DE2026856C3

DE2026856C3 - Device for detecting the current zero crossing in a thyristor rectifier circuit

Info

Publication number: DE2026856C3
Application number: DE19702026856
Authority: DE
Inventors: Burnett Paul; Konrad Charles Edward; Roanoke Va. Chausse (V.St.A.)
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1969-06-04
Filing date: 1970-06-02
Publication date: 1976-04-01

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Erfassen des Stromnulldurchganges in einer Thyristor-Gleichrichterschaltung, die Gleichstrom beiderlei Polarität abgibt, unter Verwendung von Transformatoren, Zenerdioden, Dioden und Transistoren. Ein derartiges Gerät ist bereits bekannt (US-PS 33 20 514).The invention relates to a device for detecting the current zero crossing in a thyristor rectifier circuit, that emits direct current of both polarities, using transformers, Zener diodes, diodes and transistors. Such a device is already known (US-PS 33 20 514).

Bei der Gleichrichtung von Wechselstrom ist oft eine Verhinderung von Kurzschlußzuständen in einem Gleichrichtersystem erwünscht, bei dem die Polarität des erhaltenen Gleichstroms umkehrbar ist, beispielsweise bei Zyklokonvertern oder bei der Umkehrung eines Gleichstrommotors. Um die Polarität des Gleich- so fctroms umzukehren, können zwei getrennte Vollweggleichrichter für die beiden Stromrichtungen verwendet werden. Infolge der Charakteristik des Thyristors besteht die Möglichkeit, daß Thyristoren einer solchen Thyristor-Gleichrichterschaltung in der einen Richtung Strom führen, währenü die Thyristoren für die andere Stromrichtung gezündet werden und Strom führen. Dies führt zu einem Kurzschlußzustand für die Wechselstromversorgung. Eine Methode zur Verhinderung solcher Kurzschlüsse besteht darin, daß zwischen den Thyristoren für die beiden Stromrichtungen eine »Überbrückungs-Reaktanz« vorgesehen wird. Diese verhindert während des Übergangs von einer Stromrichtung zur anderen und wenn beide Gleichrichter-Thyristoren gleichzeitig Strom führen und ein Kurzschluß besteht, daß der Strom schädliche Stromstärken erreicht. Zyklokonverter mit einer derartigen Überlappung zeigen während des Übergangszeitraums einenWhen rectifying alternating current, there is often a prevention of short circuit conditions in one A rectifier system is desired in which the polarity of the direct current obtained is reversible, for example with cycloconverters or when reversing a DC motor. About the polarity of the like To reverse fctroms, two separate full-wave rectifiers can be used for the two current directions will. Due to the characteristics of the thyristor, there is a possibility that thyristors of such Thyristor rectifier circuits carry current in one direction, while the thyristors for the other Direction of current are ignited and carry current. This creates a short circuit condition for the AC power supply. One method of preventing such short circuits is that between the Thyristors for the two current directions a "bridging reactance" is provided. This prevents during the transition from one current direction to the other and when both rectifier thyristors at the same time conduct electricity and a short circuit exists that the current harmful currents achieved. Cyclo-converters with such an overlap show a

kleineren Oberschwingungsgehaltsmaller harmonic content

Mit dem Aufkommen statischer reversierender An kersteuerungen wurde allgemein die Größe der Über brückungsreaktanz dadurch auf ein Minimum reduziert daß man den Augenblick erfaßte, in dem der Strom h einem Gleichrichtersatz Null erreicht hatte. Dadurcl war es möglich, die Zündung des anderen Gleich richtersattes so lange zu verzögern, bis durch dieser Zustand angedeutet wurde, daß die Gleichrichter dei einen Sattes keinen Strom führten. Als Meßfühler ver wendete man dabei drei Stromtransformatoren in dei Wechselstromleitungen eines Dreiphasensystems odei einen einzelnen Gleichstromwandler in der Ausgangs schaltung des Gleichrichters. Dieses System hat jedocr den Nachteil, daß der meßbare Mindeststrom gewöhn lieh oberhalb des Haltestromwertes eines Thyristor! liegt und das System daher keinen ausreichender Schutz liefert Ein zweites Problem besteht darin, daf diese Stromtransformatoren eine sehr hohe Empfind tichkeit besitzen müssen, wenn sie in der gewünschter Weise arbeiten sollen. Dies führt dann zu einer Sätti gung beim Auftreten sehr hoher Stromstärken, die dazu führen kann, daß ein Gleichrichtersatz gezünde wird, bevor der andere Satt gesperrt istWith the advent of static reversing armature controls, the size of the bridging reactance was generally reduced to a minimum by detecting the instant when the current h of a rectifier set had reached zero. In this way it was possible to delay the ignition of the other rectifier until this state indicated that the rectifier of one of the satellites was not carrying any current. The sensors used were three current transformers in the alternating current lines of a three-phase system or a single direct current converter in the output circuit of the rectifier. However, this system has the disadvantage that the measurable minimum current is usually above the holding current value of a thyristor! and the system therefore does not provide adequate protection. A second problem is that these current transformers must have a very high sensitivity if they are to work in the desired manner. This then leads to saturation when very high currents occur, which can lead to a set of rectifiers being ignited before the other saturation is blocked

