DE2060743B2 - Loeschschaltungsanordnung fuer einen thyristor - Google Patents
Loeschschaltungsanordnung fuer einen thyristorInfo
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Description
Eine weitere Vereinfachung einer' solchen Anlage wird dadurch erreicht, daß als Gleichspannungsquelle
die den Thyristor versorgende Betriebsspannungsquelle vorgesehen ist. und daß parallel zum Ausgang
der Spannungsquelle ein Kondensator geschaltet ist. Hierdurch wird e; .-eicht, daß eine gemeinsame Spannungsversorgung
für die gesamte Schaltungsanordnung verwendet werden kann, um die erforderliche
Spannung zu liefern. Gleichzeitig wird die Energie oder der größte Teil der Energie, die während des
Kommutierung^vorganges gebraucht wird, wiedergewonnen.
Bei Thyristor-Wechselrichtern mit Thyristor-Phasenzweigen,
die jeweils zwei in Reihe liegende Thyristoren aufweisen, und mit jeweils parallel zu den Thyristoren
geschalteten Freilaufdioden, kann man aus dieser Schaltungsanordnung weiteren Nutzen dadurch
ziehen, daß die Primärwicklungen der Transformatoren in Reihe liegen und ihr gemeinsamer Verbindungspunkt einen Phasenspannungsabgriff bildet, oaß die
Kathode des ersten Thyristors mit dem anderen Ende der ersten Primärwicklung und die Anode des zweiten
Thyristors mit dem anderen Ende der zweiten Primärwicklung verbunden ist. daß die Kathode der
ersten Freilaufdiode mit der Anode des ersten Thyristors und die Anode der ersten Freilaufdiode mit dem
Punkt zwischen der zweiten Primärwicklung und der Anode des zweiten Thyristors verbunden ist und daß
die Anode der zweiten Freilaufdiode mit der Kathode des /.weiten Thyristors und die Kathode der zweiten
Freilaufdiode mit dem Punkt zwischen der ersten Primärwicklung und der Kathode des ersten Thyristors
verbunden ist. Dabei können nämlich die Primärwicklungen der Transformatoren die bei solchen
Wechselrichtern bekannte Mittelpunktsdrossel unter Beibehaltung sämtlicher Vorteile der Schaltung ersetzen.
Bei Wechselrichtern mit gemeinsamer Löschung
aller Thyristor-Phasenzweige ist es vorteilhaft, daß die Sekundärwicklungen der Transformatoren in den
Phasenzweigen in Reihe geschaltet sind und daß die zweite niode und die Gleichspannungsquelle für alle
Thyristorzweige gemeinsam ist. Hierbei wird eine Er sparnis erzielt, indem bei z. B. dreiphasigen Wechselrichtern
statt drei Dioden nur eine benötigt und gleichzeitig die Energie zur SDannungsversorgung der
Anlage zurückgeführt wird.
Bei solchen Anlagen ist es außerdem vorteilhaft, daß die Sekundärwicklungen in jedem Zweig parallel
verbunden sind, weil hierdurch ein besseres Überset Zungsverhältnis in den Transformatoren sowie eine
Herabsetzung der gesamten erforderlichen Spannung für die Gleichspannungsquelle, welche die Diode vorspannt,
erzielt wird.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt
Fig. I eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung
im Prinzip.
Γ i g. 2 Strom- und Spannungsverläufe
Fig. 3 die erfindungsgemäßc Schaltungsanordnung
in Anwendung auf einen Wechselrichter. '
Wie in Fig. I dargestellt, ist ein Thyristor /;', z. i
sehen eine Quelle für eine Versorgungsspannimg Vx
und eine nicht dargestellt;· Belastung geschaltet, zu
der ein Bclnstungsstrom /,, fließt. Parallel zum Thyristor, jedoch entgegengesetzt gepolt, ist eine erste
Diode D. geschaltet und in Reihe mit dieser Diode liegt eine Primärwicklung eines Transformators Tr1.
Die Sekundärwicklung des Transformators bildet eine Reihenschaltung mit einer zweiten Diode D2. Die Reihenschaltung
liegt parallel zu einem Kondensator C. der auf den Wert der Versorgungsspannung Vx aufgeladen
ist.
