DE2026532A1 - Arrangement for controlling the voltage of a direct current consumer - Google Patents
Arrangement for controlling the voltage of a direct current consumerInfo
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Description
Anordnung zur Steuerung der Spannung eines Gleichstromverbrauchers Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Steuerung der Spannung eines Gleichstromverbrauchers, der über mindestens einen Thyristor mit einem Pol einer Gleichspannungsquelle verbunden ist, wobei dem Thyristor die Reihenschaltung eines Löschkondensators, eines Löschventils und einer Induktivität parallelgeschaltet ist und dem Löschventil ein weiterer Thyristor parallel liegt.Arrangement for controlling the voltage of a direct current consumer The invention relates to an arrangement for controlling the voltage of a direct current consumer, which is connected to one pole of a DC voltage source via at least one thyristor is, wherein the thyristor is the series connection of a quenching capacitor, a quenching valve and an inductance is connected in parallel, and another thyristor is connected to the quenching valve is parallel.
Bekannt sind solche Anordnungen mit einem steuerbaren Löschventil beispielsweise aus dem Buch: Thyristoren in der technischen Anwendung, Band t: Stromrichter mit erzwungener Kommutierung, Herausgeber: Siemens Aktiengesellschaft, 1967, Seite 81.Such arrangements with a controllable extinguishing valve are known for example from the book: Thyristors in der Technische Zusammenarbeit, Volume t: Stromrichter with forced commutation, publisher: Siemens Aktiengesellschaft, 1967, page 81.
Bei diesen Gleichstromstellern kann durch periodisches Ein-und Ausschalten des Stromes der Mittelwert der Spannung des Gleichstromverbrauchers verlustarm gesteuert oder geregelt werden. Ist ein Gleichspannungsnetz, beispielsweise das Bordnetz eines Schiffes oder eines Flugzeuges an eine Batterie angeschlossen, so kann die Netzspannung konstant gehalten werden, auf einen Wert, der von der Batteriespannung mit zunehmender Entladung nicht unterschritten wird. Beispielsweise kann auch der Erregerstrom von Gleichstrommaschinen gesteuert werden.These DC converters can be switched on and off periodically of the current, the mean value of the voltage of the direct current consumer is controlled with low loss or regulated. Is a DC voltage network, for example the on-board network one When a ship or an aircraft is connected to a battery, the mains voltage be kept constant to a value that depends on the battery voltage with increasing Discharge is not undershot. For example, the excitation current of DC machines are controlled.
Bei der bekannten Anordnung lädt sich der Löschkondensator nach dem Zünden des Löschthyristors über den angeschlossenen Verbraucher auf. Die Ladezeit des Löschkondensators ist somit vom Verbraucherstrom, insbesondere der Induktivität des Verbrauchers abhängig. Bekannt ist beispielsweise aus dem Buch Silicon Controlled Rectifier Designer Handbuch", Herausgeber: Westinghouse Electric Corporation, 1967, Fig. 4.- 29 dem Verbraucher die Reihenschaltung des Löschkondensators und eines Widerstandes parallel zu schalten. Bei dieser Einrichtung, bei der ein Umschwingventil nicht vorgesehen ist, ist zwar die Ladezeit weitgehend unabhängig vom Verbraucherstrom, aber der Widerstand verursacht dauernde Verluste.In the known arrangement, the quenching capacitor charges after Ignition of the quenching thyristor via the connected consumer. The loading time of the quenching capacitor is therefore dependent on the consumer current, in particular the inductance of the consumer addicted. It is known, for example, from the book Silicon Controlled Rectifier Designer Handbook ", publisher: Westinghouse Electric Corporation, 1967, Fig. 4.-29, the series connection of the quenching capacitor to the consumer and a resistor to be connected in parallel. In this facility, where a Reversing valve is not provided, although the charging time is largely independent from the consumer current, but the resistance causes permanent losses.