Um diese Probleme zu überwinden, wird gemäß de obengenannten US-PS 33 20 514 für die Felderregunj von Motoren eine sättigbare Drossel benutzt, um fest zustellen, wann die Thyristoren sperren, da dies ein« positive Anzeige dafür darstellt, daß keiner der Thyri stören Strom führt Ein Widerstand im Stromkreis dei sättigbaren Drossel bewirkt eine Zeitverzögerung Wenn die Schaltung für die Umpolung eines Gleich strommotors verwendet wird, hat diese Verzögerung zwar wenig Bedeutung. In einem Zyklokonverter je doch kann die Gesamtzeit in der jeder Satz Strott führt bis auf 80% der Nettperiode verringert sein, unc dann kann eine derartige Verzögerung nicht zugelasser werden. Eine Verkleinerung des Widerstandes zweck« Verkürzung der Zeitverzögerung erzeugt einen Zu stand, bei dem der Widerstand möglicherweise eine un erwünscht große elektrische Leistung abführen muß.In order to overcome these problems, according to de above-mentioned US-PS 33 20 514 for the Felderregunj Used by motors a saturable choke to be fixed to set when the thyristors block, since this is a «positive indication that none of the thyristors disturb current conducts A resistance in the circuit of the saturable choke causes a time delay If the circuit is used for the polarity reversal of a DC motor, this has a delay little meaning. In a cycloconverter, however, the total time in each sentence Strott leads to be reduced to 80% of the net period, and then such a delay cannot be permitted will. A reduction in the resistance, a shortening of the time delay, creates a closure stood, in which the resistor may have to dissipate an undesirably large electrical power.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe be steht deshalb darin, ein Gerät der eingangs genannter Art zu schaffen, das ohne Zeitverzögerung bei Strom losigkeit einer ersten Thyristorgruppe auf eine zweit« Thyristorgruppe umschaltet.The object underlying the invention is therefore to provide a device of the aforementioned Way of creating that without delay in the event of a first thyristor group being de-energized to a second " Thyristor group switches.

Diese Aufgabe wird bei einem Gerät der eingang, genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, da( parallel zu jedem Thyristor die Reihenschaltung eine Zenerdiode, einer Diode und der Basis-Emitter-Streck« eines Transistors liegt, daß jeweils zwei dieser Transi stören in AntiparalielschaWung ihrer Kollektor-Emit ter-Strecke einer ersten Wicklung eines Transforma tors parallel geschaltet sind, deren zweite Wicklunj durch ihre von der ersten Wicklung übersetzte Impe danz ein Kriterium für den Stromnulldurchgang bildet.In a device of the type mentioned at the beginning, this object is achieved according to the invention in that ( parallel to each thyristor the series connection of a Zener diode, a diode and the base-emitter section « of a transistor is that two of these transi interfere in antiparalism of their collector emit ter route of a first winding of a transformer are connected in parallel, the second winding forms a criterion for the current zero crossing due to its impedance translated by the first winding.

Vorzugsweise ist jeweils zwei Reihenschaltungen eir gemeinsamer Vorwiderstand zugeordnet.A common series resistor is preferably assigned to two series circuits.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Er findung sind der ersten Wicklung des Transformator zwei in Reihe liegende Antiparallelschaltungen paralle geschaltet, die jeweils zwei Transistoren enthalten.According to a further embodiment of the invention, he is the first winding of the transformer two series antiparallel circuits connected in parallel, each containing two transistors.

