B. about 600 V, can be tested. The cause of the The voltage increase is caused by the chokes 7 and 8 and the commutation choke 6, for example the thyristor Ϊ ignited, the load current flows through the D rössel 7 and the diode 4. When the thyristor 2 is triggered, the load current commutates according to the inductance the commutation choke 6 from the thyristor 1 to the thyristor 2 and depending on the chokes 7 and 8 or the commutation choke 6 to the choke 8 and the diode 5. There is the possibility of the To combine throttles 7 and 8 into a single, center-tapped throttle.

Die Spannung, auf die sich der Löschkondensator auflädt, läßt sich, wenn man von der Dämpfung des Kreises absieht wie folgt überschlägig ermitteln:The voltage to which the quenching capacitor charges can be, if one of the attenuation of the Circle as follows:

Mit U-Ls sind dabei die Induktivitäten der Drossel und mit C die Kapazität des Kommutierungskondensators bezeichnet. Es verhindern in der Schaltung die Dioden 4 und 5 ein Abfließen der Kondensatorlaoung im Anschluß an den Kommutierungsvorgang. U-Ls denotes the inductance of the choke and C denotes the capacitance of the commutation capacitor. In the circuit, the diodes 4 and 5 prevent the condenser lounges from flowing away after the commutation process.

Bei der Anordnung der F i g. 2 ist in Reihe mit dem Kommutierungskondensator 3 eine Stufendrossel It amgeordnet Sie verzögert den Stromanstieg um eine bestimmte Zeit der Größenordnung einiger Mikrosekunden, so daß beim Auftreten der hohen Stromanstiegsgeschwindigkeit ein wesentlich größerer Teil des Thyristors bereits leitend ist verglichen mit einer Betriebsweise ohne StufendrosseL. Es sind weiterhin bei der Anordnung der F i g. 2 in den zwei mit der negativen Gleichstromsammeischiene verbundenen Zweigen zusätzliche Stufendrosseln 12 und 13 vorgesehen. Für die Beherrschung des Rückstromverhaltens können diese sättigbaren Stufendrosseln mit hochohmigen Widerständen 14 und 15 parallel geschaltet werden. Bei der Anordnung der F i g. 2 ist eine besondere hochohmige Hilfsspannungs^uHIe 16 vorgesehen. Sie arbeitet zusammen mit den Widerständen 17 und 18, durch die beim Betrieb mit sehr niedrigen Frequenzen die Spannung am Kommutierungskondensator 3 auf ihren ursprünglichen Wert gehalten wirdIn the arrangement of FIGS. 2 is a step choke It in series with the commutation capacitor 3 amordered it delays the increase in current by a certain time of the order of a few microseconds, so that when the high rate of current rise occurs, a significantly larger part of the Thyristor is already conductive compared to an operating mode without a step choke. There are still at the arrangement of the F i g. 2 additional branches in the two branches connected to the negative direct current busbar Step chokes 12 and 13 are provided. These can be used to control the reverse flow behavior Saturable step chokes with high-ohmic resistors 14 and 15 are connected in parallel. In the Arrangement of the F i g. 2 a special high-resistance auxiliary voltage ^ uHIe 16 is provided. she works together with the resistors 17 and 18, through which the Voltage across the commutation capacitor 3 is kept at its original value

ίο Bei den bisher beschriebenen Anordnungen der F i g. 1 und 2 werden die Thyristoren mit Rechteckstromblöcken bei einer Stromflußdauer von 180° betrieben. Soll die Prüfung der Thyristoren auch bei anderen Stromflußdauern erfolgen, so kann die Schaltung auf vier, sechs oder acht Prüflinge erweitert werden. Schaltungsmäßig werden die einzelnen Brükkenzweige dann in Parallelstrompfade aufgelöst Die Stromflußdauern betragen dann 90°, 60° oder 45°.ίο With the arrangements of the F i g. 1 and 2 are the thyristors with square-wave current blocks with a current flow duration of 180 ° operated. If the thyristors are also to be tested with other current flow durations, the Circuit can be expanded to four, six or eight test items. In terms of circuitry, the individual bridge branches then dissolved in parallel current paths. The current flow durations are then 90 °, 60 ° or 45 °.