Bekannt ist es auch, beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 538 979 in einer Einrichtung der eingangs genannten Art, bei der ein Thyristor das steuerbare Löschventil ist, dem Thyristor eine Diode nachzuschalten und die Reihenschaltung von Löschkondensator, Löschventil und einem Widerstand dem Verbraucher parallel zu legen. Bei dieser Einrichtung ist die Ladezeit des Löschkondensators unabhängig vom Verbraucherstrom.It is also known, for example from the German Offenlegungsschrift 1 538 979 in a device of the type mentioned, in which a thyristor the controllable extinguishing valve is to connect a diode after the thyristor and the Series connection of quenching capacitor, quenching valve and a resistor to the consumer to lay parallel. With this device, the charging time of the quenching capacitor is independent of the consumer current.
Es besteht die Aufgabe, bekannte Einrichtungen mit laststromunabhängiger Aufladung des Löschkondensators zu verbessern, insbesondere den wirtschaftlichen Aufwand zu verringern und die Betriebssicherheit zu erhöhen.There is the task of known devices with load current independent To improve the charging of the quenching capacitor, especially the economical one Reduce effort and increase operational reliability.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Löschventil eine Diode ist und daß die Verbindungsleitung zwischen iiöschkondensator und Diode über einen Widerstand mit dem anderen Pol der Gleichspannungsquelle verbunden ist.According to the invention this object is achieved in that the extinguishing valve is a diode and that the connection line between the quenching capacitor and the diode is connected to the other pole of the DC voltage source via a resistor.
Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung ist verhindert, daß ein nennenswerter Strom über den Ladewiderstad fließt. Die Strom wärmeverluste in diesem Widerstand werden daher sehr niedrig gehalten. Es ist das bekannte, steuerbare Löschventil durch eine Diode ersetzt. Der wirtschaftliche Aufwand, bedingt durch einen Thyristor und seine Steuerungseinrichtung wird dadurch erniedrigt und insbesondere die Betriebssicherheit der Sinrichtung erhöht, da einer, der in Gleichstromstellern hart beanspruchten Thyristoren wegfällt. Vorteilhaft ist auch, daß der Löschkondensator nicht nur während der stromlosen Pausen des Hauptthyristors, sondern auch bei gezündetem Hauptthyristor über den Ladewiderstand nachgeladen ird.,Die Ladung des Kondensators bleibt daher während der gesamten Betriebsdauer erhalten und die erfindungsgemäße Anordnung kann auch zum Schalten eines Gleichstromes verwendet werden.In the device according to the invention is prevented that a significant Current flows through the charging resistor. The electricity heat losses in this resistor are therefore kept very low. It is the well-known, controllable extinguishing valve by replaced a diode. The economic effort caused by a thyristor and its control device is thereby lowered and in particular the operational reliability of the device is increased, since one is used in DC converters hard-stressed thyristors are omitted. It is also advantageous that the quenching capacitor not only during the currentless breaks of the main thyristor, but also when the thyristor is ignited Main thyristor is recharged via the charging resistor., The charge of the capacitor is therefore retained during the entire period of operation and the invention Arrangement can also be used for switching a direct current.
Im folgenden wird die erfindungsgemäße Anordnung anhand der Figuren 1 und 2 beispielhaft näher erlautert. In beiden Figuren sind identische Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.The arrangement according to the invention is described below with reference to the figures 1 and 2 explained in more detail by way of example. There are identical components in both figures provided with the same reference numerals.
