DE1942358A1

DE1942358A1 - Verfahren zur Zuendung von elektrischen Ventilgruppen und Anordnung zur Durchfuehrung des Verfahrens

Info

Publication number: DE1942358A1
Application number: DE19691942358
Authority: DE
Inventors: Winkler Dipl-Ing Kurt; Zwahlen Robert Neuendorf; Good Dipl-Ing Paul; Nussbaumen Rieden
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1969-08-01
Filing date: 1969-08-20
Publication date: 1971-02-11
Also published as: CH504133A; SE363443B; AT324500B; FR2057847A5; DE1942358C3; NO126827B; GB1315010A; AT310296B; DE1942358B2

Description

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

Verfahren zur Zündung von elektrischen Ventilgruppen und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Zündung von elektrischen Ventilgruppen, die aus parallelgeschalteten Einzelventilen bestehen und auf eine Gegenspannung arbeiten. Die Erfindung hat auch eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zum Gegenstand. "

Bei Stromrichterschaltungen, die auf Gegenspannung arbeiten, besteht die Gefahr, dass nach der Zündung einzelne Ventile wieder löschen und die noch leitenden Elemente den vollen Laststrom übernehmen müssen, wodurch sie überlastet und zerstört« werden können.

Die nachfolgenden Ausführungen zeigen die bestehende Problematik.

Fig. 1 gibt eine halbgesteuerte, j^

Flg. 2a bezieht sich auf ein Spannungs-Zeit-Diagramm, Fig. 2b auf ein Strom-Zeit-Diagramfi.

JC/mh

In Fig. ,1" ist rait 1 eine erste Diode, mit 2 eine zweite Diode, . r, mit 3 ein erster Thyristor und mit ¹J ein zweiter Thyristor bezeichnet. Die zugehörigen Beschaltungselemente 1',2',3',¹I¹ (vorzugsweise R-C-Glieder, bzw. C-Glleder) sind bekanntlich wegen des Trägerspeichereffektes notwendig. Eine Gegenspannungsquelle 5, beispielsweise eine Batterie oder eine Glelchstrorariaschlne und eine hierzu in Reihe geschaltete Induktivität 6 liegen an den Gleichstromklemmen der aus den Elementen 1,2,3,4 gebildeten Gleichrichterbrücke,'die man halbgesteuert nennt, weil nur die Thyristoren 3,4 steuerbar sind. Eine Weehselstroniquelle 7 ist mit den Wechselstromanschlüssen der Brücke verbunden.

Zur Erläuterung der bei einer Schaltung geir4ss Fig. 1 auftretenden Vorgänge sei die Fig. 2 betrachtet, lsi Fig. 2ä ist auf der Absstisse die Zeit ■$: undi äüf der Ordtnat© s*nd Spänmüngen u aufgetragen. Hierbei bedeutet u_ß die puliierejidfe' Gleichspannung der Gleichrichterbrücke,, Ü_ die konstante Spannung einer Gegenspannungsquelle. Vom Zeitpunkt t—an Überwiegt die Spannung. ü_q die Spannung U₅, so dass der die Last 5,6 dupchfliesisönde .Strom-I₀ (Flg. 1 und Fig. 2b) ansteigt. Der Stromkreis schliesst sich unter Annahme der durgh den nichtunterbrochenen Spannungspfeil U₇ der ' ; Wechselstromquelle 7 gegebenen Potentiale über die Elemente

3,6,5,2,7» Die Ventile 1,4 sind gesperrt. Bei t. ist u_ß * ϋ_ς. '■ - Der Strom i_ß hat seinen Maximalwert erreicht und fällt im weite» > ren Verlaufe^ Je nach Grosse der Drossel 6, mehr oder weniger

• . . - BAD ORIGINAL

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rasch wieder, ab. Kurz nach t₂ gelten die durch den gestrichelten Pfeil Uj bedingten Potentiale. Um eine möglichst grosse Spannungszeitfläche, d.h. einen möglichst grossen Gleichspannungsmittelwert der Gleichrichterbrücke zu erhalten, wird der Thyristor ¹I möglichst nahe zum Zeltpunkt tp, den man natürlichen Zündzeitpunkt nennt, gezündet. Der Rechteckimpuls in Fig. 2a deutet dies an. Der Strom i_Q sinkt weiter, da ü„ im Zeltraum t« bis t- kleiner ist als U₁-. Nach Ablauf des für die vorliegenden Zusammenhänge nicht wesentlichen Kommutierungsvorganges schliesst sich der Stromkreis über ¹I,6,5,1,7. Die Ventile 2,3 sind gesperrt. Der Strom i_Q beginnt erst zum Zeitpunkt t- wieder zu steigen, da dann u_Q die Spannung U₅ überwiegt.