Von einer Gegenstromquelle K kann über einen Schalter 5 ein Strom I1 abgegeben werden, wenn der
Thystor abschalten soll. Dieser Strom teilt sich in
ίο den Belastungsstrom Ib und einen Gegenstrom I1-, der
durch den Thyristor Ex fließt. Der Strom I1 liefert
auch einen Strom I2, der durch die Diode D1 und die
Primärwicklung des Transformators Tr1 fließt. Der
Strom /2 ruft nun eine recht große Spannung an der
η Primärwicklung des Transformators hervor, und zwar aufgrund der Selbstinduktion des Transformators.
Diese Spannung induziert in den S . ch Punkte ange
gebenen Wicklungsrichtungen eine Spannung in der Sekundärwicklung des Transformators, die der Span-
nung Vx entgegengerichtet ist, welche die Diode D2
vorspannt. Die Spannung steigt nun fast augenblicklich auf .inen Wert, der größer ist als V1, und hierbei
entsteht primärseitig am Transformator, solange der Strom Itr fließt, eine Spannung, die annähernd kon-
stant und abhängig vom Übersetzungsverhältnis des Transformators ist. Ein passendes übersetzungsverhältnis
liegt irn hier gezeigten Fall, wo die Versorgungsspannung verwendet wird, in der Größenordnung
von 1 bis 5 oder größer. Die Gegenspannung über dem Thyristor Ex ist nun eine Summe des Spannungsabfalls
der Diode, in der Größe von 1 bis 1.5 V. und der Spannung am Transformator, in der
Größe von 30 bis 40 V, abhängig vom Übersetzungsverhältnis. Im Gegensatz zu anderen Schaltungen
wird hier eine bestimmte steuerbare Spannung als Gegenspannung am Thyristor erzielt, die zu dessen effektiver
Schließung beiträgt, selbst bei Thyristoren, wo die Gegenspannung sehr kritisch ist, da deren Parameterwerte
ziemlich schwanken können.
Eine ähnliche Schaltungsanordnung ist in einem Wechselrichter verwendet, der in Fig. 3 gezeigt ist.
wo eine Spannungsversorgung 5p über eine Drossel D1- Leitungjn 5 und 6 mit Spannung versorgt. Parallel
zu diesen Leitungen liegt eine Gegenstromquelle K in Reihe mit einem Unterbrecher A, der zur gemeinsamen
Kommutierung sämtlicher Phasenzweige dient. Die hier gezeigten drei Phasenzweige sind identisch,
wobei jeder zwei gesteuerte, in R.eihe liegende Thyristoren
Ex und E2, E3 und E4, E5 und E6 enthält. Zwisehen
die Thyristoren jedes Paares sind die Primärwicklungen von zwei Transformatoren eingeschaltet.
Die gemeinsamen Verbindungspunkte der Primärwicklungen der Transformatoren Trx und Tr2, Tr3 und
7V4, 7V5 und Tr6 bilden die Phasenspannungsabgriffe
Μ U, V, W. Im ersten Zweig sind somit die Primärwicklungen
Px, P2 mit de.i durch die Punkte angezeigten
Wicklungsrichtungen in Reihe geschaltet. Das gleiche gilt für die übrigen Zweige mit den Wicklungen P3
und P4. Ps und Pb. Parallel zu den Reihenschaltungen
6(i der Elemente E1-P1 P2, EyPyP4 und E5-P5-P6 liegen
die Dioden Dx, D3, Ds mit entgegengesetzter Durchlaufrichtung
im Verhältnis zu den Thyristoren E,. E3.
