DE2062193C3 - Device for the compulsory quenching of a thyristor - Google Patents

Device for the compulsory quenching of a thyristor

Info

Publication number
DE2062193C3
DE2062193C3 DE2062193A DE2062193A DE2062193C3 DE 2062193 C3 DE2062193 C3 DE 2062193C3 DE 2062193 A DE2062193 A DE 2062193A DE 2062193 A DE2062193 A DE 2062193A DE 2062193 C3 DE2062193 C3 DE 2062193C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
thyristor
transformer
quenching
capacitor
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2062193A
Other languages
German (de)
Other versions
DE2062193A1 (en
DE2062193B2 (en
Inventor
Gerhard Dipl.-Phys. 4788 Warstein Unger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Licentia Patent Verwaltungs GmbH filed Critical Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority to DE2062193A priority Critical patent/DE2062193C3/en
Publication of DE2062193A1 publication Critical patent/DE2062193A1/en
Publication of DE2062193B2 publication Critical patent/DE2062193B2/en
Application granted granted Critical
Publication of DE2062193C3 publication Critical patent/DE2062193C3/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/505Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M7/515Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H02M7/5152Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with separate extinguishing means
    • H02M7/5155Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with separate extinguishing means wherein each commutation element has its own extinguishing means
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/06Circuits specially adapted for rendering non-conductive gas discharge tubes or equivalent semiconductor devices, e.g. thyratrons, thyristors
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/72Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices having more than two PN junctions; having more than three electrodes; having more than one electrode connected to the same conductivity region
    • H03K17/73Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices having more than two PN junctions; having more than three electrodes; having more than one electrode connected to the same conductivity region for dc voltages or currents
    • H03K17/732Measures for enabling turn-off

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Zwangslöschung eines Hauptthyristors, der in Reihe zu einer Last an einer Gleichspannungsquelle liegt, wobei ein Löschspannungsimpuls an einer im Nebenschluß des Hauptthyristors geschalteten Sekundärwicklung eines Transformators induktiv beim Zünden eines mit der Primärwicklung des Transformators in Reihe geschalteten Löschthyristors erzeugt wird und hierzu ein Kondensator vorgesehen ist. Eine derartige Einrichtung ist bekannt (DT-OS 14 38 500).The invention relates to a device for the forced deletion of a main thyristor, which is connected in series a load is connected to a DC voltage source, an erase voltage pulse being shunted to one of the main thyristor switched secondary winding of a transformer inductively when igniting one with the primary winding of the transformer in series-connected thyristor is generated and this is a Capacitor is provided. Such a device is known (DT-OS 14 38 500).

Bei der bekannten Einrichtung wird ebenso wie bei der Grundschaltung für die Thyratronlöschung nach der DT-PS 6 82 532 für das Zwangslöschen eines Thyristors mit Hilfe eines Löschkondensators ein Löschspannungsimpuls im Nebenschluß des zu löschenden Thyristors erzeugt und an diesen geschaltet. Löschschaltungen entsprechend dieser Grundschaltung mit einem Lösch- oder Kommutierungskondensator werden allgemein verwendet bei Stromrichtern mit Thyristoren. Wesentlich bei den verschiedenen Anwendungen der Kondensator-Löschschaltung ist immer, daß in dem Zeitpunkt, in welchem ein Thyristor gelöscht werden soll, der zugeordnete Löschkondensator löschbereit geladen sein muß. Die Löschbereitschaft des Löschkondensators ist daher während des Betriebes und in vielen Fällen sogar vor Inbetriebnahme einer Thyristoranlage ständig zu überwachen (DT-AS 11 49 107). Hierfür sind elektrische Überwachungs- und Signalisierungseinrichtungen erforderlich, deren Signale in das Steuersystem der Anlage übertragen und für eine betriebssichere Steuerung ausgewertet werden (DT-AS 14 88 968). Bei Anlagen mit vielen Thyristoren kann der Aufwand für diese Überwachung und für die Steuerung mitunter recht groß werden. Bei Anlagen der Leistungselektronik spricht ferner die Kapazitätsgröße der verwendeten Löschkonden;;atoren eine Rolle, denn es ist die erforderliche Kapazität dieser Kondensatoren bezogen auf eine jeweils gleich große Ladespannung proportional dem Produkt aus der Arbeitsstromstärke und der Freiwerdezeit der Thyristoren (VDE-Fachberichte Nr. 23, 1964, S. 240).In the known device, as in the basic circuit for the thyratron extinguishing the DT-PS 6 82 532 for the forced extinction of a thyristor with the help of an extinguishing capacitor an extinguishing voltage pulse generated in the shunt of the thyristor to be extinguished and connected to this. Deletion circuits according to this basic circuit with a quenching or commutation capacitor generally used in converters with thyristors. Essential in the various applications the capacitor extinguishing circuit is always that at the point in time in which a thyristor is extinguished should, the assigned quenching capacitor must be charged ready to be erased. The readiness to delete the Quenching capacitor is therefore during operation and in many cases even before commissioning Constantly monitor the thyristor system (DT-AS 11 49 107). For this are electrical monitoring and Signaling equipment required, whose signals are transmitted to the control system of the plant and for an operationally safe control can be evaluated (DT-AS 14 88 968). For systems with many thyristors the effort for this monitoring and for the control can sometimes be quite large. With plants the power electronics also speaks the capacity size of the extinguishing condensers used ;; ators play a role, because it is the required capacitance of these capacitors in relation to an equally large charging voltage proportional to the product of the operating current and the time the thyristors become free (VDE technical reports No. 23, 1964, p. 240).

