DE2151006C2 - Schaltungsanordnung zur Herabsetzung des induktiven Blindleistungsbedarfs einer löschbaren, unsymmetrisch halbgesteuerten Gleichrichterbrücke - Google Patents

Schaltungsanordnung zur Herabsetzung des induktiven Blindleistungsbedarfs einer löschbaren, unsymmetrisch halbgesteuerten Gleichrichterbrücke

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Schaltungsanordnung ist durch die DE-OS 15 63 240 bekannt. Die Einrichtungen zur Zwangslöschung der Stromrichterventile sind dort nicht in Einzelheiten gezeigt. Jedoch kann davon ausgegangen werden, daß die dort mit einem aus einem Kondensator entnommenen Stromstoß arbeitenden Löscheinrichtungen entsprechend der aus der FR-PS 14 02 884, Fig. 1 bekannten Schaltung aufgebaut sind. Dabei bezieht sich die FR-PS 14 02 884 allerdings auf eine Wechselrichteranordnung, bei der die Löschkondensatoren über Ladedioden und einen mit diesen in Serie geschalteten gemeinsamen Widerstand wechselspannungsseitig aufgeladen werden.
Die steuerbaren Stromrichterventilzweige der Gleichrichterbrücke gemäß der DE-OS 15 63 240 können auch aus tastbaren Stromrichterventilen mit kleiner Freiwerdezeit bestehen, die nur mit einer stark reduzierten Schaltleistung ausführbar sind. Das häufige Zünden und Löschen während einer Halbperiode führt zu erheblichen Lösch- und Umschwingverlusten in den Löschkreisen, so daß der Wirkungsgrad des gesamten Stromrichters verringert wird. Außerdem ist beim Tastbetrieb die Verwendung sogenannter Frequenzthyristoren erforderlich, was einen hohen Schaltungsaufwand bedeutet.
Um die Löschverluste gering zu halten sowie den totalen Leistungsfaktor und Wirkungsgrad bei gleichzeitiger Verringerung des Aufwands zu verbessern, ist es zweckmäßig, eine einmalige Löschung der steuerbaren Stromrichterventilzweige pro Halbperiode vorzusehen, jedoch erfordert dieses schaltungstechnische Maßnahmen, am auftretende Überspannungen zu vermeiden, die sich durch den 'Jmschwingvorgang der Löschkondensatoren ergeben und zu erhebliche Belastungen der verwendeten Bauelemente und des speisenden Netzes führen können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beim Betrieb einer löschbaren unsymmetrischen Einphasen-Gleichrichterbrücke infolge der einmaligen Löschung pro Halbperiode auftretenden Löschüberspannungen
ίο zu verhindern, induktive Steuerblindleistung dabei möglichst zu vermeiden, gleichzeitig aber auch eine selektive Bedämpfung von Umschwingüberspannungen und eine günstige Beanspruchung der Lösch- und Hauptthyristoren zu erreichen.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung für die eingangs genannte Schaltungsanordnung durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst
Infolge des Anschlusses der Löscheinrichtung an Anzapfungen der Sekundärwicklung des Speisetransformators werden die Löschthyristoren mit einer geringeren Sperrspannung als die steuerbaren Stromrichterventiie beaufschlagt, und der angezapfte Wicklungsteil des Transformators dient mit seiner Reaktanz der Begrenzung der Kommutierungssteilheit.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Schaltungsanordnung ist im Anspruch 2 gekennzeichnet.
Die Erfindung soll im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert werden.
3D In F i g. 1 ist eine unsymmetrisch-halbgesteuerte Einphasen-Gleichrichterbrücke mit nichtsteuerbaren Stromrichterventilen 1,2 und steuerbaren Stromrichterventilen 3, 4 sowie der Sekundärwicklung 5b eines Speisetransformators dargestellt. Der an die Einphasen-Gleichrichterbrücke angeschlossene Verbraucher besteht aus einem in der Beschreibung des folgenden Beispiels nicht weiter erwähnten Gleichstrommotor 12 in Reihe mit einer gleichstromseitigen Glättungsinduktivität 13. Die nichtsteuerbaren Stromrichterventile 1, 2 führen gleichzeitig auch den Freilaufstrom des Gleichstromkreises. Parallel zu jedem der beiden steuerbaren Stromrichterventile 3, 4 ist eine Löscheinrichtung vorgeseiien, die aus Löschthyristoren 8, 9, Löschkondensatoren 6,7 und Aufladedioden 10,11 besteht. Durch Anschluß an Transformatoranzapfungen A bzw. B werden die Löschkondensatoren 6, 7 über die Ladedioden 10 bzw. 11 auf den Scheitelwert der an der Teilwicklung A—D bzw. B-D des Speisetransformators anliegenden Teilspannung aufgeladen. Für die
so steuerbaren Stromrichterventile 3, 4 ist dagegen die volle an der Sekundärwicklung 5b an den Klemmen C-D anliegende Wechselspannung wirksam. Durch Zünden des Löschthyristors 8 bzw. 9 wird das jeweilige steuerbare Stromrichterventil 3 bzw. 4 durch die Entladung des jeweiligen Löschkondensators 6 bzw. 7 gelöscht, indem der Strom gleichzeitig auf den jeweils gezündeten Lösch thyristor 8 bzw. 9 kommutiert. Infolge des Anschlusses der Löscheinrichtung an die Anzapfungen A, B der Sekundärwicklung 5b können die Löschthyristoren 8, 9 mit einer geringeren Sperrspannung als die steuerbaren Stromrichterventile 3, 4 ausgelegt werden. Außerdem dient der Wicklungsteil A-Cbzw. D— Cmit seiner Reaktanz zur Begrenzung der Kommutierungssteilheit vom jeweils stromführenden steuerbaren Stromrichterventil 3 bzw. 4 zum jeweiligen Löschthyristor 8 bzw. 9. Diese Anordnung bietet sich insbesondere für jene Fälle an, wo die Auslegung der Löschkondensatoren 6, 7 nach dem
Schonzeitkriterium für die steuerbaren Stromrichterventile 3,4 nach der Gleichung
erfolgt In dieser Gleichung bedeutet ts die für die steuerbaren Stromrichterventile 3, 4 erforderliche Schonzeit, / der zu löschende, durch die steuerbaren Stromrichterventile 3, 4 fließende Strom und Uc die Ladesp?.rjiung der Löschkondensatoren 6, 7 im Löschzeitpunkt Da aufgmnd der Erhaltung des Energiegleichgewichts andererseits unter Vernachlässigung der momentanen Wechselspannung und der Energie des Gleichstromkreises
angenähert gilt, worin Lk die Gesamti.iduktivität des Kommutierungskreises darstellt, könnte eine Auslegung der Löschkondensatoren 6, 7 nach dem Schonzeitkriterium zu hohen Oberspannungen an den Löschkondensatoren 6, 7 bzw. an der Netzeinspeisung (Sekundärwicklung 5b) führen, wenn nicht mit der Anordnung der Löscheinrichtung nach F i g. 1 dieser Gefahr entgegengewirkt wird.
Die Löschkondensatoren £■, 7 haben neben ihrer Aufgabe, Energie zur Löschung des jeweils stromführen den, steuerbaren Stromrichterventils 3, 4 kurzseitig zu speichern, noch die gewünschte Wirkung einer periodischen Überspannungsbegrenzung beim Umschwingvorgang.
Die Anordnung nach F i g. 2 zeigt einen Widerstand 17, der in Reihe zu den Ladedioden 10 und 11 geschaltet und an die Sekundärwicklung 56 des Speisetransformators angeschlossen ist. An Stelle des Widerstandes 17 oder in Reihe zum Widerstand 17 kann auch eine Drosselspule geschaltet werden. Somit werden die Löschkondensatoren 6 und 7 über den Widerstand 17 und/oder die Drosselspule aufgeladen. Die sich ergebende Zeitkonstante aus dem Produkt Widerstandswert des Widerstandes 17 multipliziert mit der Kapazität jedes Löschkondensators 6 bzw. 7 soll in der Größenordnung einer Periodendauer der Frequenz des speisenden Netzes liegen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnunccn

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Schaltungsanordnung zur Herabsetzung des induktiven Blindleistungsbedarfs einer unsymmetrisch-halbgesteuerten, über die Sekundärwicklung eines Speisetransformators aus einem Wechselstromnetz gespeisten Einphasen-Gleichrichterbrükke mit steuerbaren und nichtsteuerbaren Stromrichterventilzweigen und einer parallel zu jedem steuerbaren Stromrichterventilzweig vorgesehenen, einmal pro Halbperiode des speisenden Wechselstromnetzes eingesetzten Löscheinrichtung, die aus der Reihenschaltung eines Löschkondensators und eines Löschthyristors sowie aus einer Ladediode besteht, die einerseits an die Verbindung von Löschthyristor und Löschkondensator angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladediode (10 bzw. 11) andererseits an die Verbindung zwischen den nichtsteuerbaren Stromrichterventilzweigen (f, 2) angeschlossen ist, und daß die Reihenschaltung des Löschthyristors (8 bzw. 9) und des Löschkondensators (6 bzw. 7) an Anzapfungen (A bzw. B) der Sekundärwicklung (5b) des Speisetransformators angeschlossen ist (F i g. 1).
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Ladedioden (10, 11) über einen gemeinsamen Widerstand (17) oder eine gemeinsame Induktivität an die Verbindung zwischen den nichtsteuerbaren Stromrichterventilzweigen (1,2) angeschlossen sind (F i g. 2).
DE2151006A 1971-05-21 1971-10-08 Schaltungsanordnung zur Herabsetzung des induktiven Blindleistungsbedarfs einer löschbaren, unsymmetrisch halbgesteuerten Gleichrichterbrücke Expired DE2151006C2 (de)

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FR727218163A FR2138847B1 (de) 1971-05-21 1972-05-19
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