Weiterhin sind vorzugsweise die zweiten Wicklun gen mehrerer Transformatoren untereinander und mi einem Widerstand in Reihe liegend an eine Spannungs quelle geschaltet, wobei die am Widerstand abfallende Spannung ein Kriterium für den Stromnulldurchgang bildet.Furthermore, the second windings are preferably several transformers with each other and with each other a resistor connected in series to a voltage source, the one falling across the resistor Voltage forms a criterion for the current zero crossing.

D^{er m}'^{1 der Erfindun}g erzielbare Vorteil liegt insbedere darin, daß die Abtastung auf Stromlosigkeit mehr im Lastkreis, wie bei den bekannten Anordftfiuingn, sondern an den Thyristoren selbst durchge-■^öhrt wird, so daß das Gerät gemäß der Erfindung auch Tfbei sehr kleinen Strömen einwandfrei und sicher arbei- «ιT ^{he m} ^{'1 of the Erfindun} g achievable advantage is insbedere is that the scan to the absence of current more in the load circuit, as in the known Anordftfiuingn, but on the thyristors even ■ ^ carried is öhrt, so that the apparatus according to the invention also Tfbei very small currents work properly and safely

Die Erfindung wird mm mit weiteren Merkmalen und ,/orteilen an Hand der folgenden Beschreibung und der sfzeichnung eines Ausführungsbeispiels näher erläutertThe invention will be given further features and advantages with reference to the following description and the Drawing of an exemplary embodiment explained in more detail

Fig.J *i ^e'ⁿ Blockschaltbild und zeigt die Beziehung der Sperrschaltkreise mit den gesteuerten Thyristoren in einem Dreiphasensystem; Fig. IA ist ein Schaltbild und zeigt die inneren chaltverbindungen der Sperrschaltung; Fig.2 zeigt eine Kurve eines dreiphasigen Netzvechselstroms, der abwechselnd durch ein Paar von rllweg-Brückengleichrichtern gleichgerichtet wird; Fig.3 ist eine Kurve, welche den gleichgerichteten Wechselstrom zeigt, der sich durch in VoHweg-Brükkengleichrichterschaltung verbundene Thyristoren ergibt, die selektiv gezündet werden, um einen neuen Wechselstrom mit einer anderen Frequenz zu erzeu-Fig.J * i ^e ^'n block diagram showing the relationship of the blocking circuits with controlled thyristors in a three phase system; Fig. 1A is a circuit diagram showing the internal circuit connections of the interlock circuit; Figure 2 shows a graph of three-phase AC mains current which is alternately rectified by a pair of full-wave bridge rectifiers; 3 is a graph showing the rectified alternating current, which is obtained by in-VoHweg Brükkengleichrichterschaltung connected thyristors that are selectively ignited to erzeu- a new alternating current with a different frequency

1010

1515th

gen;gene;

Fig.4 ist eine Kurvendarstellung und zeigt einen einphasigen Wechselstrom, der durch ein Paar Vollweg-Brückengleichrichter gleichgerichtet ist;Fig. 4 is a graph showing a single phase alternating current rectified by a pair of full wave bridge rectifiers;

F1 g. 5 ist ein Blockschaltbild und zeigt die Anordnung der Thyristoren zur Erzeugung des gleichgerichteten Wechselstroms nach F i g. 4;F1 g. Fig. 5 is a block diagram showing the arrangement the thyristors for generating the rectified alternating current according to FIG. 4;

F i g. 6 zeigt die schematische Anordnung der Bauteile der Sperrschaltung bei einer Anwendung auf einen Teil des in F i g. 1 gezeigten Dreiphasensystems.F i g. 6 shows the schematic arrangement of the components of the blocking circuit when applied to a Part of the in F i g. 1 shown three-phase system.

F1 g. 1 zeigt eine dreiphasige Wechselstromeinspeisung mit den Leitungen 11. 12 und 13, die mit zwei Gruppen von Thyristoren verbunden sind. Eine Gruppe besteht aus den Thyristoren 15,16,17,18,19 und 20 und gestattet den Stromfluß in einer Richtung (in der F1 g I nach oben), und eine weitere Gruppe besteht aus den Thyristoren 21,22,23,24,25 und 26 und gestattet den Stromfluß in der entgegengesetzten Richtung (in der F i g. 1 nach unten).F1 g. 1 shows a three-phase alternating current feed to lines 11, 12 and 13 which are connected to two groups of thyristors. A group consists of the thyristors 15,16,17,18,19 and 20 and allows current to flow in one direction (in which F1 g I up), and there is another group from the thyristors 21,22,23,24,25 and 26 and permitted the current flow in the opposite direction (in FIG. 1 downwards).

