DE2340883C3 - DC voltage pulse generator - Google Patents

DC voltage pulse generator

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DE2340883C3 DE19732340883 DE2340883A DE2340883C3 DE 2340883 C3 DE2340883 C3 DE 2340883C3 DE 19732340883 DE19732340883 DE 19732340883 DE 2340883 A DE2340883 A DE 2340883A DE 2340883 C3 DE2340883 C3 DE 2340883C3
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Description

Die Erfindung betrifft einen Gleichspannungs-Pulsstellcr nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs. The invention relates to a DC voltage pulse controller according to the preamble of the patent claim.

Ein derartiger Gleichspannungs-Pulssteller ist bekannt (DE-PS 1 180 833).Such a DC voltage pulse generator is known (DE-PS 1 180 833).

Derartige Gleichspannungs-Pulssteller können z. B. für Elektroantriebe von Transportmitteln, wie Elektrokarren und -lader in Bergwerken, eingesetzt werden.Such DC voltage pulse regulators can, for. B. for electric drives of means of transport, such as Electric carts and loaders in mines.

Durch die Parallelschaltung des Umschwingkreises mit dem Löschkondensator lassen sich relativ kleine Mittelwerte des Verbraucherstromes erreichen, da der Umschwingvorgang unabhängig von der Einschaltung des Leistungsthyristors möglich ist.By connecting the oscillating circuit in parallel with the quenching capacitor, relatively small Achieve mean values of the consumer current, since the oscillation process is independent of the switch-on of the power thyristor is possible.

Bei dem bekannten Gleichspannungs-Pulssteller ist bei kleinem Mittelwert des Verbraucherstroms der Spannungsstellbereich nach oben begrenzt, da mit kleineren Mittelwerten des Verbraucherstroms die Ladezeit des Löschkondenstors wegen der Abhängigkeit von dessen Ladestrom vom Verbraucherstrom zunimmt. Da bei dem bekannten Pulssteller der Löschkondensator zunächst nur auf die Spannung der Gleichspannungsquelle aufgeladen wird, kann sich bei größeren Verbraucherströmen die von ihm gespeicherte Energie als unzureichend für das Ausschalten des Leistungsthryriätors (Hauptventils) erweisen.In the case of the known DC voltage pulse generator, when the mean value of the consumer current is low, the The voltage setting range is limited upwards, as the consumer current with lower mean values Charging time of the extinguishing capacitor due to the dependence of its charging current on the consumer current increases. Since in the known pulse generator, the quenching capacitor initially only depends on the voltage of the DC voltage source is charged, the stored by it can change with larger consumer currents The energy is insufficient to switch off the power throttle (main valve).

Es ist zwar auch ein Gleichspannungs-Pulsstelier mit einem zwischen einer Gleichspannungsquelle und einem Verbraucher in Reihe mit diesem liegenden Leistungsthyristor bekannt (US-PS 3 192468), bei dem der Löschkondensator unabhängig vom Vcrbruucherstrom aufgeladen wird. Bei diesem Pulssteller ist der den Löschkondensator und den Löschthyristor in Reihe enthaltende Kommutierungskreis nicht wie bei dem eingangs genannten bekannten Pulssteller parallel zum Leistungsthyristor, sondern parallel zum Verbraucher geschaltet.Although it is also a DC voltage pulse generator with a between a DC voltage source and a consumer in series with this lying power thyristor known (US Pat. No. 3,192,468) that the quenching capacitor is independent of the breaker current being charged. In this pulse generator, it is the quenching capacitor and the quenching thyristor Commutation circuit containing in series not as in the known pulse generator mentioned at the beginning connected in parallel with the power thyristor, but in parallel with the consumer.

Bei diesem bekannten Gleichspannungs-Pulssteller wird jedoch der Leistungsthyristor durch Stromimpulse von der Ladung des Löschkondensators zusätzlich belastet. Insbesondere bei hohen Umschaltfrequenzen können diese zusätzlichen Impuls-Belastungen beträchtlich sein.In this known DC voltage pulse generator, however, the power thyristor is activated by current pulses additionally burdened by the charge of the quenching capacitor. Especially with high switching frequencies these additional impulse loads can be substantial.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Gleichspannungs-Pulssteller der eingangs genannten Art zu schaffen, der betriebssicher auch bei großen Verbraucherströmen betrieben werden kann und bei kleinen Verbraucherströmen in seinem Spannungsstellbereich praktisch nicht nach oben begrenzt ist, ohne daß eine zusätzliche Belastung des Leistungsthyristors durch Stromimpulse vom Löschkondensator auftritt.It is the object of the invention to provide a DC voltage pulse generator of the type mentioned at the beginning create that can be operated reliably even with large consumer flows and with small ones Consumer currents is practically not limited upwards in its voltage setting range without a additional load on the power thyristor occurs due to current pulses from the quenching capacitor.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmaie des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs.This object is achieved according to the invention by the features of the characterizing part of the claim.

Die erfindungsgemäß vorgesehene weitere Drossel sorgt für eiii Aufladen des Löschkondensators auf eine höhere Spannung als diejenige der Gleichspannungsqueile, so daß sich eine höhere gespeicherte Löschenergie und damit ein höherer zulässiger Verbraucherstrom ergibt, was aus Gründen der Betriebssicherheit besonders vorteilhaft bei Anwendung des Pulsstellers für Transportmittel-Antriebe ist.The further choke provided according to the invention ensures that the quenching capacitor is charged to one higher voltage than that of the DC voltage source, so that there is a higher stored erase energy and thus a higher permissible consumer current results, which is for reasons of operational safety is particularly advantageous when using the pulse controller for means of transport drives.

Die ferner erfindungsgemäß vorgesehene Trenndiode dient zum Halten der Ladung des Löschkondensators, indem sie ein Rückschwingen verhindert.The isolating diode also provided according to the invention serves to hold the charge of the quenching capacitor, by preventing back swing.

Außerdem hängt die Ladezeit des ferner erfindungsgemäß vorgesehenen weiteren Kondensators nicht vom Ladestrom ab, so daß insoweit der erfindungsgcmäße Gleichspannungs-Pulsstelier in seinem Spannungsstellbereich nicht nach oben begrenzt ist.In addition, the charging time of the further capacitor also provided according to the invention depends does not depend on the charging current, so that the DC voltage pulse generator according to the invention in his The voltage setting range is not limited upwards.

Vorteilhafterweise ist schließlich der Leistungsthyristor nicht hohen Impulsstrom-Oberlastungen vom Löschkondensator ausgesetzt.Finally, the power thyristor is advantageously not subject to high pulse current overloads Quenching capacitor exposed.

Es ist bei einem Gleichspannungs-Pulssteller an sich bekannt, zum Verhindern des Rückschwingens der Ladung des Löschkondensators über die Gleichspannungsqueile eine Trenndiode in Reihe mit dem Kommutierungskreis vorzusehen (Buch von M. Meyer »Thyristoren in der technischen Anwendung«, Bd. 1, »Stromrichter mit erzwungener Kommutierung«, Siemens AG 1967, S. 85/86).In the case of a DC voltage pulse regulator, it is known per se to prevent back oscillation the charge of the quenching capacitor via the DC voltage source an isolating diode in series with the Provide a commutation circuit (book by M. Meyer "Thyristors in the technical application", Vol. 1, "Converter with forced commutation", Siemens AG 1967, p. 85/86).

Ferner ist es bei einem Gleichspannungs-Pulssteller an sich bekannt, im Kommutierungskreis in Reihe mit dem Löschkondensator eine Drossel vorzusehen (DE-OS 1940568).It is also known per se in a DC voltage pulse generator, in series with in the commutation circuit to provide a choke for the quenching capacitor (DE-OS 1940568).

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird sie durch eine eingehende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der aus einer Figur bestehenden Zeichnung, die ein Prinzipschaltbild des Gleichspannungs-Pulsstellers wiedergibt, erläutert.
, Der Gleichspannungs-Pulssteller besitzt Eingangsklemmen 1, 2 und Ausgangsklemmen 3, 4. An die Eingangsklemmen wird eine Gleichspannungsqueile mit der Spannung U angeschlossen. Der Pluspol + derGleichspannungsquelle wird an die Klemme 1 und der Minuspol — an die Klemme 2 gelegt. An die Ausgangsklemmen 3, 4 wird ein Verbraucher 5 angeschlossen. For a better understanding of the invention, it is explained by a detailed description of an exemplary embodiment on the basis of the drawing consisting of a figure, which shows a basic circuit diagram of the DC voltage pulse controller.
, The DC voltage pulse generator has input terminals 1, 2 and output terminals 3, 4. A DC voltage source with voltage U is connected to the input terminals. The positive pole + of the DC voltage source is connected to terminal 1 and the negative pole - to terminal 2. A consumer 5 is connected to the output terminals 3, 4.

Zwischen die Eingangskleinme 1 und die Ausgangsklemme 3 ist ein Leistungsthyristor 6 in denBetween the input terminal 1 and the output terminal 3 is a power thyristor 6 in FIG

Stromkreis geschaltet. Die Amide des Leistungsthyristors 6 ist an den Pluspol der Gleichspannungsquelle >ind die Kathode an den Verbraucher 5 gelegt.Circuit switched. The amide of the power thyristor 6 is connected to the positive pole of the DC voltage source > The cathode is placed on the consumer 5.

Ap. den Pluspol der Gleichspannungsquelle ist eine Trenndiode 7 angeschlossen, mit der in Reihe ein Kommutierungskreis, bestehend aus der Reihenschaltung einer Drossel 8 und eines Löschkondensators 9, geschaltet ist.Ap. the positive pole of the DC voltage source is connected to an isolating diode 7, with the one in series Commutation circuit, consisting of a series connection of a choke 8 and a quenching capacitor 9, is switched.

Der untere Belag des Loschkondensators 9 ist mit der Kathode des Leistungsthyristors 6 verbunden.The lower layer of the quenching capacitor 9 is connected to the cathode of the power thyristor 6.

Parallel z:· dem Kommutierungskreis, der aus der Drossel 8 und dem Löschkondensator 9 besteht, ist ein Umschwingkreis, bestehend aus der Reihenschaltung eines Umschwingthyristors 11 und einer Umschwingdrossel 12. geschaltet. Hierbei ist die Anode des Umschwingthyristors 11 in den Kreis zwischen der Trenndiode 7 und der Drossel 8 geschaltet, während die Kathode des Umschwingthyristors 11 mit dem einen Ende der Umschwingdrossel 12 verbunden ist, dessen anderes Ende in den Kreis zwischen dem Löschkondensator 9 und der Anode eines Löschlhyristors 10 gelegt ist.Parallel z: · The commutation circuit, which consists of the choke 8 and the quenching capacitor 9, is a ringing circuit consisting of a series connection of a ringing thyristor 11 and a ringing throttle 12. switched. Here, the anode of the reversing thyristor 11 is in the circle between the Isolation diode 7 and the choke 8 connected, while the cathode of the reversing thyristor 11 with the one End of the Umschwingdrossel 12 is connected, the other end in the circle between the Quenching capacitor 9 and the anode of a quenching thyristor 10 is placed.

Am Verbindungspunkt 13 des Kommutierungsund des Umschwingkreisas sowie des Löschthyristors 10 ist ein weiterer Kondensator 14 angeschlossen, dessen zweiter Belag mit dem Minuspol der Gleichspannungsquelle verbunden ist.At connection point 13 of the commutation circuit and the ringing circuit and the quenching thyristor 10, another capacitor 14 is connected, the second layer of which is connected to the negative pole of the DC voltage source connected is.

Die Wirkungsweise des Glcichspannungs-Pulsstellers beruht auf dem Prinzip der Pulsbreitenmodulation. How the DC voltage pulse generator works is based on the principle of pulse width modulation.

Beim Anlegen der Spannung von der Gleiehsparnungsquelle findet ein schwingendes Laden des Löschkondensators 9 und des weiteren Kondensators 14 über die Trenndiode 7 und die Drossel 8 statt (die Polarität der Ladung ist ohne Klammern gezeigt). Dann wird ein Steuerimpuls auf den LöschthyristorWhen applying the voltage from the equilibrium savings source finds an oscillating charging of the quenching capacitor 9 and the further capacitor 14 via the isolating diode 7 and the choke 8 instead (the polarity of the charge is shown without brackets). Then a control pulse is sent to the erase thyristor

10 gegeben, wobei der Löschkondensator 9 schwingend über die Trenndiode 7, die Drossel 8, den Löschthyristor 10 und den Verbraucher 5 auf eine Spannung, die U (bis 2 U) übersteigt, weiter aufgeladen wird. Der weitere Kondensator 14 entlädt sich in diesem Fall auf Null über den Verbraucher 5. Nach Beendigung der Aufladung des Löschkondensators 9 und Entladung des weiteren Kondensators 14 wird der Lösehthyristor 10 gesperrt. Danach werden auf den Leistungsthyristor 6 und den Umschwingthyristor10 given, the quenching capacitor 9 oscillating via the isolating diode 7, the choke 8, the quenching thyristor 10 and the consumer 5 to a voltage that exceeds U (up to 2 U) is charged further. In this case, the further capacitor 14 discharges to zero via the consumer 5. After the charging of the quenching capacitor 9 has ended and the further capacitor 14 has been discharged, the release thyristor 10 is blocked. Then the power thyristor 6 and the reversing thyristor

11 gleichzeitig Steuerimpulse gegeben, demzufolge die erwähnten Thyristoren geöffnet werden. Über den Leistungsthyristoi 6 und den Verbraucher 5 fließt ein Strom, und der Löschkondensator 9 lädt sich schwingend über den Umschwingthyristor 11 und die Drosseln 8 und 12 um (die Polarität der Ladung ist in Klammern gezeigt J, während sich der weitere Kondensator 54 schwingend über die Trenndiode 7. den Umscliwingthyristor 11 und die Umschwingdrossel 12 auf eine Spannung, die LJ übersteigt, auflädt.11 control pulses are given at the same time, as a result of which the thyristors mentioned are opened. A current flows through the power thyristor 6 and the consumer 5, and the quenching capacitor 9 oscillates through the reversing thyristor 11 and the chokes 8 and 12 (the polarity of the charge is shown in brackets J, while the other capacitor 54 oscillates through the Isolation diode 7. the Umscliwingthyristor 11 and the Umschwingdrossel 12 to a voltage that exceeds LJ , charges.

Nach Beendigung der Umladung des Löschkondensators 9 und Aufladung des weiteren Kondensytors 14 wird der Umschwingthyristor 11 gesperrt.After the end of the charge reversal of the quenching capacitor 9 and the charging of the further capacitor 14, the reversing thyristor 11 is blocked.

Mit Eintreffen des nächstfolgenden Steuerimpulses am Lösehthyristor 10 wird an den Leistungsthyristor 6 eine Sperrspannung vom Löschkondensator 9 und Vom weiteren Kondensator 14 für die Zeit, die /ur Wiederherstellung der Sperreigenschaften des Leistungsthyristors 6 erforderlich ist. gelegt. Nach Sperrung des Leistungsthyristors 6 wird der Löschkondensator 9 schwi'igend über die Trenndiode 7. die Drossel », deri T.öscl thyristor 10 und den Verbraucher 5 auf eine Spannung, die die Spannung U übersteigt, aufgeladen, während der weitere Kondensator 14 auf Null entladen wird. Nach Beendigung der Aufladung des Löschkondensators 9 und Entladung des weiteren Kondensators 14 wird der Lösehthyristor 10 gesperrt. Diese Vorgänge sind beendet vor dem Eintreffen der nächstfolgenden Steuerimpulse am Leistungsihyristcr 6 und am Umschwingthyristor 11.When the next control pulse arrives at the release thyristor 10, a blocking voltage is applied to the power thyristor 6 from the quenching capacitor 9 and from the further capacitor 14 for the time required to restore the blocking properties of the power thyristor 6. placed. After the power thyristor 6 is blocked, the quenching capacitor 9 is charged to a voltage that exceeds the voltage U via the isolating diode 7. the choke, the thyristor 10 and the consumer 5, while the other capacitor 14 is charged to zero is discharged. After the charging of the quenching capacitor 9 has ended and the further capacitor 14 has been discharged, the release thyristor 10 is blocked. These processes are ended before the next following control pulses arrive at the power thyristor 6 and the reversing thyristor 11.