In der F i g. 3 ist eine derartige Schaltung veranschaulicht für die Prüfung von s;echs Thyristoren la-2c bei 60° Stromflußdauer. Analog zu den Thyristoren sind in den Parallelstrompfaden auch eine Vielzahl von Dioden 7a -8a Stufendrosseln 12a- 13c und Parallelwiderständen 14a —15c vorgesehen.In FIG. FIG. 3 illustrates such a circuit for testing s; echs thyristors 1a-2c at 60 ° current flow duration. Analogous to the thyristors, there are also a large number of diodes in the parallel current paths 7a -8a step chokes 12a-13c and parallel resistors 14a-15c are provided.

±5 Es ist auch bei der Anordnung der F i g. 3 analog zu F i g. 2 eine Nachladevorrichtung 16 vorgesehen.± 5 It is also the case with the arrangement of the F i g. 3 analogous to F i g. 2 a reloading device 16 is provided.

Gleichartige Elemente sind bei den Fig. 1—3, ohne daß näher auf sie eingegangen wurde, gleichartig bezeichnet.Similar elements are shown in FIGS. 1-3, without that they have been dealt with in more detail, denoted similarly.

Es zeigt die F1 g. 4 ein Diagramm für die Ströme in den einzelnen Parallelpfaden bei 60" Stromflußdauer.It shows the F1 g. 4 shows a diagram for the currents in the individual parallel paths at 60 "current flow duration.

Das Diagramm der Fig.5 veranschaulicht die Spannungs- und Strombeanspruchung der einzelnen Thyristoren.The diagram of Fig.5 illustrates the voltage and current stress of the individual Thyristors.

Bei einer Vergrößerung des Zeitmaßstabes ist in der F i g. 6 der Stromverlauf an einem Thyristor während des Stromanstiegs zum Zeitpunkt ii herausgezeichnet, während das Diagramm der F i g. 7 gleichfalls bei einer Streckung des Zeitmaßstabes das Bild eines Stromes ebenfalls zum Zeilpunkt h darstelltWhen the time scale is increased, FIG. 6 shows the current curve in a thyristor during the current rise at time ii, while the diagram in FIG. 7 likewise shows the image of a current at the line point h when the time scale is stretched

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

* 1. Test circuit for thyristors at full current and voltage load and stress * with regard to the rate of change in current, characterized in that a bridge circuit fed via an inductance (9) and an ohmic load {9a) from a direct current source (10) is provided, in of which two input branches connected to the positive direct current busbar each have a series connection of a choke (7 or 8) and a diode (4 or 5), in the two further branches connected to the negative direct current busbar a thyristor (1 or 2) and the A commutation capacitor (3) is arranged in the Brückendiago-BaIe.

Z test circuit according to claim 1, characterized in that in the bridge diagonal in A commutation reactor (6) is provided in series with the commutation capacitor (3)

3. Test circuit according to claims 1 and 2, characterized in that in series with the Series connection of commutation capacitor (3) and commutation reactor (6) a saturable Stepped throttle (11) is arranged

4. Test circuit according to claims 1 to 3, characterized in that in series with the Thyristors (1 or 2), arranged on their cathode side, saturable step chokes (12 or 13) are provided.

5. Test circuit according to claim 4, characterized in that in parallel with the step chokes (12 or 13) high-value resistors (14 or 15) are connected.

6. Test circuit according to claims 1 to 5, characterized in that a high resistance Auxiliary voltage source (16) with its positive direct current busbar connected via a resistor (17 or 18) to the electrical connection of the bridge diagonal and the bridge branches is, while the negative DC bus of the auxiliary voltage source with the negative Gleichsiromschiene is connected to the bridge circuit.

7. Test circuit according to claim 6, characterized in that the resistors (17 or 18) are high resistance.

8. Test circuit according to claims 1 to 7, characterized in that each bridge branch is made up of several current paths connected in parallel