Die Leitung 11 ergibt die Verbindung zu den Thyristoren 15 und 16 und zu den Thyristoren 21 und 22. Die Leitung 12 ist mit den Thyristoren 17, 18, 23 und 24 verbunden. Die Leitung 13 ist mit den Thyristoren 19 und 20 und mit den Thyristoren 25 und 26 verbunden. Die Kathoden der Thyristoren 15 bzw. 17 bzw. 19 sind mit den Anoden der Thyristoren 21 bzw. 23 bzw. 25 und mit einer Seite eines Verbrauchers 31 verbunden. Die Kathoden der Thyristoren 22 bzw. 24 bzw. 26 sind mit den Anoden der Thyristoren 16 bzw. 18 bzw. 20 und mit der anderen Seite des Verbrauchers 31 verbunden.The line 11 provides the connection to the thyristors 15 and 16 and to thyristors 21 and 22. Line 12 connects to thyristors 17, 18, 23 and 24 connected. The line 13 is connected to the thyristors 19 and 20 and to the thyristors 25 and 26. The cathodes of the thyristors 15 and 17 and 19 are connected to the anodes of the thyristors 21 and 23 and 25 and connected to one side of a consumer 31. The cathodes of the thyristors 22 and 24 and 26 are with the anodes of the thyristors 16 or 18 or 20 and connected to the other side of the consumer 31.

Wenn die Leitungen 11, 12 und 13 gespeist werden, fließt der Strom von der Leitung 11 über den Thyristor 15, den Verbraucher 31 und den Thyristor 18 zu der Leitung 12, wenn die Leitung U die am meisten positive und die Leitung 12 die am meisten negative Leitung ist. Wenn die Leitung 13 am positivsten und die LeitungWhen the lines 11, 12 and 13 are fed, the current flows from the line 11 via the thyristor 15, the load 31 and the thyristor 18 to the line 12 when the line U is the most positive and line 12 is the most negative line. When the line 13 is most positive and the line

11 am negativsten ist, fließt der Strom von der Leitung11 is the most negative, the current will flow from the line

12 über den Thyristor 17, den Verbraucher 31 und den Thyristor 20 zur Leitung 13. Wenn die Leitung 13 am positivsten und die Leitung 11 am negativsten ist, dann fließt der Strom von der Leitung 13 über den Thyristor 19, den Verbraucher 31 und den Thyristor 16 zur Leitung 11. In ähnlicher Weise fließt der Strom von der Leitung 11 über den Thyristor 22, den Verbraucher 31 und den Thyristor 23 zur Leitung 12; von der Leitung 12 über den Thyristor 24, den Verbraucher 31 und den Thyristor 25 zur Leitung 13 und von der Leitung über den Thyristor 26, den Verbraucher 31 und den Thyristor 21 zur Leitung 11, wenn jeweils die zuerst genannte Leitung die positivere und die zuletzt genannte Leitung die negativere ist.12 through the thyristor 17, the consumer 31 and the thyristor 20 to the line 13. When the line 13 on most positive and line 11 is most negative, then the current flows from the line 13 via the thyristor 19, the consumer 31 and the thyristor 16 to the line 11. In a similar way, the current flows from the line 11 via the thyristor 22, the consumer 31 and thyristor 23 to line 12; from the line 12 via the thyristor 24, the consumer 31 and the Thyristor 25 to line 13 and from the line via thyristor 26, consumer 31 and the thyristor 21 to line 11, if the first-mentioned line is the more positive and the last-mentioned line the more negative is.