In Fig. 1 ist ein ohmscher-induktiver Verbraucher 1 über ein steuerbares Hauptstromrichterventil oder eine Gruppe von steuerbaren Stromrichterventilen 2, die beispielsweise.Thyristoren sein können, und einen handelsüblichen Schalter 3 an die Klemmen 4 einer Gleichspannungsquelle angeschlossen. Die Gleichspannungsquelle kann eine Batterie sein. Der Verbraucher 1 kann beispielsweise das Bordnetz eines Flugzeuges oder ein Gleichstrommotor sein. Dem Verbraucher 1 ist eine Freilaufdiode 5 parallelgeschaltet, die den Verbraucherstrom während der stromlosen Pausen des Thyristors 2 übernimmt. Dem Thyristor 2 ist eine Löscheinrichtung und eine in der Fig. nicht dargestellte Steuereinrichtung zugeordnet. Die Löscheinrichtung besteht aus der Reihenschaltung eines Löschkondensators 6, einer Diode 7 und einer Umschwingdrossel 8, die dem Thyristor*2 parallelgeschaltet ist. Der Diode 7 ist ein steuerbares Stromrichterventil 9 parallelgeschaltet, und der Verbindungspunkt des Löschkondensators 6 mit der Diode 7 ist über einen Widerstand 10 mit einer Klemme 4 der Gleichspannungsquelle verbunden, so daß bei gezündetem Hauptventil 2 dem Verbraucher 1 die Reihenschaltung des Löschkondensators 6 und des Widerstandes 10 parallel liegt.In Fig. 1, an ohmic-inductive load 1 is a controllable Main converter valve or a group of controllable converter valves 2, which can be, for example, thyristors, and a commercially available switch 3 connected to terminals 4 of a DC voltage source. The DC voltage source can be a battery. The consumer 1 can, for example, the electrical system of a Aircraft or a DC motor. The consumer 1 is a freewheeling diode 5 connected in parallel, which supplies the consumer current during the currentless breaks of the Thyristor 2 takes over. The thyristor 2 is a quenching device and one in the Associated with control device, not shown. The extinguishing device exists from the series connection of a quenching capacitor 6, a diode 7 and a reversing choke 8, which is connected in parallel to the thyristor * 2. The diode 7 is a controllable converter valve 9 connected in parallel, and the connection point of the quenching capacitor 6 with the diode 7 is connected to a terminal 4 of the DC voltage source via a resistor 10, so that when the main valve 2 is ignited, the consumer 1 is connected in series with the quenching capacitor 6 and the resistor 10 is parallel.
Zur Inbetriebnahme wiid der Schalter 3 gegchlossen. Der Löschkondensator 6 lädt sich in vorgegebener Zeit über die Last 1 und zusätzlich über den Ladewiderstand 10 auf den Betrag der Spannung der Gleichspannungsquelle auf. Dabei ist der Ladewiderstand 10 so ausgelegt, daß der Löschkondensator 6 auch bei abgeschalteter Last ausreichend geladen wird Wird der Hauptthyristor 2 gezündet, so wird die Spannung der Gleichspannungsquelle an die Last 1 gelegt. Der Laststrom steigt nach einer e-Funktion entsprechend der Zeitkonstanten der Last an. Die Löschdiode 7 und der gesperrte Umschwingthyristor 9 verhindern, daß fortwährend ein nennenswerter Strom von der Gleichspannungsquelle über den Hauptthyristor 2 und den Ladewiderstand 10 fließt. Die Stromwärmeverluste im Ladewiderstand 10 werden dadurch sehr niedrig gehalten, Zum Löschen des Hauptthyristors 2 wird der Umschwingthyristor 9.Switch 3 is closed for commissioning. The quenching capacitor 6 charges in a specified time via load 1 and also via the charging resistor 10 on the amount of the voltage of the DC voltage source. Here is the charging resistance 10 designed so that the quenching capacitor 6 is sufficient even when the load is switched off is charged If the main thyristor 2 is ignited, the voltage of the DC voltage source is placed on load 1. The load current increases according to an exponential function according to Time constants of the load. The quenching diode 7 and the blocked reversing thyristor 9 prevent a continuous significant current from the DC voltage source flows through the main thyristor 2 and the charging resistor 10. The electricity heat losses in the charging resistor 10 are kept very low as a result, to clear the main thyristor 2 becomes the swing thyristor 9.