Werden bei einer leistungselektronischen Anlage (AEG-Mitteilungen 54 (1964) S. 105) die Thyristoren im Pulsbetrieb mit Pulsfrequenzen im Bereich von 400 bis zu einigen Tausend Hertz geschaltet, dann entstehen in den Löschkondensatoren, und nicht nur in diesen, große Verluste. Bei Thyristoren können die Verluste durch geeignete Beschallung, bei Drosseln durch wirbelstromfreies Kernmaterial gering gehalten werden. Löschkondensatoren können nur durch geeignete Konstruktion und geeignetes Material sowie durch unhandliche Öaugrößen verlustarm gemacht werden.If in a power electronic system (AEG-Mitteilungen 54 (1964) p. 105) the thyristors in Pulse operation with pulse frequencies in the range from 400 to a few thousand Hertz, then arise in the quenching capacitors, and not only in these, large losses. In the case of thyristors, the losses can occur Suitable acoustic irradiation, in the case of throttles, can be kept to a minimum by means of an eddy current-free core material. Quenching capacitors can only be used if they have a suitable construction and suitable material and are unwieldy Oil sizes can be made low-loss.

In der Leistungselektronik ist die Verwendung des Kondensator-Löschverfahrens vorherrschend. Verwendet wird ferner ein Löschverfahren mit einer Schaltung (US-PS 33 28 596), bei der der Thyristor mit einem Schwingkreis verbunden ist, in dem ein Kondensator wie ein Löschkondensator arbeitet und mit Hilfe einer Drossel umgeladen wird, und bei der der Thyristor beim Zurückschwingen des Stromes gelöscht wird.In power electronics, the use of the capacitor extinguishing process is predominant. Used is also an erase method with a circuit (US-PS 33 28 596) in which the thyristor with a Resonant circuit is connected, in which a capacitor works like a quenching capacitor and with the help of a Choke is reloaded, and in which the thyristor is extinguished when the current swings back.

Ein Thyristor kann bekanntlich auch durch eine induktiv erzeugte Spannung gelöscht werden, indem die Löschspannung aus einem Kondensator oder aus einem Generator mittels eines mit dem Thyristor in Reihe geschalteten Transformators in den Stromkreis eingeprägt wird (VDE-Fachberichte Nr. 23, 1964, S. 240, Bild 4 g, h), (FR-PS 15 23 909).As is well known, a thyristor can also be extinguished by an inductively generated voltage by the Quenching voltage from a capacitor or from a generator by means of a connected in series with the thyristor Transformer is impressed into the circuit (VDE-Fachberichte No. 23, 1964, p. 240, Fig 4 g, h), (FR-PS 15 23 909).

Es ist ferner eine Anordnung zur Zwangskommutierung eines Thyristorwechselrichters mit Freilaufdioden bekannt (DT-OS 15 63 232), bei der die Löschspannungsimpulse für die Thyristoren über Löschtransformatoren, die in den Freilaufstromkreisen der Thyristoren liegen, erzeugt werden, so daß die Löschspannungsimpulse in die Freilaufstromkreise des Wechselrichters induziert werden. Diese Anordnung hat gegenüber Löschschaltungen mit einem Löschkondensator den Vorzug, daß die bei Einleitung der Kommutierung an der Last liegende Spannung nicht um die Spannung eines Kommutierungskondensators erhöht wird und daß auch die in Sperrichtung wirkende Spannung an den Freilaufdioden nicht um den gleichen Betrag erhöht wird. Ferner ist bei der bekannten Anordnung derIt is also an arrangement for forced commutation of a thyristor inverter with free-wheeling diodes known (DT-OS 15 63 232), in which the quenching voltage pulses for the thyristors via quenching transformers, which are in the freewheeling circuits of the thyristors are generated, so that the erase voltage pulses can be induced into the inverter's freewheeling circuits. This arrangement has opposite Quenching circuits with a quenching capacitor have the advantage that when the commutation is initiated voltage on the load is not increased by the voltage of a commutation capacitor and that the voltage acting in the reverse direction on the freewheeling diodes does not increase by the same amount will. Furthermore, in the known arrangement of

Löschstromkreis vom Arbeitsstroml'reis durch den Löschtransformator galvanisch getrennt, was für Hochspannungswechselrichter von Bedeutung ist. Es sind jedoch in den Primärstromkreisen der Löschtransformatoren vier Hilfsthyristoren erforderlich, von weichen zwei Thyristoren selbst zwangsweise gelöscht werden müssen.The quenching circuit is galvanically separated from the working circuit by the quenching transformer, which is a high-voltage inverter matters. However, there are in the primary circuits of the quenching transformers four auxiliary thyristors required, of which two thyristors themselves are forcibly extinguished have to.