Der Ausgangsstrom dieser Gleichrichterschaltungen bei einer ohmschen Last ist in der Fig.2 graphisch dargestellt Die Ortskurve 41 stellt den Ausgangsstrom der Thyristoren 15 bis 20 und die Ortskurve 43,- den Ausgangsstrom der Thyristoren 21 bis 26 dar. In F i g. 2 beginnt der Wert des Wechselstroms auf der Leitung 11 bei Null an der Zeitachse 45, erhöht sich in positiver Richtung zu einem Maximalwert am Punkt 47, verringert sich dann bis auf Null und schneidet die Zeitachse $5 beim Übergang in den negativen Bereich, indem sich der Strom am Punkt 49 zum größten negativen Wert erhöht und dann am Punkt 51 auf Null zurückkehrt und damit die Stromperiode beendet In ähnlicher Weise durchläuft die Phase 12 und die Phase 13 jeweils eine vollständige Periode, die untereinander und gegenüber der Phase 11 um 120° phasenverschoben sind. Bei Vollweg-Gleichrichtern ist es möglich, die negative Seite der Periode umzuklappen und somit einen Gleichstrom zu erhalten, welcher durch die Kurve 41 wiedergegeben ist In ähnlicher Weise kann die positive Seite der Periode umgeklappt werden, so daß man den durch die Kurve 43 dargestellten Gleichstrom erhält. Die Thyristoren, welche die Gleichrichtung der einzelnen Stromphasen steuern, werden entsprechend so gesteuert, daß sie Strom durchlassen oder den Strom sperren. Beispielsweise sei angenommen, daß die Thyristoren 15 bisThe output current of these rectifier circuits in the case of an ohmic load is shown graphically in FIG The locus 41 represents the output current of the thyristors 15 to 20 and the locus 43, - the Output current of the thyristors 21 to 26. In F i g. 2 begins the value of the alternating current on the line 11 at zero on the time axis 45, increases in positive Direction to a maximum value at point 47, then decreases to zero and intersects the time axis $ 5 when going into negative territory by yourself the current increases to the greatest negative value at point 49 and then returns to zero at point 51 and so that the current period ends. Similarly, phase 12 and phase 13 each go through one complete periods which are phase-shifted by 120 ° with respect to one another and with respect to phase 11. With full wave rectifiers it is possible to flip the negative side of the period and thus a direct current which is represented by curve 41. Similarly, the positive side of the Period are flipped over, so that the direct current represented by the curve 43 is obtained. The thyristors, which control the rectification of the individual current phases are controlled accordingly so that they let current through or block the current. For example, it is assumed that the thyristors 15 to

20 zuerst Strom durchlassen, während die Thyristoren20 first let current pass while the thyristors

21 bis 26 gesperrt sind. Dies ergibt den durch die Kurve 41 dargestellten Ausgangsstrom. Als nächstes führen die Thyristoren 21 bis 26 Strom und die Thyristoren 15 bis 20 sperren. Dies ergibt einen Strom entsprechend der Kurve 43. Es ergibt sich ein neuer Einphasenwechselstrcn, der aus einem positiven Abschnitt und einem negativen Abschnitt der Kurve 43 besteht.21 to 26 are blocked. This gives the output current shown by curve 41. Next lead the thyristors 21 to 26 block current and the thyristors 15 to 20. This gives a current accordingly of curve 43. A new single-phase alternating current results, which consists of a positive section and a negative section of curve 43 exists.

Das selektive Zünden der Thyristoren erzeugt einer Wechselitrom, der durch eine sinusförmige Kurve 53 ir F i g. 3 wiedergegeben ist. Um dies zu erreichen, wire während jeder Halbperiode des Ausgangsstroms da: Zünden jedes Thyristors variabel gesteuert. Eine Ver ringerung der Zündverzögerungszeit ergibt eine erhöh te Stromdurchgangszeit für die Thyristoren, und di( Vergrößerung der Zündverzögerungszeit bewirkt, dal die Stromdurchlaßzeit der Thyristoren vermindert un< im Extremfall der Stromdorchgang an den Thyristorei auf Null reduziert wird. Daher werden sowohl die posi tive als auch die negative Seite der neuen Wechsel Stromperiode dadurch entwickelt, daß die Zündver zögerungszeiten der Thyristoren sinusförmig modulier werden. Die allgemein mit 54 bis 58 oezeichneten Ab schnitte stellen typische StromdurchgangsverhältnisS' zur Ausbildung des neuen Wechselstroms dar, dessei Mittelwert durch die Kurve 53 wiedergegeben ist. Ein Erhöhung der Frequenz der Sinusmodulation der Zünd verzögerung erzeugt eine entsprechende Vergröße rung der Frequenz des neuen Wechselstroms. In ähnl eher Weise erzeugt eine Verringerung der Frequen der Sinusmodulation eine entsprechende Verringerun der Frequenz des neuen Wechselstroms.The selective firing of the thyristors generates an alternating current which is represented by a sinusoidal curve 53 ir F i g. 3 is reproduced. To achieve this, during each half-cycle of the output current, we have: Ignition of each thyristor is variably controlled. A reduction in the ignition delay time results in an increase te current passage time for the thyristors, and di (increase in ignition delay time causes dal the current passage time of the thyristors is reduced and, in extreme cases, the passage of current to the thyristor is reduced is reduced to zero. Hence, there will be both the positive and negative side of the new bills Current period developed in that the Zündver delay times of the thyristors modulated sinusoidally will. The sections generally marked with 54 to 58 represent typical current conduction ratios S ' for the formation of the new alternating current, the mean value of which is shown by curve 53. A Increasing the frequency of the sinusoidal modulation of the ignition delay generates a corresponding increase tion of the frequency of the new alternating current. In a similar way it produces a decrease in frequencies the sinus modulation a corresponding reduction in the frequency of the new alternating current.