gezündet und der Löschkondensator 6 lädt sich über den Hauptthyristor 2, die Umschwingdrossel 8 und den Thyristor 9 um. Nach dem Umschwingvorgang hat der Löschkondensator 6 die zur Löschung des Stromes im IIauptthyristor 2 erforderliche Polarität. Da bei ist zu berücksichtigen, daß das Umladen des Löschkondensators 6 über den Hauptthyristor 2 vor sich geht und damit Strornführungszeiten des Hauptthyristors 2 ausgeschlossen sind, die kleiner als die Umladedauer sind. Im Anschluß an den Umschwingvorgang schwingt die Ladung des Löschkondensators 6 über die Löschdiode 7, die Umschwingdrossel 8 und den Hauptthyristor 2 zurück. Nach einer gewissen Zeit ist der Laststrom auf die Löschdiode 7 und die Umschwingdrossel 8 kommutiert, der Strom im Hauptthyristor 2 ist zu Null geworden.-In diesem Zeitpunkt liegt die Differenz zwischen der Spannung am Löschkondensator 6 und an der Umschwingdrossel 8 als negative Anoden-Kathodenspannung am Hauptthyristor 2. Anschließend wird der Löschkondensator 6 über die Last 1 und zusätzlich über den Ladewiderstand 10 umgeladen. Hat -die Spannung am Löschkondensator 6 den Betrag der Spannung der Gleichspannungsquelle erreicht, so beginnt der Laststrom vom Löschkreis 6, 7 und 8 auf die Diode 5 des Preilaufkeises zu kommutieren. Dabei wird der Kondensator 6 wegen der in der Induktivität 8 gespeicherten Energie auf eine höhere Spannung als die Eingangsgleichspannung aufgeladen. Ist der Strom im Löschkreis Null geworden, so führt die Preilaufdiode 5 den Laststrom, der aufgrund der in der Last 1 gespeicherten magnetischen Energie weiterfließt und abgängig von der Lastkreiskonstanten exponentiell abklingt.ignited and the quenching capacitor 6 charges through the main thyristor 2, the Umschwingdrossel 8 and the thyristor 9 um. After the swinging process has the quenching capacitor 6 required to quench the current in the main thyristor 2 Polarity. Since it must be taken into account that the charge reversal of the quenching capacitor 6 is going on through the main thyristor 2 and thus current conduction times of the main thyristor 2 that are shorter than the reloading time are excluded. Following the Swinging process the charge of the quenching capacitor 6 swings over the quenching diode 7, the reversing choke 8 and the main thyristor 2 back. After a The load current on the quenching diode 7 and the reversing choke 8 is for a certain time commutates, the current in the main thyristor 2 has become zero.-At this point in time is the difference between the voltage on the quenching capacitor 6 and on the reversing choke 8 as negative anode-cathode voltage at the main thyristor 2. Then the Quenching capacitor 6 via the load 1 and additionally via the charging resistor 10. -The voltage on the quenching capacitor 6 has the magnitude of the voltage of the DC voltage source reached, the load current begins from the quenching circuit 6, 7 and 8 to the diode 5 of the To commute price run circles. The capacitor 6 is because of the inductance 8 stored energy to a higher voltage than the input DC voltage charged. If the current in the extinguishing circuit has become zero, the pre-run diode leads 5 the load current due to the magnetic energy stored in the load 1 continues to flow and decays exponentially depending on the load circuit constant.
Zündet man den Hauptthyristor 2 erneut, so kommutiert der aststrom von der Diode 5 des Freilaufkreises auf den Thyristor 2.If the main thyristor 2 is ignited again, the branch current commutates from diode 5 of the free-wheeling circuit to thyristor 2.
Erfolgt die erneute Zündung des Hauptthyristors 2 bevor der Löschkondensator 6 auf den Betrag der Batteriespannung geladen ist, so wird der Löschkondensator 6 über den Ladewiderstand 10 nachgeladen. Hierbei ist nochmals darauf hinzuweisen, daß der Löschkondensator 6 selbst bei Laststrom Null in der zur Verfügung stehenden Zeit bis zum nächsten Zünden des Umschwingthyristors 9 ausreichend geladen ist.The re-ignition of the main thyristor 2 takes place before the quenching capacitor 6 is charged to the amount of the battery voltage, so the quenching capacitor 6 recharged via the charging resistor 10. It should be pointed out once again that that the quenching capacitor 6 is available even at zero load current Time until the next ignition of the reversing thyristor 9 is sufficiently charged.