E5. Parallel zu den Reihenschaltungen der Elemente
P1-P2E2, P3-P4-E4 und P5-P6-E6 liegen die Dioden
f>5 D2. D4 und' O6. Die Dioden Dx-D6 sind Leerlaufdioden
für den Wechselrichter. Die Sekundärwicklungen in den einzelnen Phasenzweigen sind parallelgeschaltet
und haben die durch den Punkt gezeigte
WickliingsriclHung, wie es /.. B. in dem Phasenzweig Dieser Impuls ist somit besser geeignet als der be
U bei S2 gezeigt ist. Die parallelgcschullclcn Sckun- den bekannten Schaltungsanordnungen, wobei dii
därvvicklungen Sx und 5,. S, und S4. S5 und Sf, sind Daten der verwendeten Thyristoren in bezug auf ihn
über die Leitungen 1, 2, 3 und 4 paarweise miteinan GetjCiispannung recht unkritisch werden. Gleichzeitig
der in Reihe geschaltet. Die Leitungen 3 und 4 sind ι wird die Selbstinduktion der Zuleitungen sowie dii
wiederum über eine Diode D1 mit einem -Kondensa- Auswirkungen von anderen Selbstinduktionen stark
tor C2 verbunden, der mit der durch den Pfeil gezeig unterdrückt, da die Spannungen V1 und Γ, nunmehi
ten Polarität auf die Spannung Vx aufgeladen ist. vom Übersetzungsverhältnis des Transformator«
Eine Diode D8 und ein Widerstand R bilden ein sowie der Spannung Vx bestimmt werden und dahei
Dämpfungsglied. Durch die Gcgenstromquelle A' und κι der zur Erreichung einer angemessenen Sicherheit not
den Unterbrecher A hat der Wechselrichter eine ge- wendigen Größe angepaßt werden können. Bei be
meinsamc Kommutierung. Wird der Unterbrecher A kannten Schaltungsanordnungcn war es erforderlich
eingeschaltet, fließt ein Strom / durch die Leitung 6. die Thyristoren zu sortieren, um eine sichere Abschal
Dieser Strom teilt sich in Teilströme /,. I2 und /, in tung zu erreichen. Diese Frage ist jetzt aufgrund der
den verschiedenen Phasenzweigen. Zum Beispiel fließt π zur Verfügung stehenden hohen Spannung, die zwi
im Phasenzweig U der Strom /, über die Diode D2, sehen 30 und 40 V liegt, recht unkritisch; gleichzeitig
durch die Primärwicklungen Px und P1 sowie über die ist auch die Spannung oder der Spannungsimpuls
Diode Dx zurück zum Kommutierungskreis. Hierbei von längerer Dauer.
wird in den Primärwicklungen eine Spannung V1 und Die Spannung über dem Kondensator C2 kann ent
K3 mit der gezeigten Polarität induziert, und diese 20 weder von einer separaten Spannungsqucllc. Vorzugs
Spannung steigt aufgrund der Selbstinduktion des weise einer Konstantspannungsquclle, oder der Quelle
Transformators rasch an. wenn sie unbelastet ist. und für die Versorgungsspannung des Wechselrichters ab·
auf der Sekundärseite des Transformators entsteht genommen werden. Hierbei wird erreicht, daß die
eine induzierte Spannung mit der durch den Pfeil ge- jetzt verwendete Kommuticrungsenergie direkt an die
zeigten Polarität. Die Summe dieser Spannungen ist 21 Stromversorgung zurückgeleitet wird, so daß sie nicht
bei den gezeigten Wicklungsrichtungen der Spannung verlorengeht, was wesentlich zur Wirtschaftlichkeil
Vx entgegengerichtet, und wenn diese Spannung die der Anlage beiträgt. Dies wird beispielsweise mittels
Spsn.ntüig Vx übersteigt, fließt ein Strom durch die der punktierten Verbindung von der Amulc H01
D^ode D°r Solange der Strom /, fließt, wird im Phasen- Diocie 7 zur Anode der Diode 6 und mittels der Ver
zweig U eine annähernd konstante Spannung über den 3« bindung der Leitung 4 mit der positiven Klemme der
Primärwicklungen P1 - P2 bestehen. Diese Spannung Spannungsversorgung erreicht,
kann aufgrund der möglichen Streu-Selbstinduktion des Der Grundaufbau des hier gezeigten Wechselrich
Transformators etwas abnehmen. Die während des ters ist in der älteren Anmeldung Patent 1.613.774.9
Abschaltens in jedem Phasenzweig entstehenden (deutsche Offenlegungsschrift 1,613,774) beschrieben.
Spannungen spannen die Thyristoren Ex, E2. E1, Et, 35 Ein Anwendungsbeispiel mit gemeinsamer Gleichspan
Es und Ee vor, so daß eine wirksame Abschaltung nungsVersorgung ist in Fig. 1 der älteren Anmeldung
der Thyristoren erreicht wird. Der dadurch entste- Patent 16,38,008.8 (deutsche Offenlegungsschrift
hende Spannungsimpuls ist von langer Dauer, und 16,38,008) gezeigt,
zwar ca. 80% der Abschaltperiode.
zwar ca. 80% der Abschaltperiode.