In der in F i g. 1 beschriebenen Schaltung bestell eine Möglichkeit, daß infolge eines Versagens de Steuerung oder bei der Steuerung induktiver Verbrat eher entgegengesetzt gepolte Thyristoren gleichzeitiIn the in F i g. 1 described circuit order a possibility that de as a result of failure Control or, when controlling inductive consumption, thyristors with opposite polarity at the same time

Strom führen können. Dies ist in Fig.4 gezeigt, in der das Ergebnis der selektiven Zündung der in F i g. 5 dargestellten Thyristoren beispielhaft wiedergegeben ist. Die Kurve FII ergibt sich aus dem Zünden der Thyristoren Ft und FA. Dies gestattet den Stromfluß durch s den Thyristor Fi, den Verbraucher 10 und den Thyristor FA. In ähnlicher Weise ergibt sich die Kurve F12 aus dem Zünden der Thyristoren Fl und Fi und gestattet den Stromfluß von der Leitung B durch den Thyristor FZ, den Verbraucher 10 und den Thyristor Fi zur Leitung A. Die Kurve All ergibt sich aus dem Zünden der Thyristoren R3 und RZ, das den Stromfluß von der Leitung A durch den Verbraucher 10 zur Leitung B gestattet in ähnlicher Weise ist die Kurve RM das Ergebnis des Zündens der Thyristoren RA und RX und gestattet den Stromfluß von der Leitung B über den Verbraucher 10 zur Leitung A. Can carry electricity. This is shown in FIG. 4, in which the result of the selective ignition of the in FIG. 5 shown thyristors is shown by way of example. The curve FII results from the triggering of the thyristors Ft and FA. This allows the current to flow through the thyristor Fi, the load 10 and the thyristor FA. Similarly, the curve F12 results from the triggering of the thyristors Fl and Fi and allows the flow of current from the line B through the thyristor FZ, the consumer 10 and the thyristor Fi to the line A. The curve All results from the triggering of the thyristors R3 and RZ, which allows current to flow from line A through load 10 to line B , similarly, curve RM is the result of the firing of thyristors RA and RX and allows current to flow from line B through load 10 to line A. .

Es sei nun angenommen, daß die »F«-Thyristoren zu der Vorwärts- bzw. Durchlaßgruppe und die »/{«-Thyristoren zur Rückwärts- bzw. Sperrgruppe gehören, so daß das erste Erfordernis bei dem übergang der Stromleitung von der Vorwärtsgruppe auf die Rftckwärtsgruppe darin besteht, alle Gatter- oder Zündimpulse von den Thyristoren Fi bis FA wegzunehmen. Nachdem dies geschehen ist, wird ein gewisses Zeitintervall benötigt, bevor die entgegengesetzte Gruppe, bestehend aus den Thyristoren Ri bis R4, eingeschaltet werden kann, da die Ströme in den Vorwärtsthyristoren Fl bis FA infolge einer induktiven Belastung in der Schaltung oder einer möglichen fehlerhaften Arbeitsweise von einigen Bauteilen vielleicht noch nicht auf Null zurückgegangen sind. Die Größe der Induktivität in der Schaltung bestimmt die erforderliche Zeitdauer, da bei einer hohen induktiven Belastung die Verzögerungsperiode oder die tote Zone übermäßig lang sein kann. Wenn die Frequenz des neuen Wechselstroms groß ist, kann dieser Zustand unzulässig sein, da die Größe der toten Zone für alle Frequenzen gleich ist Es ist daher unerwünscht, die Verzögerungszeit oder die tote Zone festzulegen. Das Gerät gemäß der Erfindung liefert daher die Möglichkeit, den Stromdurchgang von einem Thyristorsatz auf den anderen mit der geringstmöglichen Verzögerungszeit aber mit einem ausreichenden Sicherheitsbereich zu übertragen. Dies wird dadurch erreicht daß jeder der Thyristoren getestet wird um festzustellen, ob sie den Strom sperren. Im Falle der F i g. 5 ist es notwendig, vor der Umschaltung von den Vorwärtsthyristoren Fl bis F4 auf die Rückwärtsthyristoren Rl bis JM die /^Thyristoren auf Stromfluß zu testen, um zu gewährleisten, daß sie sper- - ren, bevor die ^-Thyristoren für den Stromdurchgang eingeschaltet werden. Der Obergang zwischen den entgegengesetzten Thyristoren geschieht am Punkt RiS der F ig. 4. Das Zünden der Thyristoren JO und JQ wird so lange gehemmt bis die Spannung an allen Thyrlstoren einen vorgegebenen Spannungswert Vl erreicht hat. In ähnlicher Weise wird beim Übergang von den Thyristoren A4 und Ri zu den Thyristoren Fi und FA am Punkt Fl 3 das Zünden ebenfalls so lange gehemmt, bis die Spannung an allen Thyristoren einen vorgegebenen Spannungswert V2 erreicht. Die Spannungswerte Vl und VZ haben gleiche Größe und sind willkürlich auf einen Wert festgelegt, der größer ist als der Spannungsabfall an den Thyristoren in Durchlaßrichtung. It is now assumed that the "F" thyristors belong to the forward group and the "/ {" thyristors belong to the reverse or blocking group, so that the first requirement at the transition of the power line from the forward group to the Reverse group consists in removing all gate or ignition pulses from the thyristors Fi to FA . After this has happened, a certain time interval is required before the opposite group, consisting of the thyristors Ri to R4, can be switched on, as the currents in the forward thyristors Fl to FA as a result of an inductive load in the circuit or a possible faulty operation of some components may not have gone back to zero yet. The amount of inductance in the circuit determines the length of time required, since with a high inductive load the delay period or dead zone can be excessively long. If the frequency of the new alternating current is large, this condition may not be acceptable because the size of the dead zone is the same for all frequencies. It is therefore undesirable to set the delay time or the dead zone. The device according to the invention therefore provides the possibility of transferring the passage of current from one set of thyristors to the other with the shortest possible delay time but with a sufficient safety range. This is achieved by testing each of the thyristors to see if they block the current. In the case of FIG. 5 it is necessary to test the / ^ thyristors for current flow before switching from the forward thyristors F1 to F4 to the reverse thyristors Rl to JM to ensure that they block - before the ^ thyristors are switched on for the passage of current . The transition between the opposing thyristors happens at point RiS in Fig . 4. The firing of the thyristors JO and JQ is inhibited until the voltage at all thyristor blinds has reached a predetermined voltage value V1. Similarly, at the transition from the thyristors A4 and Ri to the thyristors Fi and FA at point Fl 3, the ignition is also inhibited until the voltage across all thyristors reaches a predetermined voltage value V2. The voltage values Vl and VZ have the same size and are arbitrarily set to a value which is greater than the voltage drop across the thyristors in the forward direction.

Um zu bestimmen, ob komplementäre Thyristoren, beispielsweise die Thyristoren 16 und 22, durch ihre jeweiligen Zündüchaltkreise (nicht gezeigt) gezündet werden können, wird eine Schaltungsanordnung herangezogen, wie sie in Fig. IA gezeigt ist und die dem Kästchen 34 der F i g. 1 entspricht. Die Leitungen 341 und 342 sind normalerweise, wie in F i g. 1 gezeigt, über die Thyristoren 16 und 22 gelegt (s. ebenfalls F i g. 6). In F i g. 1A ist ein Paar Zener-Dioden 63 und 65 enthalten, die so gewählt sind, daß sie eine größere Durchbruchspannung besitzen als die vorgenannten Spannungswerte Vl und VZ. Jede dieser Dioden ist zusammen mit ihrer zugehörigen Diode und Transistor (Diode 69, Transistor 73 bj:w. Diode 67, Transistor 71) so angeordnet daß sie eine Sekundärwicklung 75 eines Transformators 7* dann kurzschließt wenn die Spannung über einem der Thyristoren 16 oder 22 die Zener-Spannung der Dioden 63 und 65 übersteigt Der Kurzschlußzustand der Sekundärwicklung 75 des Transformators T wird durch eine Impedanzänderung in der Primärwicklung 80 wiedergegeben.To determine whether complementary thyristors, such as thyristors 16 and 22, can be triggered by their respective ignition switching circuits (not shown), circuitry such as that shown in FIG. 1 corresponds. Lines 341 and 342 are typically as in FIG. 1, placed across the thyristors 16 and 22 (see also FIG. 6). In Fig. 1A, a pair of Zener diodes 63 and 65 are included, which are selected so that they have a higher breakdown voltage than the aforementioned voltage values Vl and VZ. Each of these diodes is arranged together with its associated diode and transistor (diode 69, transistor 73 bj: w. Diode 67, transistor 71) so that it then short-circuits a secondary winding 75 of a transformer 7 * when the voltage across one of the thyristors 16 or 22 the Zener voltage of the diodes 63 and 65 exceeds the short-circuit condition of the secondary winding 75 of the transformer T is represented by a change in impedance in the primary winding 80.