Durch die eingangs genannte DTOS 14 38 500 ist ein Wechselrichter mit zwei Thyristoren in Gegentaktschaltung bekannt, bei dem der jeweils stromführende Thyristor beim Zünden des stromfreien Thyristors gelöscht wird (Phasenfolgelöschung). Bei jedem Thyristor wird der Löschspannungsimpuls auf eine Tertiärwicklung des Zündübertragers übertragen, die mit einem Kondensator in Reihe geschaltet den Nebenschluß des Thyristors bildet. Hierbei hat der Kondensator nicht die Funktion eines Löschkondensators. Wegen der Gegentaktschaltung können die beiden Thyristoren nicht unabhängig voneinander gezündet und gelöscht werden. Die Wechselrichterspannung kann daher nicht durch Steuerung des Wechselrichters verändert werden. Ferner können mit den Zündübertragern nur kurzzeitige Löschspannungsimpulse erzeugt und daher nur Thyristoren mit kleiner Freiwerdezeit gelöscht werden.The DTOS 14 38 500 mentioned at the beginning is an inverter with two thyristors in a push-pull circuit known, in which the current-carrying thyristor is extinguished when the current-free thyristor is triggered becomes (phase sequence deletion). With every thyristor the erase voltage pulse is applied to a tertiary winding of the ignition transformer, which is connected in series with a capacitor to shunt the Thyristor forms. Here the capacitor does not have the function of a quenching capacitor. Because of the push-pull circuit the two thyristors cannot be ignited and extinguished independently of each other. The inverter voltage can therefore not be changed by controlling the inverter. Furthermore, only short-term extinguishing voltage pulses can be generated with the ignition transformers and therefore only Thyristors with a short idle time can be deleted.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Zwangslöschung eines Thyristors zu schaffen , bei welcher ein Löschtransformalor im Nebenschluß des zu löschenden Thyristors geschaltet ist, und mit welcher der betreffende Thyristor sowie auch Thyristoren mit noch größerer Freiwerdezeit und größerer Nennstromstärke als bei dem vorerwähnten bekannten Wechselrichter mit einer geringen Anzahl von Hilfsthyristoren in einem beliebigen Zeitpunkt gelöscht werden. The invention is based on the object of creating a device for the forced extinction of a thyristor , in which a quenching transformer is connected in the shunt of the thyristor to be quenched, and with which the relevant thyristor as well as thyristors with an even greater free time and greater Rated current than the aforementioned known inverter with a small number of auxiliary thyristors deleted at any point in time.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß darin, daß unter Verwendung eines sättigbaren Transformators zur Erzeugung des Löschspannungsimpulses die Primärwicklung des Transformators über den gezündeten Löschthyristor und über den Kondensator an die Gleichspannungsquelle geschaltet ist, daß der an der Sekundärwicklung des Transformators erzeugte Lösehspannungsimpjls durch einen kurz nach dem Löschthyristor gezündeten, zur Sekundärwicklung in Reihe liegenden Hilfsthyristor auf den zu löschenden Hauptthyristor geschaltet ist, daß der Kondensator derart he messen ist, daß der Strom durch den Kondensator kurz vor oder bei beginnender Sättigung des Transformators unter die Haltestromstärke des Löschthyristors herabgesetzt wird und daß der Rückmagnetisierungsstrom der Transformator-Sekundärwicklung geringer als die Haltestromstärke des Hilfsthyristors bemessen ist.The solution to this problem is a facility of the type mentioned according to the invention in that using a saturable transformer the primary winding of the transformer over the ignited one to generate the extinguishing voltage pulse Quenching thyristor and is connected via the capacitor to the DC voltage source that the Secondary winding of the transformer generated release voltage impulses by an ignited shortly after the quenching thyristor and lying in series with the secondary winding Auxiliary thyristor is connected to the main thyristor to be deleted, that the capacitor is so he measure is that the current through the capacitor just before or when the transformer begins to saturate is reduced below the holding current strength of the quenching thyristor and that the reverse magnetization current of the transformer secondary winding less than the holding current of the auxiliary thyristor is.

Um den Transformator nach dem Wiederzünden des Hauptthyristors erneut löschbereit zu erhalten, ist gemaß einer Ausbildung der Erfindung zum Rückmagnetisieren des Transformators beim Wiederzünden des Hauptthyristors eine die Primärwicklung und die Anode des Hauptthyristors verbindende Diode vorgesehen. In order to keep the transformer ready to be extinguished again after the main thyristor is re-ignited, it is appropriate an embodiment of the invention for magnetizing the transformer back when reigniting the Main thyristor a diode connecting the primary winding and the anode of the main thyristor is provided.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist zum Rückmagnetisieren des Transformators unabhängig vom Wiederzünden des Hauptthyristors ein weiterer Hilfsthyristor vorgesehen, über den die Primärwicklung in einem beliebigen Zeitpunkt nach dem Lösch-Vorgang dem geladenen Kondensator parallel geschaltet wird.According to a further embodiment of the invention, the transformer is independent of magnetizing back from the re-ignition of the main thyristor, another auxiliary thyristor is provided through which the primary winding connected in parallel to the charged capacitor at any point in time after the extinguishing process will.

Zur Verwendung von nur einem Hilfsthyristor ist in einer noch weiteren Ausbildung der Erfindung üie Kathode des Löschthyristors mit der Anode der Diode und mit der Anode des Hilfsthyristors im Nebenschlußstrompfad des Hauptthyristors verbunden.For the use of only one auxiliary thyristor, in a still further embodiment of the invention there is a cathode of the quenching thyristor with the anode of the diode and with the anode of the auxiliary thyristor in the shunt current path of the main thyristor connected.