Hierzu I Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Löschschaltungsanordnung für einen Thyristor, dem eine erste Diode mit entgegengesetzter
Polarität, zu der eine Induktivität in Reihe geschaltet ist, parallel geschaltet ist. wobei eine Gegenstromquelle
einen Abschaltstrom durch die erste Diode fließen läßt, dadurch gekennzeichnet,
daß die mit der ersten Diode (Dl) in Reihe liegende Induktivität eine Primärwicklung eines
Transformators (7Vl) ist, dessen Sekundärwicklung über eine zweite Diode (D2) mit einer Gleichspannungsquelle
verbunden ist, welche die zweite Diode (DT) vorspannt, und daß die Sekundärspannuns
des Transformators (TrV) der Vorspannung der zweiten Dif^e (Dl) entgegengerichtet ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannungs
quelle eine Konstantspannungsquelle ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichspan
nungsquelle ein Kondensator (CiCz) als Filter parallel geschaltet ist.
4. Schaltungsanordnung nach einem der An Sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als
Gleichspannungsquelle eine den Thyristor (El) versorgende Betrier^spannungsquelle vorgesehen ist.
und daß parallel zum Ausgan° der Spannungs- ' uelle ein Kondensator (C) geschaltet ist.
5. Schaltungsanordnung nach Einern der Ansprüche
1 bis 4, in Anwendung aui einen Wechselrichter mit mindestens einem Thyristor-Phasenzweig
der zwei in Reihe liegende Thyristoren aufweist, und mit jeweils parallel zu den Thyristoren
geschalteten Freilaufdioden, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklungen (Pl. Pl: P3, P4:
PS, P6) der Transformatoren (7V1-7V6) in Reihe liegen und ihr gemeinsamer Verbindungspunkt
einen Phasenspannungsabgriff (U, V, W) bildet, daß die Kathode des ersten Thyristors (£Ί; £"3:
£5) mit dem anderen Ende der ersten Primärwicklung (Pl: P3: PS) und die Anode des zweiten Thyristors
(El; E4; E6) mit dem anderen Ende der
zweiten Primärwicklung (Pl: P4; P6) verbunden
ist. daß die Kathode der ersten Freilaufdiode (DI: £>3; D5) mit der Anode des ersten Thyristors und
die Anode der ersten Freilaufdiode mit dem Punkt zwischen der zweiten Primärwicklung und der
Anode des zweiten Thyristors verbunden ist und daß die Anode der zweiten Freilaufdiode (Dl: DA:
D6) mit der Kathode des zweiten Thyristors und die Kathode der zweiten Freilaufdiode mit dem
Punkt zwischen der ersten Primärwicklung und der Kathode des ersten Thyristors verbunden ist.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 mit gemeinsamer Löschung aller Tliyristor-Phasenzwcige.
dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundär
wicklunger, (Sl. 52: 53. 54: 56) der Transformatoren (TrI — Tr6) in den Phasenzweigen in Reihe
geschaltet sind und daß die zweite Diode (iJ17)
und die Gleichspannungsqucllc für alle Thyristor zweige gemeinsam ist.
7. Schaltungsanordnung nach Ansprucli 6, da
durch gekennzeichnet, daß die Sckundärwicklun gen (51. 52: 53. 54: 55. 56) in jedem Zweig par
allelgcschaltet s;:id.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Löschschal tungsanordnung für einen Thyristor, dem eine erst«
Diode mit entgegengesetzter Polarität, zu der eine In duktivität in Reihe geschaltet ist. parallel geschalte
s ist, wobei eine Gegenstromquelle einen Abschaltstrorr
durch die Diode fließen läßt.
Eine derartige Löschschr.ltungsanordnung ist be
kannt (österreichische Patentschrift 245,117. Fig. I)
Bei dieser bekannten Anordnung ist dem Thyristor dit Reihenschaltung eines Kondensators und eines weiterer
der Löschung dienenden Thyristors parallelgeschaltet Während diesem Löschthyristor die Reihenschaltung
einer entgegengesetzt gepolten Diode und einer Um schwingdrossel parallel liegt, mit deren Hilfe der Kon
u densator in einen zum Löschen des Hauptthyriston
geeigneten Ladezustand gebracht werden kann, isi dem Hauptthyristor die Reihenschaltung einer Diodt
mit entgegengesetzter Polarität und einer zweiten Um schwingdrossel parallel geschaltet, welche den Konden
sator in einen zum Löschen des Löschthyristors geeig neten Ladezustand bringen soll.