Jedes der Kiistchen 33. 35 und 36 ist ähnlich dem Kästchen 34. Im Falle der Kästchen 35 und 36 jedoch wird die Sekundärwicklung (s. Wicklung 83 bezüglich des Kästchens 36, F i g. 6) nur kurzgeschlossen, wenn keiner der Thyristoren 18,20,24 oder 26 Strom führt.Each of the boxes 33, 35 and 36 is similar to that Box 34. In the case of boxes 35 and 36, however, the secondary winding (see winding 83 relating to FIG of box 36, FIG. 6) only short-circuited if none of the thyristors 18, 20, 24 or 26 is carrying current.

Die Meßfühler 33 und 35 (F i g. 1). welche die Transformatorwicklungen 81 und 82 (F i g. 6) beinhalten, arbeiten in der gleichen Weise wie die beschriebenen Meßfühlerschailtungen 34 und 36.The sensors 33 and 35 (Fig. 1). which the transformer windings 81 and 82 (Fig. 6) operate in the same manner as those described Sensor circuits 34 and 36.

Die Impedanz des Widerstandes 79 in F i g. 6 ist so gewählt daß sie einen Wert besitzt welcher viel geringer ist als die ilmpedanz der einzelnen Transformatorprimärwicklung 80,81,82 und 84. Der Spannungsabfall über dem Widerstand 79 hat daher eine geringe Bedeutung, wenn nicht alle Transformatorsekundärwindungen kurzgeschlossen sind und die Spannung an der Primärwicklung auf Null absinkt Wenn jedoch alle Impedanzen der Primärwicklung Null geworden sind, liegl 'die volle Spannung der Schaltung an dem Widerstand und deutet an,, daß sich alle Thyristoren im Sperrzu stand befinden, Die nicht gezeigte Steuerung erhält da; Signal über den Widerstand 79 und wirkt dann so, dal ,sie die Hemmung von den Zündschaltkreisen der ent gegengesetztein Thyristoren wegnimmtThe impedance of resistor 79 in FIG. 6 is chosen so that it has a value which is much lower is as the impedance of the individual transformer primary winding 80, 81, 82 and 84. The voltage drop across resistor 79 is therefore of little importance if not all of the transformer secondary windings are short-circuited and the voltage on the primary winding drops to zero If, however, all impedances the primary winding have become zero, liegl 'the full voltage of the circuit at the resistor and indicates, that all thyristors are locked stand, the controller, not shown, receives there; Signal via resistor 79 and then acts so that , they get the inhibition from the ignition circuits of the ent opposed to taking away thyristors

See S sheet drawings

Claims

Patent claims:

: 1. Device for detecting the zero crossing in a thyristor equilibrium setting, which emits direct current of both polarities, using transformers, Zener diodes, pipes and tninsistoreji, characterized in that in parallel with each thyristor (16, 22) the series connection of a zener diode (63, 65), a diode (67, 69) and the base-Eroitter path of a transistor (71,73) is that two of these transistors in antiparallel connection of your collector-emitter path The first winding (75, 93) of a transformer are connected in parallel, the second winding (80, 84) of which forms a criterion for the current zero passage due to its impedance translated from the first winding

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that in each case two of said series connections a common series resistor (61) is connected upstream

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that that two antiparallel circuits, each consisting of two transistors, are connected in series parallel to the first winding of the transformer.

4. Apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that each of the second Windings of several of the transformers to each other and to a resistor in series on one Voltage source lie and that the voltage appearing at the resistor (61) is a criterion for the Forms current zero crossing

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