DE1663155A1 - Verfahren zum Schalten,Stellen oder Regeln von induktiven Laststromkreisen - Google Patents

Description

• Verfahren zum Schalteng Stellen oder Regeln von induktiven Laatstromkreisen.
• Die Erfindung betrifft eit Verfahren zum Schalten, Stellen oder Regeln von Induktiven Lantstromicreisenl die aus einen Wochaelstromnetz unter Ausnutzung der Vontilwirkung von Halbleiterbauglenenten gespeist worden, d.h. zu& Betrieb von Induktiven Lasten mit pulsierenden Gleichstrom.
• Worden zur Gleichrichtung bzw. zur Gleichrichtung und Schaltungl Halbleitervontile auf der Basis von Gernenium-und Silizium verwendet, so treten eine Reihe be- sonderer Schwierigkeiten auf% die mit der Eigenart dieser Halbleiterbauelenente In Zusammenhang stehen. Wird an den Schalten% Stellen oder Regeln der induktivon Last eine besondere Anforderung gentelltg inabesondere der schnelle Abbau den Begnotfalden gefordertg so führen besondere die mm Schutz der Halbleiterbau-.alemente ergriffenen Maßnahnen zu einer Verzögerung des Poldabbauen in der induxtiven Last. Bei einem Teil j1er Halbleiterbauelenente mit Zundcharakterintik ist es erforderlich, daß zum sicheren Zunden ein bestimm-.ter Betriebeatron fließt" wodurch sich bei angeschlossauer induktiver Last und kurzem Zündiapuls Zundschwierigkeiten ergeben. Das Sperren der Halbleiterbauglemente,auch Löschen genanatt macht teilweise ebenfalls Schwierigkeiten.
• Die Nrfindung bezweckt die Beseitigung dieser Mängel und ihr liegt die Aufgabe zu Grunde, durch geeignete Verfahrensachritte den bchutz der Halbleiterbauelemento in Betriebestromkreipl den Abbau der Induktivität in der Last und das schnelle Ninachalten und #;perren der Halbleiterbauelemente mittels einer einzigen beschaltungegruppe zu verwirklichene Die Lösung dieser Aufgabe sieht voi--, daß während. des Anstieges jeder Halbwolle eine Küpazität parallel zur Last auf einen Teilwort der Betrieboopannung uber einen Widerstand und ein erstes Halbleiterventil aufgeladen wird, daß anschließend, während des Abfalles jeder Halbwolle die Kapazität uber ein zweiten Halbleitervontil und über ILie Last entladen wird, und deU bei Abschaltung den Stromkreises der Induktionnstrom über das zweite flalbleitervontil zur Kapazität geleitet wird, die sich unachließend aber den Widerstand den erste Halbleitervontil und die Last entlädt.
• 'to ist bekannt# parallel zur induktiven Last einen ohnechen Widerstand zu lagen, dadurch ergibt sich ein dauernder zusätzlicher 2tromverbrauch, der gefährliche 5.Wanaungsanstieg bei der Abschaltung wird nur teilweise verhindert und der Abbau den magnetischen Feldes verzögert. Es ist auch bekannt, parallgl zur induKtiven Last ein Ver-tilg entgegen der Betriebsstromrichtung gepoltg au lege.u. wodurch jedoch eine groäo Abschaltverzoe,4rung eintritt, so, daß auch diese Maßnahme far uen geschilderten Zweck uußeeiguet ist. Auch die Kombination, d.h. Reihenschaltung von Widerstand und Ventil parallel zur Induktivität't r.,unn die geschilderten Schwierigkeiten nicht beheben.) insbesondere keinen gunstigen Einfluß auf die Einschaltung und den Feldabbau ausuben. ein Beschalten der InduKtivität mit einem Kondensator, eine bekannte kaiinahmag hat ein Anheben der Betrieboopannung zur Folge. Ausserdem ist eine Dämpfung der beim Abschalten auftretenden Schwingung erforderlichg wodurch wieder die schnelle Aufladung verhindert wird. boll ein entladener Kondensator zur Aufnahme den Induktionentrozes Verwendung finden, so ist ein gesonderter behaltvorgang nötig.