Die Fig. 2 zeigt eine Abwandlung der Schaltung nach Fig. 1. In Reihe zu dem Widerstand 10 liegt eine weitere Diode 11, die wie die Diode 7 gepolt ist Es wurde bereits erwähnt, daß sich der Iöschkondensator 6 beim Umladen wegen der in der Umschwingcrossel 8 gespeicherten Energie auf eine höhere Spannung als die Eingangsgleichspannung auflädt. Wegen der Dioden 7 und 11 bleibt diese höhere Spannung des Löschkondensators 6 erhalten.FIG. 2 shows a modification of the circuit according to FIG. 1. In series to the resistor 10 is another diode 11, which like the diode 7 is polarized It has already been mentioned that the extinguishing capacitor 6 is when recharging due to the energy stored in the reversing choke 8 to a higher voltage as the DC input voltage is charging. Because of the diodes 7 and 11 this remains higher Voltage of the quenching capacitor 6 obtained.
Dies kann für einen stabilen Betrieb bei kleiner Eingangs-Spannung oder kleiner Ausgangsfrequenz wesentlich sein Abschließend seien nochmals die Vorteile zusammengefaßt, die der erfindungsgemäßen Anordnung neben dem geringen wirtschaftlichen Aufwand eigen sind. Der Löschkondensator 6 wird über die Last 1 und zusätzlich über den Ladewiderstand 10 aufgeladen.This can ensure stable operation when the input voltage is low or a lower output frequency. Finally, the advantages are again summarized, the arrangement according to the invention in addition to the low economic Effort are inherent. The quenching capacitor 6 is over the load 1 and also over the charging resistor 10 is charged.
Diese Aufladung ist lastatromunabhängig. Der Löschkondensator 6 wird nicht nur während der stromlosen Pausen des Hauptthyristors 2, sondern auch bei gezündetem Hauptthyristor 2 über den Widerstand 10 nachgeladen. Außerdem kann der Widerstandswert des Widerstandes 10 relativ groß gewählt werden. Dadurch erfolgt bei größeren Last strömen die huffladung des Löschkondensators 6 vorwiegend über die Last 1 und die Stromwärmeverluste im Ladewiderstand 1Q werden außerordentlich klein 2 Patentansprüche 2 FigurenThis charging is independent of the load atom. The quenching capacitor 6 is not only during the currentless breaks of the main thyristor 2, but also at ignited main thyristor 2 charged via resistor 10. In addition, the Resistance value of the resistor 10 can be chosen to be relatively large. This takes place With a larger load, the charge of the quenching capacitor 6 predominantly overflows the load 1 and the current heat loss in the charging resistor 1Q become extraordinary small 2 claims 2 figures
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19702026532 DE2026532A1 (en) | 1970-05-30 | 1970-05-30 | Arrangement for controlling the voltage of a direct current consumer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19702026532 DE2026532A1 (en) | 1970-05-30 | 1970-05-30 | Arrangement for controlling the voltage of a direct current consumer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2026532A1 true DE2026532A1 (en) | 1971-12-09 |
Family
ID=5772547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19702026532 Pending DE2026532A1 (en) | 1970-05-30 | 1970-05-30 | Arrangement for controlling the voltage of a direct current consumer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2026532A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2320128A1 (en) * | 1972-04-24 | 1973-10-31 | Garrett Corp | FORCED-COMMUTED CHOPPER WITH THROTTLE COIL |
| FR2369730A1 (en) * | 1976-10-28 | 1978-05-26 | Loher Gmbh | CONTINUOUS VOLTAGE REGULATOR |
-
1970
- 1970-05-30 DE DE19702026532 patent/DE2026532A1/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2320128A1 (en) * | 1972-04-24 | 1973-10-31 | Garrett Corp | FORCED-COMMUTED CHOPPER WITH THROTTLE COIL |
| FR2369730A1 (en) * | 1976-10-28 | 1978-05-26 | Loher Gmbh | CONTINUOUS VOLTAGE REGULATOR |
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