DE2043922A1 - Pulse transmitter for a controlled rectifier - Google Patents
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Description
Aktiengesellschaft Brown Boveri & Öle, Baden (Schweiz)Public limited company Brown Boveri & Öle, Baden (Switzerland)
Die Erfindung betrifft einen Impulsübertrager für einen gesteuerten Gleichrichter, mit einem Ringkern und mit rrindc~ stens zwei Gruppen von als Steuerwicklungen dienenden Sekundärwicklungen« The invention relates to a pulse transmitter for a controlled Rectifier, with a toroidal core and with at least two groups of secondary windings serving as control windings "
Es sind verschiedene Möglichkeiten bekannt. Schirme in dem bewickelten Ringkarnen eines Steuerimpulsübertragers anzuordnen. Es ist Aufgabe der Erfindung, den Einfluss der stets vorhandenen Streukapazität der Steuerwicklungen gegenüber den Eisenkernen auf die Spannungsfehlaufteilung einer Thyristorkette zu eliminieren. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die auf dem Ringkern aufgebrachten Sekundärwicklungen von mindestens zwei Abschirmelementen umgeben sind, wobei das erste Abschirmelement mit den vom Verbindungspunkt zweier benachbarter Gruppen von Sekundärwicklungen abgewandten Enden der Wicklungen verbunden ist und das zweite Abschirmelement an den Verbindungspunkt der beiden benachbarten Gruppen von Sekundärwicklungen anschlössen ist, uru-d dass das Verhältnis derVarious possibilities are known. Umbrellas in that to arrange wound ring carts of a control pulse transmitter. It is the object of the invention to keep the influence of the always existing stray capacitance of the control windings compared to the iron cores due to the voltage error distribution of a thyristor chain to eliminate. This object is achieved according to the invention solved in that the applied to the toroidal core secondary windings of at least two shielding elements are surrounded, the first shielding element with that of the junction of two adjacent groups of Secondary windings facing away from the ends of the windings connected and the second shielding element to the connection point of the two adjacent groups of secondary windings connecting is, uru-d that the ratio of the
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13.7.70/bn -1-13.7.70 / bn -1-
Kapazität C^n zv/is ehe η dem ersten Abschirmeler.ent und "Jco^-r Wicklung η = l,2,3,,..,m einer Gruppe von _ Sekundärwicklungen zur Kaoazitä4-. Co_ zv.»i sehen den zv.'oiirer. Abschirrneler.ont und derselben Wicklung η folgende Bedingung erfüllti Cin = C2n , v;obei η vom Endpunkt einer Gruppe von 1JiCk-lungen in Richtung des Verbindungspunktes zwischen den bo.i.-den Gruppen von Sekundärwicklungen zu zählen ist.Capacity C ^ n zv / is before η the first Abschirmeler.ent and "Jco ^ -r winding η = 1, 2,3 ,, .., m a group of _ secondary windings for Kaoazitä 4 -. C o _ zv.» i see the zv.'oiirer. Abschirrnel.ont and the same winding η meet the following condition ti Ci n = C2 n , v; obei η from the end point of a group of 1 JiCk-lungen in the direction of the connection point between the bo.i.-den Groups of secondary windings is to be counted.
Im folgenden v/erden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen'näher erläutert.In the following, exemplary embodiments of the invention are based explained in more detail by drawings.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 das bekannte kapazitive Ersatzschaltbild eines nib einer Thyriζ torkette verbundenen Impulsübertrager^,Fig. 1, the known capacitive equivalent circuit diagram of a nib Thyri ζ torkette connected pulse transformer ^,
Fig. 2A das Schaltbild eines r.it <-iner doppelten Abschirmung versehenen Impulsiibfrtragers, 2A shows the circuit diagram of a pulse transmitter provided with double shielding,
Fig. 2B das Ersatzschaltbild der Anordnung gemäss Fig. 21.. FIG. 2B shows the equivalent circuit diagram of the arrangement according to FIG. 21.