Die Einrichtung gemäß der Erfindung ermöglicht die Einzellöschung wie auch die Summenlöschung mehrerer nicht gleichzeitig zu löschender Thyristoren oder Thyristorgruppen, ζ. Β bei einem Stromrichter. Hierfür kann diese Einrichtung so abgewandelt werden, daß auch der bei der Rückmagnetisierung des Löschtransformators erzeugte Spannungsimpuls zur Löschung von Thyristoren ausgenutzt wird.The device according to the invention enables the individual deletion as well as the total deletion of several thyristors or thyristor groups that cannot be deleted at the same time, ζ. Β with a converter. Therefor this device can be modified so that the reverse magnetization of the quenching transformer generated voltage pulse is used to quench thyristors.

An Hand der F i g. 1 bis 3 werden nachfolgend Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Löschschaiuingen für Einzellöschung eines Thyristors beschrieben. An Hand der Fig. 4 wird ein Ausführungsbeispicl der Erfindung bei einem Wechselrichter erläutert.On the basis of FIG. 1 to 3 are exemplary embodiments below the invention described with Löschaiuingen for individual deletion of a thyristor. At 4 shows an embodiment of the invention explained for an inverter.

Die Löschsehalningen nach den F i g. 1 bis 3 sind je einem Hauptthyristor 1 zugeordnet, welcher in einem einfachen Gleichstromkreis in Reihe geschaltet ist mit einer Gleichspannungsquelle G und einer Last L Diese Löschschaltungen sind gemeinsam dadurch gekennzeichnet, daß im Nebenschluß des Thyristors I die Sekundärwicklung 42 eines Löschtransformators 4 und ein Hilfsthyristor 3 in Reihe geschaltet sind und daß ferner eine Reihenschaltung bestehend aus einem Löschthyristor 2, einem Kondensator K und der Primärwicklung 41 des Transformators direkt an die Gleichspannungsquellc C angeschlossen ist. Die Thyristoren 2 und 3 haben in bezug auf die Gleichspannungsquelle G die gleiche Polung wie der Thyristor !. Der Löschtransformator 4 ist sättigbar und hat einen Transformatorkern mit reehteckfötmiger Magnetisierungscharakteristik. Induktionshub ABs und Querschnitt q des Transformatorkerns sind so groß gewählt, daß der Löschtransformator eine zum Löschen des Hauptthyristors 1 ausreichender Spannungs-Zeit-Fläche aufweist. Wenn unter dieser Voraussetzung der Transformator in die Remanenzlage magnetisiert ist, welche durch einen in der Durchlaßrichtung des Hilfsthyristors 3 oder durch einen in der Rückwärtsrichtung des Löschthyristors 2 fließenden Magnetisierungsstrom erreicht wird, so wird mit dem Zünden des Löschthyristors 2 ein über die Primärwicklung 41 in dem Kondensator K fließender Stromimpuls eingeschaltet, wobei der Kern des Transformators 4 unmagnctisiert und an der Sekundärwicklung 42 ein Spannungsimpuls mit Löschpolarität erzeugt wird. Durch Zünden des Hilfsthyristors 3 kurz nach Zünden des Löschthyristors 2 und Entstehung des Löschimpulses wird der Löschspannungsimpuls in der Rückwärtsrichtung an den Hauptthyristor 1 geschaltet. Dieser wird sodann gelöscht, da voraussetzungsgemäß die Dauer des Löschspannungsimpulses länger als die Freiwerdezeit des Hauptthyristors ist. Nach der Entstehung des Löschspannungsimpulses ist der Löschtransformator 4 kurzzeitig (einige ).is) durch den Ausräumstrom des Hauptthyristors 1 belastet. Dieser Strom fließt in der Rückwärtsrichtung des Thyristors 1 und im Nebenschluß desselben in der Durchlaßrichtung des Hilfsthyristors 3. Nach Beendigung des Ausräumstromes besteht der Löschspannungsimpuls weiter, der Löschtransformator 4 wird daher weiterhin durch einen Stromimpuls belastet, dessen Größe von der (wegen der zunehmenden Spannung am Kondensator K) etwa dieieckförniig abfallenden Löschspannung und vom Widerstand der Last L abhängt. Dieser Stromimpuls fließt von der Sekundärwicklung 42 über die Last L und weiter über eine zwischen dem negativen Pol derThe Löschsehalningen according to the F i g. 1 to 3 are each assigned to a main thyristor 1, which is connected in series with a direct voltage source G and a load L in a simple direct current circuit are connected in series and that a series circuit consisting of a quenching thyristor 2, a capacitor K and the primary winding 41 of the transformer is connected directly to the DC voltage source C. With respect to the DC voltage source G, the thyristors 2 and 3 have the same polarity as the thyristor! The quenching transformer 4 is saturable and has a transformer core with a rectangular magnetization characteristic. Induction swing ABs and cross section q of the transformer core are selected to be so large that the quenching transformer has a voltage-time area sufficient to quench the main thyristor 1. If, under this condition, the transformer is magnetized into the remanence position, which is achieved by a magnetizing current flowing in the forward direction of the auxiliary thyristor 3 or by a magnetizing current flowing in the reverse direction of the quenching thyristor 2, then with the ignition of the quenching thyristor 2 a via the primary winding 41 in the Capacitor K switched on flowing current pulse, the core of the transformer 4 being unmagnctized and a voltage pulse with extinction polarity being generated on the secondary winding 42. By igniting the auxiliary thyristor 3 shortly after igniting the extinguishing thyristor 2 and the occurrence of the extinguishing pulse, the extinguishing voltage pulse is switched to the main thyristor 1 in the reverse direction. This is then erased because, as required, the duration of the erase voltage pulse is longer than the time the main thyristor becomes free. After the erase voltage pulse has arisen, the quenching transformer 4 is briefly (some) loaded by the clearing current of the main thyristor 1. This current flows in the reverse direction of the thyristor 1 and in the shunt of the same in the forward direction of the auxiliary thyristor 3 Capacitor K) roughly the quenching voltage, which drops in the shape of a corner, and depends on the resistance of the load L. This current pulse flows from the secondary winding 42 via the load L and on via one between the negative pole of the

Gleichspannungsquelle C und der Kathode des Löschthyristors 2 geschaltete Diode 5 und den Hilfsthyristor 3 in die Sekundärwicklung 42 zurück. Die Kapazität des Kondensators K ist so zu bemessen, daß dieser nach erfolgter Ummagnetisierung und bei Sättigung des Transformatorkerns auf die Spannung der Gleiehspannungsquelle G geladen ist, so daß der Ladestrom verschwindet und der Löschthyristor 2 sich selbsttätig löscht. Es ist ferner der Magnetisierungsstrom des Löschtransformators 4 kleiner als der Haltestrom des Hilfslhyrislors 3 zu halten, damit nach Beendigung des Löschimpulses der Löschtransformator 4 unter dem Einfluß der Spannung des Kondensators K und der Gleichspannungsquelle nicht über den Hilfsihyristor 3 sowie über die Last L rückmagnetisiert werden kann, da der Hilfsthyrisior 3 sich dann selbst löscht. Die Rückmagnetisierung erfolgt erst beim Wiederzünden des Hauptthyristors 1. Dabei wird der Kondensator K über die Primärwicklung 41 des Transformators 4, den Hauptthyristor 1 und die Last L entladen. Dabei wird der Entladestrom auf den Magnetisierungsstrom der Primärwicklung 41 begrenzt, dieser kann somit auf den gezündeten Hauptthyristor 1 nicht als gefährlicher »Inrush-Stromstoß« wirken. Der Löschvorgang ist nach Beendigung des Löschspannungsimpulses beendet. Der gelöschte Hauptthyristor 1 ist dann bekanntlich wieder in der Vorwärtsrichtung sperrfähig. Bei Durchführung des beschriebenen Löschverfahrens kann der gelöschte Hauptthyristor 1 auch sofort wieder gezündet und sonach mit hoher Schaltfrequenz geschaltet werden. Der dann etwa noch stromieitfähige Hilfsthyristor 3 wird dabei durch die Rückmagnetisierspannung der Sekundärwicklung 42 zwangsweise gelöscht.DC voltage source C and the cathode of the quenching thyristor 2 connected diode 5 and the auxiliary thyristor 3 in the secondary winding 42 back. The capacitance of the capacitor K is to be dimensioned so that it is charged to the voltage of the equilibrium voltage source G after the magnetization has been reversed and the transformer core is saturated, so that the charging current disappears and the quenching thyristor 2 extinguishes itself. Furthermore, the magnetization current of the quenching transformer 4 must be kept smaller than the holding current of the auxiliary thyristor 3 so that after the quenching pulse has ended, the quenching transformer 4 cannot be magnetized back via the auxiliary thyristor 3 and the load L under the influence of the voltage of the capacitor K and the DC voltage source , since the auxiliary thyristor 3 then deletes itself. The re-magnetization only takes place when the main thyristor 1 is re-ignited. The capacitor K is discharged via the primary winding 41 of the transformer 4, the main thyristor 1 and the load L. The discharge current is limited to the magnetizing current of the primary winding 41, which means that it cannot act as a dangerous “inrush current” on the ignited main thyristor 1. The erasing process is ended after the erasing voltage pulse has ended. As is known, the deleted main thyristor 1 can then be blocked again in the forward direction. When the deletion method described is carried out, the extinguished main thyristor 1 can also be ignited again immediately and then switched at a high switching frequency. The auxiliary thyristor 3, which is then approximately still conductive, is forcibly extinguished by the reverse magnetization voltage of the secondary winding 42.

Als Kernmaterial für den Transformatorkern kommen weiehmagnelische Stoffe mit einem hohen spezifischen elektrischen Widerstand in Betracht, um die Kernverluste klein zu halten. Als Kernmaterial geeignet sind Massivkerne aus Ferrit sowie auch Dünnbandbzw. Folienbandkerne aus hochlegierten Werkstoffen. Letztere haben gegenüber den erstgenannten den Vorzug, daß sie einen zwei- bis dreifachen induktionshub ABs. z. B etwa 3OkG. aufweisen. Der Transformatorkern besteht aus einer Anzahl aufeinandergeschichteter Ringkerne, die zusammen den erforderlichen Kernquerschnitt ergeben. Die Transformatorwicklungen 41 und 42 können in der Weise ausgeführt sein, daß je ein Stromleiter durch den Ringkernstapel hindurchgeführt ist (Einleitertransformator) oder daß je ein Stromleiter gegebenenfalls auch zwei- oder mehrfach nach Art einer Wicklung hindurchgeführt. Die Stromleiter können geringe Querschnitte haben.Soft magnetic materials with a high specific electrical resistance come into consideration as core material for the transformer core in order to keep core losses small. Solid cores made of ferrite as well as thin strip or sheet metal are suitable as core material. Foil tape cores made of high-alloy materials. The latter have the advantage over the former that they have a two to three-fold induction stroke ABs. z. B about 3OkG. exhibit. The transformer core consists of a number of toroidal cores stacked on top of one another, which together result in the required core cross-section. The transformer windings 41 and 42 can be designed in such a way that one conductor each is passed through the toroidal core stack (single-conductor transformer) or that one conductor each optionally also passes two or more times in the manner of a winding. The conductors can have small cross-sections.

Bei einer nach F i g. 1 ausgeführten Löschschaltungsanordnung ist der Primärstromkreis des Löschtransformators 4 mit den Elementen Löschthyristor 2 und Kondensator K vom Sekundärkreis getrennt. Hierbei ist dem Löschthyristor 2, wie ersichtlich, eine Diode 6. über welche der Entladestrom des Kondensators K. fließt, antiparallel geschaltet. Die Diode 6 ist mit der obenerwähnten Diode 5 gleichsinnig in Reihe geschaltet und wird zusammen mit dieser durch die Spannung der Gleichspannungsquelle G in der Sperrichtung vorgespannt. In one according to FIG. 1 executed quenching circuit arrangement, the primary circuit of the quenching transformer 4 with the elements quenching thyristor 2 and capacitor K is separated from the secondary circuit. Here, the quenching thyristor 2, as can be seen, a diode 6, through which the discharge current of the capacitor K flows, connected in antiparallel. The diode 6 is connected in series with the above-mentioned diode 5 in the same direction and is biased together with this by the voltage of the DC voltage source G in the reverse direction.

Im Unterschied zur Schaltungsanordnung nach F i g. 1 fällt bei einer nach der F i g. 2 ausgeführten Löschschaltungsanordnung die Diode 6 weg. Bei dieser Schaltungsanordnung ist ein weiterer Hilfsthyristor 6' vorgesehen, welcher nach Löschung des Hauptthyri stors I gezündet wird, um die Rückmagnetisierung des Transformators 4 unabhängig vom Zündzeitpunkt des Hauptthyristors 1 zu ermöglichen.In contrast to the circuit arrangement according to FIG. 1 falls in the case of one according to FIG. 2 executed Quenching circuitry removes the diode 6. In this circuit arrangement, a further auxiliary thyristor 6 ' provided, which is ignited after extinguishing the Hauptthyri stors I to reverse the magnetization of the To enable transformer 4 regardless of the ignition timing of the main thyristor 1.

Hingegen liegt bei einer nach F i g. 3 ausgeführten Löschschaltungsanordnung der Löschthyristor 2 mit im Nebenschluß des Hauptthyristors 1 und ist daher mit dem Hilfsthyristor 3 und mit der Sekundärwicklung 42 des Löschtransformators in Reihe geschaltet. An der Kathode des Löschthyristors 2 zweigt der Primärstromkreis vom Sekundärstromkreis des Transformators 4 ab. Wie in der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 ist hier eine Diode 6 dem Löschthyristor 2 antiparallel geschaltet. Bei der Schaltungsanordnung nach F i g. 3 wird der Hilfsthyristor 3 ebenfalls kurz nach dem Löschthyristor gezündet. Der Ausräumstrom des Hauptthyristors 1 fließt dann auch über den Löschthyristor 2. Bei dieser Schaltungsanordnung kann mit Hilfe einer Induktivität 7 und eines Widerstandes 8, die in F i g. 3 gestrichelt angegeben sind, der Kondensator K auf eine höhere Spannung als die Spannung aer Gleichjo Spannungsquelle C geladen werden, so daß nach Beendigung des Löschspannungsimpulses das Löschen des Löschthyristors 2 durch eine Gegenspannung unterstützt wird. In diesem Falle kann dann der Transformator 4 durch den Entladestrom des Kondensators K auch sofort über den Hilfsthyristor 3 rückmagnetisiert werden, sofern dessen Haltestrom nicht größer ist als der halbe Magnetisierungsstrom des Transformators 4 mit einem Windungszahlverhältnis von 1.In contrast, one according to FIG. 3 executed quenching circuit arrangement of the quenching thyristor 2 with in the shunt of the main thyristor 1 and is therefore connected in series with the auxiliary thyristor 3 and with the secondary winding 42 of the quenching transformer. At the cathode of the quenching thyristor 2, the primary circuit branches off from the secondary circuit of the transformer 4. As in the circuit arrangement according to FIG. 1, a diode 6 is connected in anti-parallel to the quenching thyristor 2 here. In the circuit arrangement according to FIG. 3, the auxiliary thyristor 3 is also ignited shortly after the quenching thyristor. The clearing current of the main thyristor 1 then also flows through the quenching thyristor 2. In this circuit arrangement, with the aid of an inductance 7 and a resistor 8, which are shown in FIG. 3 are indicated by dashed lines, the capacitor K can be charged to a higher voltage than the voltage aer Gleichjo voltage source C, so that after termination of the erase voltage pulse, the erasure of the thyristor 2 is supported by a counter voltage. In this case, the transformer 4 can also be remagnetized immediately by the discharge current of the capacitor K via the auxiliary thyristor 3, provided that its holding current is not greater than half the magnetization current of the transformer 4 with a turns ratio of 1.