• Zum btand der Technik wird auf die deutschen Patentschriften 613 8329 1 050 912 und die deutschen Aualegeschriften 1 079 1799 1 159 o729 1 175 3219 1 175 74o9 1 185 2839 1 189 6o89 1 197 1551 1 2o1 4961 1 213 o44 und 1 2o8 3U verwiesen.
• Alle bekannten Anordnungen sind auf die Beseitigung den einen oder anderen kangels abgestellt, aber nicht geeignet, alle Problem* in optimaler Weine zu lösen, nämlich den Schutz der Halbleiterbauelementesden schnellen Abbau den Magnetfelden, die schnelle Finschaltung, das sichere Zunden und das schnelle Sperren der Halbleiterbauelemente.
• Das erfindungsgemäße Verfahren wird an Hand von zwei Schaltungsbeispielen erläutert.
• In Fig. 1 ist die induktive Last "Lll mit einer Beachaltungsgruppe 1 - 4 versehen und uber in Brätke geschaltete Gleichrichter 21 - 24 und einen Transformator 11 Mit den Wechselstrom-Netz verbunden. Zum Nin- und Ausschalten dient der Schalter NS". Wird dieser Schalter geschlossen, so fließt vom-Pluspol der Gleichrichterbrücke über den bchalter NS" und die induktive Last "L" der Betriebestron zum Minuspol. Dieser Strom ergibt sich auf Grund einer pulsierenden Gleichspannung. Diese pulsierende Gleichspannung lädt während des Spannungsanstiegea den Kondensator 4 über den Widerstaud 3 und den Halbleiterveatil 1 auf. Noch Überschreiten den Scheitelwertes der Spannung läßt die Aufladung zunächst noch4 wird Null, und in den Augenblick in dem den Potential um Kondensator 4 über den Potential des Pluspunkten der Gleichrichterbrückt liegt, entlädt sich der Kondensator 4 wieder über die Last ftLn und das Halbleitervontil 2. Der Kondensator 4 wird alao-weder bei eingeschaltetem Schalter OB" noch bei ausgeschaltetem bchalter *b" voll aufgeladen.
• Wird nun der Schalter "S" zwecks Abschaltung der induktitren Last "L" geöffnet# so fließt der Induktionsstrom von der Last 010 kommendl über das Halbleiterventil 2 auf den Kondensator 4.
• Dieser Vorgang dauert solange, bin ein Ausgleichazustand zwischen der Last "L" und dem Kondensator 4 erreicht Ist. Dabei ist zu beachten, daß sobaldgauf Grund eines geringeren Stromeagdie Spannung an der Last ansteigt, sofort ein Ladestrom zum Kondensator fließt. Der geeamte Induxtionsetron ist zunächst in dem Kondensator J) gespeichert. Sobald nun die Spannung an den Klemmen der Last abklingtg setzt eine gi2tjedung den Kondensator& 4 über den Wideratqnd und den Halbleitervontil 1 ein. Da der Widerstand einen wensentlich höheren Wort als der Widerstand der Last hatg (etwa 100 £ach), wird der größte Teil der gespeicherten Energie in Wärme umgesetzt. Der geringe Entladtetroag welckher rückwärts über die Last tließtg trägt zum Abbau den maghetischen Feldes bei* Durch diene Schaltungsanordnung wird erreicht, daß der Induktionestrom und damit die in der Last gespeicherte Energie näch Abecheltung, sofort auf den Kondensator übergeht, wen einen sehr achapllen Foldabbau zur Folge hat. Der enachlIeßende Vatladeußestrom sorgt für den Abbau der Resonanz. Auf Grund der Anordnung können überhöhte Induktioneapannungen, nicht auftreten# wen unter anderen auch zu einer*wenentlichen. Entlastung den Schultern 030 führt. Diener kann daher auch als kontaktloser Schalter# etwa als Transistor ausgeführt worden. 