Fig. 3 einen Schnitt durch den hewickelten Ringkern eine: Impulsübertragers,3 shows a section through the wound toroidal core: Pulse transformer,
Fig. 4 den Aufbau eines Impulsübertragers genäsr sinem ersten AusfiJhrungsbeispiel,Fig. 4 shows the structure of a pulse transmitter genäsr sinem first exemplary embodiment,
Fig. 5 ein Diagramm, das die Abmessungen der /1JbschirmeIemante in Abhängigkeit von der Wicklungsnunner zeigt,Fig. 5 is a diagram showing the dimensions of the / 1 JbschirmeIemante depending on the Wicklungsnunner,
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Fig, 6 zwei verschiedene 7λιγ>£ ührungsbeispie.le a und b für den Aufbau des Inpulsübertracjers,Fig, 6 two different 7λιγ> £ ührungsbeispie.le a and b for the structure of the pulse transmitter,
Fig. 7 den Schnitt durch einen Irnpulsübertrager eerviss einen weiteren Ausführungsbclspicl, und7 shows the section through an impulse transmitter eerviss another embodiment example, and
Fig. 8 den Schnitt duvch einen Impulsübertrager geir.nss einem letzten Ausführungsbeispiel.Fig. 8 shows the section through a pulse transformer geir.nss a final embodiment.
Zur Steuerung von mehreren in Reihe geschalteten Thyristoren eines gesteuerten Thyristor-Gleichrichters wird ein Steuerinpulsübertrager vei*wendet. Der Uebertragor besteht ■im allgemeinen aua einera Kabel, iiber das eine Anzahl bevi'ckelter Ringkerne geschoben ist,- feeler Ringkern tragt eine Anzahl Sekundärwicklungen t z.B., Γ:8 Stück, von denen jede Wicklung zur Steuerung eines Thyristors- verwendet wird« Jsde Sekundärwicklung hat eine Kapazität gegen den Ringkorn, der zweckmässigerweise auf mittlerem Spannungspotential liegt.A control pulse transmitter is used to control several thyristors connected in series in a controlled thyristor rectifier. The Uebertragor consists ■ generally aua einera cable, via which a number bevi'ckelter toroids is pushed - feeler ring core carries out a number of secondary windings t eg, Γ: 8, each winding is used to control a Thyristors- "Jsde secondary winding has a capacity against the ring grain, which is conveniently at medium voltage potential.
Das entsprechende Kapazitätsersatzschaltbild einer solchem Anordnung zeigt Fig, 1, Die Kapazitäten zv/ischen den v7ick Lungen und dem Ringkern verursachen eine Spannungsfehlverteilung der Thyristorsäule, die umso grosser ist, je grosser das Verhältnis QuerkaOdzität CL. zu Läncska-oazität CT ist. Diese Spannungs- bzw« du/dt-Feh lauf teilung soll inöglichst klein bleiben und z.B. den V7ert von 30% nicht überschreiten, auch wenn die Lä-.gskapazität C^ der Thyristoren 1 relativ klei:iThe corresponding capacitance equivalent circuit diagram of such an arrangement is shown in FIG. 1. The capacitances between the large lungs and the toroidal core cause a voltage maldistribution of the thyristor column, which is greater, the greater the ratio of QuerkaOdzität CL. to Läncska-oacity C T is. This voltage or dv / dt faulty division should remain as small as possible and should not exceed, for example, the value of 30%, even if the load capacitance C ^ of the thyristors 1 is relatively small: i
"•3··"• 3 ··
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am Bad originaloriginal on the bathroom
ist. Digs läs;:t sich dadurch erreichen, dass; die Rincrkcrno mit zwei Schirrten versehen sind.is. Digs can be achieved by; the Rincrkcrno are provided with two harnesses.