Die Löschschaltungsanordnungen nach den F i g. 1 und 2 können ferner an einem Teil der Spannung der Gleichspannungsquelle oder an einer gesonderten Gleichspannungsquelle betrieben werden. Dabei ist der Primärstromkreis des Löschtransformators 4 an eine Teilspannung der Gleichspannungsquelle bzw. an die gesonderte Gleichspannungsquclle angeschlossen. Bei Betrieb an einer Teilspannung kann mit einem Transformatorkern vorgegebener Spannungs-Zeit-Fläche ein entsprechend längerer Löschimpuls als bei Betrieb an der ganzen Spannung erzeugt werden, oder es kann für eine vorgegebene Impulsdauer der Transformatorkern entsprechend verkleinert werden.The extinguishing circuit arrangements according to FIGS. 1 and 2 can also be part of the voltage of the DC voltage source or operated on a separate DC voltage source. Here is the Primary circuit of the quenching transformer 4 to a partial voltage of the DC voltage source or to the separate DC voltage source connected. When operating at a partial voltage, a transformer core given voltage-time area a correspondingly longer extinguishing pulse than during operation can be generated across the entire voltage, or the transformer core can be used for a given pulse duration be reduced accordingly.

Bei Betrieb an einer gesonderten Gleichspannungsquelle ist der Primärstromkreis vom Gleichstrombetriebskreis galvanisch getrennt, was für die Verwendung der beschriebenen Löschschaltungsanordnunger bei Hochspannungs Thyristorstromkreisen von Vortei ist.When operating on a separate DC voltage source, the primary circuit is from the DC operating circuit galvanically separated, what for the use of the extinguishing circuit arrangement described is advantageous in high-voltage thyristor circuits.

Aus dem vorangehenden wird klar, daß die ErfinFrom the foregoing it is clear that the inventor

dung mit verschiedenen Varianten von Löschschal tungsanordnungen durchführbar ist. Verwendungsmögtion with different variants of Löschschal processing arrangements can be carried out. Possible use

lichkeiten des Verfahrens sind voraussichtlich bei thyripossibilities of the procedure are expected at thyri

storisierten Gleichstromschaltkreisen und Wechselrich tern gegeben. Die Schaltungsanordnung nach F i g. 4storized DC circuits and inverters tern given. The circuit arrangement according to FIG. 4th

ein Einphasen-Wechselrichter in Gegentaktschaltun§a single-phase inverter in push-pull circuit

mit zwei in Phasenfolge gelöschten Thyristoren, ergibwith two thyristors canceled in phase sequence, yield

sich aus der Schaltungsanordnung der F i g. 1 dadurchfrom the circuit arrangement of FIG. 1 thereby

daß der Hilfsthyristor 3 als Thyristor der Gegenphastthat the auxiliary thyristor 3 as a thyristor of the opposite phase

und der Löschthyristor 2 zur Löschung des Hauptthyri stors 1 vorgesehen werden. Der Löschtransformalor < ist den beiden Thyristoren 1, 3 gemeinsam zugeordneand the clearing thyristor 2 for clearing the main thyristor stors 1 can be provided. The quenching transformer <is assigned to the two thyristors 1, 3 together

und ist primärseitig in Mittelpunktschaltung ausgeführtand is designed on the primary side in a midpoint connection

ebenso ein Übertrager Ü für die mit der Gegentaktlikewise a transformer Ü for those with the push-pull

schaltung erzeugte Wechselspannung, der ausgangsseicircuit generated alternating voltage, the output side

tig an eine Last L angeschlossen ist. Ein weiterei Löschthyristor 2' ist zur Löschung des Hilfsthyristors :tig is connected to a load L. Another extinguishing thyristor 2 'is used to extinguish the auxiliary thyristor:

und an Stelle der Diode 6 nach F i g. 1 zur Rückmagneand instead of the diode 6 according to FIG. 1 to the back magnet