Bei grossen Lastströmen ist es erforderlich, die Gleichrichterbrücke nicht aus Einzelventilen, sondern aus Ventilgruppen aufzubauen, die eine Mehrzahl von parallelgeschalteten Einzelven-

tilen umfassen. Falls nun i_G unter einen Grenzwert i _ß fällt, können einzelne Ventile Infolge ungleicher Strom-Spannungs-Kennlinlen den Wert Ihres Haltestromes unterschreiten und.löschen. Beim Wiederanstieg des Stromes i„ müssen die nicht gelöschten Ventile den Gesamtetrom übernehmen, was zu ihrer Beschädigung oder Zerstörung führt.

Um die aufgezeigten Mängel zu beheben, werden bereits die folgenden Massnahmen vorgeschlagen:

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_ H - ' K/mh

a) Der Zündimpuls wird in den Schnittpunkt der pulsierenden Gleichspannung u„ und der grösstmöglichen Gegenspannung üj. gelegt. Diese Lösung hat den erhebliehen Nachteil, dass bei kleinerer Gegenspannung ein beträchtlicher Verlust an Spannungszeitfläche auftritt-*

by Es finden Dauerimpulse Verwendung, welche den ganzen Zeitraum möglicher Zündungen überdecken. Hierdurch werden aber in unerwünschter Welse die Steuerleistungen erhöht,, und der Aufwand für die Impulsübertrager steigt.

c) Es wird eine starke Induktivität in den Lastkreis eingeschaltet. Der hierfür notwendige Aufwand ist dann wesentlich grosser als beim Eingreif/en in die Gittersteuerung.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die vorgenannten Unzulänglichkeiten zu beheben.

|.. Dies lässt sich erfindungsgemäss dadurch erreichen, dass bereits gezündeten Ventilgruppen in vorbestimmtem Abstand vom natürlichen Zündzeitpunkt ein Nachimpuls erteilt wird.

Zu Erzeugung dieses Nachimpülses sind verschiedene Methoden . möglich:

1) Es wird der Laststrom gemessen, der beim Ueberschreiten des Grenzwertes i* zur Auslösung eines Zündimpulses dient.

2) Es wird der Ventilgruppenstrom gemessen, der ebenfalls beim

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Ueberschreiten eines vorbestimmten Wertes zur Auslösung des Zündimpulses dient*

3) Es wird der Strom der Einzelventile gemessen und beim Ueberschreiten des maximal zulässigen Stromwertes ein Nachimpuls erzeugt.

In Fig. 1 ist eine einphasige, halbgesteuerte, symmetrische Brückenschaltung wiedergegeben. Das beschriebene Verfahren ist aber auch auf mehrphasige oder vollgesteuerte oder unsymmetrische Schaltungen anwendbar. Weiterhin könnte der Nachimpuls auch wesentlich später als zum Zeitpunkt t^ abgegeben werden, beispie lsweise beim üeberschreiten einer vorbestimmten oberen Schwelle von i«, welche dem zulässigen Belastungstrom eines Einzelventils entspricht. Schliesslich ist das Verfahren nicht nur bei Brückenschaltungen, sondern auch bei MittelpunktSchaltungen anwendbar, und statt der konstanten Gegenspannung könnte eine oberwellenhaltige Gegenspannung vorhanden sein.

Als Gerät zur Ausführung des Verfahrens findet zweckmässigerweise ein solches Verwendung, 4as einen Hallgenerator, einen Schmitt-Trigger und ein Zündgerät umfasst. Der Hallgenerator signalisiert das Abfallen und Wiederansteigen des Stromes, dtr.* Schmitt-Trigger spricht beim üeberschreiten einer vorbestimmten Grosse der Hallspannung an und gibt den Zündimpuls frei.

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Claims

K/uk P a t e η-1 a η s ρ r U c h e

1J Verfahren zur Zündung von elektrischen Ventilgruppen, die aus parallelgeschalteten Einzelventilen bestehen und auf eine Gegenspannung arbeiten, dadurch gekennzeichnet, dass bereits gezündeten Ventilgruppen in vorbestimmten» Abstand ( t) vom natürlichen Zündzeitpunkt (t«) ein Nachimpuls erteilt wird.
2. Verfahren zur Zündung von Ventilgruppen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Laststrom (i_ß) gemessen wird, bei dessen Wiederanstieg über einen vorbestimmten Grenzwert nach vorausgegangenem Laststromabfall der Machimpuls erteilt wird.
j5v Verfahren zur Zündung von Ventilgruppen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strom der einzelnen Ventilgruppen gemessen wird, bei dessen Wiedsranafcieg über einen vorbestimmten Grenzwert nach vorausgegangenem Stroroabfall der Kachimpuls erteilt wird. ν
4. Verfahren zur Zündung von Ventilgruppen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strom des Einzelventils gemessen wird und beim Ueberschreiten des maximal zulässigen Stronwertes eines Einzelventils der Nachimpuls erteilt wird*

5« Anordnung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch

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K/uk

dadurch gekennzeichnet, dass ein Hallgenerator, ein Schmitt-Trigger und ein ZUndgerät vorgesehen sind.

Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie.

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