Fig. 2 zeigt ein solches Beispiel, In Fig» 2Λ sind zv:e5. Gruppen von je sieben im Schnitt angedeuteten Steuerlichlungen 2 und daneben die Schirre gezeigt. Der innere Fchirrr. 3 mit einer über den umfang des Ringkernes variablen Breite schi.rmt die Steuerwicklungen nicht vollständig abf während der äussere Schirm 4 mit konstanter Breite die Steuorv/icklungen vollständig umfasst. Ein Teil der Kapazität der Steuerwicklung geht auf den inneren Schirm und der andere Teil auf den äus'seren Schirn über. Der innere Schirm liegt sparnungsmässig auf dem Potential der äussersten Steuerwicklurg (bzv;. des Thyristors) der Kette. 3er äussere Schirm dagegnn liegt auf mittlerem Potential. Der kapazitive Durchgriff cos äusseren Schirmes auf die Steuervicklungen wird von den ävs;~ seren VJicklungen her in Richtung auf den An Schluss punk t fir den äusserren Schirm immer grosser.Fig. 2 shows such an example. In Fig. 2Λ are zv: e5. Groups of seven tax regulations each indicated in section 2 and next to them the crockery shown. The inner Fchirrr. 3 with a variable around the periphery of the toroidal core width of the control windings, the Steuorv schi.rmt not completely from f while the outer shield 4 having a constant width / ents completely covers. Part of the capacitance of the control winding is transferred to the inner shield and the other part to the outer shield. In terms of savings, the inner screen is at the potential of the outermost control winding (or the thyristor) of the chain. The 3 outer screen on the other hand is at medium potential. The capacitive penetration of the outer screen on the control windings becomes greater and greater from the outer windings in the direction of the end point for the outer screen.
Das kapazitive Ersatzschaltbild dieser Anordnung ist in Fjα. 2B dargestellt. Jeder Steuerwicklung sind zwei Kapazitäter zugeordnet, eine Kapazität Cnn (n = 1,2,.:.,ΐη) gegnnuber dem inneren und die andere Kapazität Cpn gegenüber den äusseren Schirm. Zusätzlich sind in dem Ersatzschaltbild zwei weitere Kapazitäten Ca-^ und Ca2 eingezeichnet, welche den Einfluss von gegebenenfalls von aussen wirksamen Streukepazitätcr darstellen. Oiese Kapazitäten können die T7orte für din Xapnzi t-.ü-The capacitive equivalent circuit diagram of this arrangement is shown in FIG. 2B. Two capacitors are assigned to each control winding, one capacitance Cn n (n = 1,2,.:., Ϊ́η) over the inner screen and the other capacitance Cp n over the outer screen. In addition, two further capacitances C a - ^ and C a2 are shown in the equivalent circuit diagram, which represent the influence of any stray capacitance that may be effective from the outside. Oiese capacity, the T 7orte din Xapnzi t-.ü-
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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
ten Ü2n beeinflussen, weshalb sie zwackmässig£>rweise :.ür die Berechnung in diese einbezogen v.'srden, Die Kapazitats· werte für den inneren Schirm werden so gewählt, dass die kapazitive Beeinflussung der Thyristorsaule durch den fe-sten Schirm und durch die äusseren Streuk^naz !täten aufgehoben wird. Bei vollkommenem kapazitiven Abgleich tritt keine Spannungs·- bzw. du/dt-Fehlaufteilung mehr auf.affect th U2 s why they zwackmässig £> rweise: v.'srden included .or the calculation in this, The Kapazitats · values are chosen so that the capacitive influence of Thyristorsaule by the fe-th screen and for the inner shield the external stray forces are abolished. If the capacitive adjustment is complete, there is no longer any voltage or dv / dt misdistribution.
Der Einfluss dieser Kapazitäten wird kompensiert durch Erfüllung folgender Bedingung:The influence of these capacities is compensated by fulfillment following condition:
Cln = C2n ' ~n~ n * 1/2,3,...,η C ln = C 2n '~ n ~ n * 1 / 2,3, ..., η
m = nnax m = n nax
Fig. 3 und 4 zeigen die räumliche Anordnung. In Fig. 3 ist der Ringkern im Schnitt dargestellt. Der Eisenkern 5 wird, vollständig vom zweiten Schirm 4 umgeben. Der erste Schirm 3 reicht nur teilv/eise um den Eisenkern und den zweiten Schirm 4. Die Steuerwicklungen 2 liegen ausserhalb der beiden Schirme. Fig. 4 zeigt die Draufsicht mit der Lage der Schirme und der Wicklungen. Sehr gut zu erkennen ist, dass der erste Schirm 3.seine Breite von-Wicklung zu Wicklung verändert. 3 and 4 show the spatial arrangement. In Fig. 3 is the toroid shown in section. The iron core 5 is completely surrounded by the second screen 4. The first umbrella 3 is only partially enough around the iron core and the second Screen 4. The control windings 2 are outside the two Umbrellas. Fig. 4 shows the top view with the position of the screens and the windings. It can be seen very clearly that the first screen 3. changed its width from winding to winding.