29 Pig-, 2 ist e"s andere Schaltungsanordnung wiedergegeben* Die hier vorgesehenen tbjcristoren 25 und 26 dienen gleichzeitig als GleichrIchter und Schalter. Bei Bedarf könne», sie auch als Steller oder Regler Verwendung finden. l'hyristorent auch Vierschichttrioden genennt" haben nun bekanntlich die irigenschertg ohne Zün--dung den Strom weiter bis zum Kulldurobgang zu führen. Diene Eigenart fuhrt* bisher bei Anschluß von induktiven Lattkreinen dazu, daß bei der Abachaltung auf Grund der InduktIoneapanng M den zuletzt gesundet4 Ventil (Thyristor.) den Strom weiter führteg so daß die Induktioneapannung gegen die negetive Betriebesi#auuung geschaltet waD. nette die Induktivität eine bestimmte Hohe erreicht# so erfolgte während der negativen aalbwolle keine Ab- schaltung. Da bei der denn folgenden positiven Halbwolle wieder ein Ftldaufbau erfolgtag wer die Abschaltung be- achtlich verzögert. Durch die Beschaltungegruppe 1 bin 4 tritt nun# wie bereits bei Yig. 1 geschildert, eine Stroaübernehme durch den Kondensator ein, wenn die Spannung an der Kapazität über der Hatzepannung liegt. Ein geringer Rückstron über den nicht mehr geauudeten Irbyristorg hat dannen Loschung zur ]Molge. Die Abtren-Aung der induktivon Last von Betr- -"folgt also schon zu ein« Zeitpunkt 9 bevor die pos-t- ve Spannung sich der Nullinie nähert. Während eha." dies* Beschaltung die Abschaltungg wenn überhaupt, erst beim Anstieß in der negativen Halbwelle erfolgtv beginnt die Abachaltung aufgrund der vorgesehenen Beachaltung schon an. 5 zu früher. ( 5o Es-Netz vorausgesetzt.) Eine Voricürzung der Abachaltseit ergibt sich aus den bereits bei der Irläuterung zur Fig. 1 gemachten Angaben.
• Bei unbeschalteter IMuktivitätg nimmt diene bei Vinscheltung zuaäulmt einen äuderst geringen, Strom auf, *0 daß in Anschluß an kurze Zundiapulne bot den Thyristoren noch kein genügend hoher Haltentron erreicht wird. Durch den parallel geschalteten entladenen Kondensetor wird jedoch ein zusätzlicher Strom erzäelt. Der Haltentron der Thlristoren wird also sofort erreicht. Die Verlängerung der Zündimpulse auf Grund der angeschlossenen Induktiven Last» kann also somit entfallen.

Claims (1)

1. P 0 t 4 ja t 0 n 0 p r u 0 h ------------------ m Verfahren zum Schalten, Stellen oder Regeln von induktivon Lantetromkreineng di* aus einem Kechselstronnetz unter Ausnutzung der Vontilwirkung von Halbleiterbauelenenten gespeist worden# dadurch ge- kennzeichnet, daß während des Anstiegen jeder Halbwolle eine Kapazität parallel zur Last auf einen Tollwort der Betriebeapannung aber einen Widerstand und ein ernten lielbleitervontil aufgeladen wird, daß anschließend, während den Abfallen jeder Halb- wolle die Kapazität über ein zweiten Halbleitervontil und über die Last entladen wirdl-und daß bei Abschaltung den Stroakreinen der Induktionnetron über den zweite Halbleitervontil zur Kapazität Soleitet wird, die nich anschließend-Über den Widerstond den erste Halbleitervontil und die Last entlädt.