tisierung des Löschlransformators erforderlich.tization of the quenching transformer required.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Einrichtung zur Zwangslöschung eines Hauptthyristors, der in Reihe zu einer Last an einer Gleichspannungsquelle liegt, wobei ein Löschspannungsimpuls an einer im Nebenschluß des Hauptthyristors geschalteten Sekundärwicklung eines Transformators induktiv beim Zünden eines mit der Primärwicklung des Transformators in Reihe ge- ίο schalteten Löschthyristors erzeugt wird und hierzu ein Kondensator vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß unter Verwendung eines sättigbaren Transformators (4) zur Erzeugung des Löschspannungsimpulses die Primärwicklung (41) des Transformators (4) über den gezündeten Löschthyristor (2) und über den Kondensator (K) an die Gleichspannungsquelle (G) geschaltet ist, daß der an der Sekundärwicklung (42) des Transformators (4) erzeugte Löschspannungsimpuls durch einen kurz nach dem Löschthyristor (2) gezündeten, zur Sekundärwicklung (42) in Reihe liegenden Hilfsthyristor (3) auf den zu löschenden Hauptthyristor (1) geschaltet ist, daß der Kondensator (K) derart bemessen ist, daß der Strom durch den Kondensator (K) kurz vor oder bei beginnender Sättigung des Transformators (4) unter die Haltestromstärke des Löschthyristors (2) herabgesetzt wird, und daß der Rückmagnetisierungsstrorri der Transformator-Sekundärwicklung (42) geringer als die Haltestromstärke des Hilfsthyristors (3) bemessen ist.1. Device for the forced quenching of a main thyristor which is connected in series to a load on a DC voltage source, a quenching voltage pulse being generated inductively on a secondary winding of a transformer connected in the shunt of the main thyristor when a quenching thyristor connected in series with the primary winding of the transformer is triggered and for this purpose a capacitor is provided, characterized in that the primary winding (41) of the transformer (4) via the ignited extinguishing thyristor (2) and via the capacitor (K) to the DC voltage source using a saturable transformer (4) to generate the extinguishing voltage pulse (G) is connected so that the extinguishing voltage pulse generated on the secondary winding (42) of the transformer (4) is applied to the main thyristor (3) to be extinguished by an auxiliary thyristor (3) which is ignited shortly after the extinguishing thyristor (2) and is in series with the secondary winding (42). 1) is connected that the capacitor (K) derar t is dimensioned so that the current through the capacitor (K) is reduced shortly before or at the beginning of saturation of the transformer (4) below the holding current strength of the quenching thyristor (2), and that the reverse magnetization current of the transformer secondary winding (42) is less than the holding current strength of the auxiliary thyristor (3) is dimensioned. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Rückmagnetisieren des Transformators (4) beim Wiederzünden des Hauptthyristors (1) eine die Primärwicklung (41) und die Anode des Hauptthyristors (1) verbindende Diode (6) vorgesehen ist (F i g. 1).2. Device according to claim 1, characterized in that for remagnetizing the transformer (4) when the main thyristor (1) is re-ignited, the primary winding (41) and the anode of the Main thyristor (1) connecting diode (6) is provided (Fig. 1). 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Rückmagnetisieren des Transformators (4) unabhängig vom Wiederzünden des Hauptthyristors (1) ein weiterer Hilfs-Thyristor (6') vorgesehen ist, über den die Primärwicklung (41) in einem beliebigen Zeitpunkt nach dem Löschvorgang dem geladenen Kondensator (K) parallel geschaltet wird (F i g. 2).3. Device according to claim 2, characterized in that a further auxiliary thyristor (6 ') is provided for remagnetizing the transformer (4) regardless of the re-ignition of the main thyristor (1), via which the primary winding (41) at any point in time the charged capacitor (K) is connected in parallel to the deletion process (FIG. 2). 4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode des Löschthyristors (2) mit der Anode der Diode (6) und mit der Anode des Hilfsthyristors (3) im Nebenschlußpfad des Hauptthyristors (1) verbunden ist (F i g. 3).4. Device according to claim 2, characterized in that the cathode of the quenching thyristor (2) with the anode of the diode (6) and with the anode of the auxiliary thyristor (3) in the shunt path of the main thyristor (1) is connected (Fig. 3).
DE2062193A 1970-12-17 1970-12-17 Device for the compulsory quenching of a thyristor Expired DE2062193C3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2062193A DE2062193C3 (en) 1970-12-17 1970-12-17 Device for the compulsory quenching of a thyristor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2062193A DE2062193C3 (en) 1970-12-17 1970-12-17 Device for the compulsory quenching of a thyristor

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2062193A1 DE2062193A1 (en) 1972-07-06
DE2062193B2 DE2062193B2 (en) 1975-05-15
DE2062193C3 true DE2062193C3 (en) 1975-12-18

Family

ID=5791304

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2062193A Expired DE2062193C3 (en) 1970-12-17 1970-12-17 Device for the compulsory quenching of a thyristor

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2062193C3 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
DE2062193A1 (en) 1972-07-06
DE2062193B2 (en) 1975-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2630179B2 (en) Pulse generator circuit for generating clock pulses of adjustable amplids and constant width
DE3322455C2 (en)
DE2650002A1 (en) INVERTER
DE1413478B2 (en) Diverter switch for step transformers
DE2062193C3 (en) Device for the compulsory quenching of a thyristor
EP0093933B1 (en) Pulse welding apparatus for gas-shielded welding
DE1107276B (en) Switching transistor arrangement for switching a load to a supply source
DE2065518C3 (en) Device for the forced deletion of a thyristor
DE1293299B (en) Arrangement for supplying a direct current motor with direct current pulses
DE1132190B (en) Device for extinguishing DC voltage semiconductor current gates with breakdown characteristics
DE649354C (en) Protection device against overloads for inverters
DE4418864A1 (en) Arc welding appts.
DE19515278C1 (en) Pulsed HV constant current source
DE1413478C (en) Diverter switch for step transformers
DE1563181A1 (en) Inverter circuit with semiconductor current gates
EP0204364A2 (en) DC-DC switching voltage converter
DE1440996C3 (en) Circuit arrangement for electrical discharge machining
DE1438397C (en) Static frequency converter
DE2358091C3 (en) Circuit arrangement for the simultaneous ignition of a number of thyristors
DE2065518B2 (en) Device for the forced deletion of a thyristor
DE1236562B (en) Pulse generator for generating pulses of opposite polarity
DE1139150B (en) Square wave generator with a four-layer diode
DE1948823A1 (en) Multivibrator
DE1440996A1 (en) Circuit for delivering high current pulses
DE2365110A1 (en) Motor supply current direction and duration control cct - has motor in diagonal of bridge formed by HF pulsed transistors and thyristors

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
EGA New person/name/address of the applicant
EF Willingness to grant licences
8339 Ceased/non-payment of the annual fee