Beim Eintreffen der nächstfolgenden Steuerimpulse am Leistungsthyristor 6 und am Umschwingthyristor 11 werden die oben beschriebenen Vorgänge wiederholt. Falls der Leistungsthyristi 6 sich aus irgendwelchem Grund nac-h der Entladung des Löschkondensators 9 und des weiteren Kondensators 14 über den Lösehthyristor 10 nicht gesperrt hat, kann dank dem Umschwingthyristor 11 die Arbeitsfähigkeit des Gleichspannungs-Pulsstellers wiederhergestellt werden. Beim Eintreffen der nächsten Steuerimpulse am Umschwingthyristor U und am Leistungsthyristor 6 werden der Löschkondensator 9 und der weitere Kondensator 14 erneut mit einer für die Sperrung des Leistungsthyristors 6 ausreichenden Energie aufgeladen. Dadurch ist es möglich, die Steuerimpulse jederzeit vom Lösehthyristor 10 und Umschwingthyristor Il wegzunehmen (der Leistungsthyristor 6 im Verbraucherkreis bleibt in diesem Fall geöffnet, und der Verbraucher wird an die volle Spannung der Gleichspannungsquelle gelegt) und die erwähnten Impulse bei Bedarf einer Spannungseinstellung am Verbraucher 5 erneut einzuspeisen.When the next following control pulses arrive at the power thyristor 6 and the reversing thyristor 11, the above-described processes are repeated. If the power thyrist 6 results from any Reason after the discharge of the quenching capacitor 9 and the further capacitor 14 Has not blocked via the release thyristor 10, thanks to the reversing thyristor 11, the ability to work of the DC voltage pulse generator can be restored. When the next control impulse arrives on the reversing thyristor U and the power thyristor 6, the quenching capacitor 9 and the another capacitor 14 again with one for blocking of the power thyristor 6 charged sufficient energy. This makes it possible to control the impulses to remove at any time from the release thyristor 10 and Umschwingthyristor Il (the power thyristor 6 in In this case the consumer circuit remains open and the consumer is connected to the full voltage of the DC voltage source placed) and the mentioned pulses if a voltage setting is required on the Feed consumer 5 again.

Hierzu I Blatt ZeichnungenFor this purpose I sheet drawings

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: üieichspannungs-Pulssteller mit einem zwischen einer Gleichspannungsqueile und einem Verbraucher in Reihe mit diesen liegenden Leistungsthyristor, mit einem zu dem Leistungsthyristor parallelgeschalteten, einen Löschkondensator und einen Löschthyristor in Reihe enthaltenden Kommutierungskreis, wobei der Löschthyristor mit dem Leistungsthyristor verbraucherseitig verbunden ist, und mit einem parallel zu dem Löschkondensator liegenden, einen Umschwingthyristor und eine Umschwingdrossel in Reihe enthaltenden Umschwingkreis, dadurch gekennzeichnet, daß im Kommutierungskreis ferner in Reihe eine weitere Drossel (8) liegt und mit dem Löschkondensator (9; derart verbunden ist, daß der Umschwingkreis parallel zu der Reihenschaltung aus dem Löschkondensator (9) und der weiteren Drossel (8) geschaltet ist, daß im Kommutierungskreis außerdem in Reihe eine Trenndiode (7) liegt, und zwar an den Verbindungspunkt zwischen dem einen Pol (+) der Gleichspannungsquelle und dem Leistungsthyristor (6) angeschlossen ist, und daß zwischen dem anderen Pol (-) der Gleichspannungsquelle und dem von dem Leistungsthyristor (6) abgewandten Anschluß des Löschthyristors (10) ein weiterer Kondensator (14) liegt.üieichspannungs pulse controller with a between a DC voltage source and a Consumers in series with this lying power thyristor, with one to the power thyristor connected in parallel, containing a quenching capacitor and a quenching thyristor in series Commutation circuit, with the quenching thyristor connected to the power thyristor on the consumer side is, and with a parallel to the quenching capacitor, a reversing thyristor and a reversing throttle in series containing reversing circuit, characterized in that, that in the commutation circuit there is also a further choke (8) in series and connected to the quenching capacitor (9; in this way) is that the ringing circuit is parallel to the series circuit of the quenching capacitor (9) and the further choke (8) is connected that in the commutation circuit also one in series Isolation diode (7) is located at the connection point between one pole (+) of the DC voltage source and the power thyristor (6) is connected, and that between the other pole (-) of the DC voltage source and that facing away from the power thyristor (6) Connection of the quenching thyristor (10) is another capacitor (14).
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