Fig. 5 zeigt noch einmal die Breite 1 der Schirme in Abhängigkeit von den V'icklungsnumrnern für ein konkretes Ausführungsbeispiel. Der Umfang wurde auf eine Ebene abgewickelt. Man sieht auch hier, wie die Breite I3 des ersten Schirmes 3 mit5 shows once again the width 1 of the screens as a function of the winding numbers for a specific exemplary embodiment. The scope was handled on one level. Man also sees here how the width I3 of the first screen 3 with
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■ ■■ ■ . -5- , ■- ■ -■ ■■ ■. -5-, ■ - ■ -
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der Wicklungsnummer abnimmt, während die Breite I^ do;j zweiten Schirmes 4 konstant bleibt. ; the winding number decreases, while the width I ^ do; j of the second screen 4 remains constant. ;
Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeisniel des ersten Schirmes 3. Dort int als Beispiel eine Drahtwicklung an^rgeben, bei der die Abstände zwischen den einzelnen Windungen verändert v/erden» Sämtliche Windungen müssen v,usHt~λ\) ich miteinander leitend verbunden sein, damit keine induktiven Schleifen entstehen. Die Ausführung a in Fig. 6 zeigt den ersten Schirm als Drahtwicklung, während die .Ausführung b einen Schirm mit sich ändernder B.reite zeigt.Fig. 6 shows a further Ausführungsbeisniel shows the first screen 3. There int a wire winding to ^ rgeben as an example, in which the distances between the individual turns changed v / ground "All the turns must v, usHt ~ λ \) I be electrically connected to each other so that there are no inductive loops. The embodiment a in Fig. 6 shows the first screen as a wire winding, while the .Ausführung b shows a screen with changing width.
Fig. 7 zeigt ein weiteres Beispiel, Hier sird dio Wicklungen beidseitig von Schirmen umgeben. Diese Anordnung ist dann zweklgmässig, wenn die Kapazitäten der Steuerwicklunr-sn nach aussen störend wirken können,Fig. 7 shows another example, here are the windings surrounded by umbrellas on both sides. This arrangement is then useful if the capacities of the control winding-sn can have a disruptive effect on the outside,
Fig. 8 zeigt eine ähnliche Ausführung wie Fig. 3, In Fi-j. 8 ist innerhalb des Ringkernes noch eine Abschirmung vorhanden, Ueber dieser Abschirmung liegt ein weiterer Schirm 6, der das gleiche Potential hat wie der zweite Schirm 4. Der Einfluss der Kapazitäten der Steuerwicklungen gegen den v/eiteren Schirm 3 wird durch entsprechende Formgebung des ersten Schirmes 3 ausgeglichen. In ähnliche.·. 7vrt können auch unerwünschte äussere Kapazitäten kompensiert v/erden, z.B. von aussen anliegenden Abdeckhauben 7.Fig. 8 shows a similar embodiment as Fig. 3, In Fi-j. 8th If a shield is still present within the toroidal core, another shield 6, the has the same potential as the second screen 4. The influence of the capacities of the control windings against the other Screen 3 is compensated for by corresponding shaping of the first screen 3. In similar. ·. 7vrt can also be unwanted Outer capacities are compensated for, e.g. from external covering hoods 7.
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BADORlGlNAtBADORlGlNAt
Durch die beschriebene Anordnung v.'ircl eine Verbesserung eier Leistungsfähigkeit und eine Vorbilligung von Thyristorgleichrichtern erreicht. Durch Verwendung der Schirme ]*.an.n die du/dt-Beanspruchung der Thyristoren herabgesetzt werden. Day bedeutet, dass- billigere Thyristoren vnd kleinere-du/di;-Begrenzungsdrosseln verwendet v/erden können.The described arrangement v.'ircl an improvement on eggs Performance and a pre-approval of thyristor rectifiers achieved. By using the screens] *. An.n, the du / dt stress on the thyristors can be reduced. Day means that cheaper thyristors and smaller du / di; limiting reactors used v / ground.
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