Bei dieser Schaltung besteht die Gefahr, daß dei
vom Kondensator gelieferte Löschstrom bzw. die füi das Löschen am Thyristor erforderliche Gegenspan
5 nung zu gering ist bzw. für eine zu kurze Zeit au: einer ausreichenden Höhe gehalten werden kann
Würde man zur Abhilfe einen größeren Kondensatoi wählen, so wurden die Auf- und Umladevorgänge zi
lange dauern, wodurch die Schaltfrequenz des Thyri stors herabgesetzt würde.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Löschschaltungsanordnung der eingangs beschriebe
nen Art anzugeben, mit welcher auf einfache Weist eine höhere Löschspannung am Thyristor erreiehl
werden kann und bei der man in eimern gewissen Um
fang die Größe der Spannung selbst bestimmen kann so daß auch Thyristoren mit verhältnismäßig schlech
ten Daten, insbesondere bezüglich der Größe der not wendigen Gegenspannung, ohne Schwierigkeiten ver
wendet werden können.
Diese Aufgabe wird mit einer Löschschaltungsan Ordnung der eingangs genannten Art erfindungsge
maß dadurch gelöst, daß die mit der ersten Diode ir Reihe liegende Induktivität eine Primärwicklung eines
Transformators ist, dessen Sekundärwicklung übei eine zweite Diode mit einer GleichspannungsquclW
verbunden ist, welche die zweite Diode vorspannt, und daß die Sekundärspannung des Transformators
der Vorspannung der zweiten Diode entgegengerich
so tet ist.
Dadurch wird erreicht, daß der Abschaltstrom, der durch die parallel zum Thyristor gescha'tete Diode
fließt, im Transformator eine Spannung induziert, die aufgrund der Selbstinduktion des Transformators
5 augenblicklich hoch ansteigt und die Vorspannung in der /weiten Diode aufhebt. Die dadurch im Transformator
entstehende primäre Spannung kann auf eine recht hohe Spannung eingestellt werden, so daß die
Größe der Spannung dem Thyristor angepaßt ist.
':: Es ist weiterhin zweckmäßig, wenn die Gleichspannungsquelle
eine Konstantspannungsquelle ist. Hierdurch wird erreicht, daß die Spannung über einen längeren
Zeitraum annähernd konstant gehalten wird, und zwar bis in der parallel zum Thyristor geschaltefti
ten Diode ein Strom fließt. Diese konstante Spannung erhält man besonders einfach, wenn der Spannungsqucllc
als Filter ein Kondensator parallel geschaltet ist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DK686169 | 1969-12-29 | ||
DK686169AA DK140999B (da) | 1969-12-29 | 1969-12-29 | Kommuteringskobling for en thyristor. |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2060743A1 DE2060743A1 (de) | 1971-07-15 |
DE2060743B2 true DE2060743B2 (de) | 1972-10-19 |
DE2060743C DE2060743C (de) | 1973-05-30 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0025074A1 (de) * | 1979-08-31 | 1981-03-18 | BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie. | Verfahren zum Löschen eines Thyristors und Halbleiterbaustein zur Ausführung des Verfahrens |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0025074A1 (de) * | 1979-08-31 | 1981-03-18 | BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie. | Verfahren zum Löschen eines Thyristors und Halbleiterbaustein zur Ausführung des Verfahrens |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DK140999C (de) | 1980-06-02 |
CH527511A (de) | 1972-08-31 |
DE2060743A1 (de) | 1971-07-15 |
NL7018597A (de) | 1971-07-01 |
NL166161C (nl) | 1981-06-15 |
NL166161B (nl) | 1981-01-15 |
US3701939A (en) | 1972-10-31 |
GB1341566A (de) | 1973-12-25 |
FR2072104B1 (de) | 1976-07-23 |
DK140999B (da) | 1979-12-17 |
NO129716B (de) | 1974-05-13 |
FR2072104A1 (de) | 1971-09-24 |
SE363548B (de) | 1974-01-21 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |