DE2521274A1

DE2521274A1 - Einrichtung zur ansteuerung von triacs oder thyristoren

Info

Publication number: DE2521274A1
Application number: DE19752521274
Authority: DE
Inventors: Friedrich Ing Kalny
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-05-13
Filing date: 1975-05-13
Publication date: 1976-11-25

Description

"Einrichtung zur Ansteuerung von Triacs oder Thyristoren" Die Erfindung betrifft eine Phasenanschnitt-Drehzahlsteuerschaltung für einen aus einem Triac oder einem Thyristorpaar bestehenden Wechselstrom-Halbleiterventilsteller zur Speisung eines Wechselstrommotors, insbesondere eines Ventilatormotors, bei den an die Steuerelektrode des in der betreffenden Halbwelle der Wechselspannung zu zündenden Triacs oder Thyristors mindestens ein Zündimpuls anlegbar ist.
In Anlagen zur Temperaturregelung, Belüftung, Beheizung, Kühlung, Beleuchtung und anderen Steuerungen werden häufig Stellglieder gefordert, welche eine kontinuierliche Einstellung der Betriebsspannung bzw. eine Sinstellun, des Leistungsflusses ermöglichen. Dazu werden Anordnungen mit Triacs oder Thyristoren Eingesetzt, bei denen durch Änderung des Zündzeitpunktes innerhalb von Netzspannungshalbwellen die Spannung an der Last verändert werden kann. Der Triac oder die Thyristoren, welche in der Regel in Serie mit der Last an der Netzwechselspannung liegen, erden dabei entweder durch einen einzigen Impuls in einen leitenden Zustand versetzt und bleiben leitend bis der Hauptstrom vom Triac oder Thyristor den sogenannten Haltestrom unterschreitet oder der Triac bzw. Thyristor vfird durch einen Steuerstromfluss während der ganzen Dauer des vorgesehenen Zeitintervalls leitend gehalten.
In der DT-GS 2 124 836 wird eine Einrichtung zum Regeln der Drehzahl eines Ventilators, dessen elektrischer Antriebsmotor im Stromkreis eines an Wechselspannung angeschlossenen Triacs liegt, der seinerseits abhängig von einer Temperatur-Soll-Ist-Differenz aussteuerbar ist beschrieben, wobei die am Triac abnehmbare Spanmung über einen Gleichrichter und ein Integrierglied zu einem Spannungsvergleichsglied geführt ist, und wobei den Temperatur-Soll- und Temperatur-Ist-Werten proportionale Spannungen an den Eingängen eines einstellbar gegengekuppelten Differenzverstärkers liegen, dessen Ausgangsspannung über eine einstellbare 3egrenzerschaltung ebenfalls an das Spannungsvergleichsglied gelangt, und wobei das Glied jeweils bei einem bestimmten Verhältnis beider Spannungen einen Befehl zum Zünden des Traics abgibt.
Die Triac-Ansteuerung mit einem Einzel impuls weist den Nachteil auf, dass bei geringer ohmscher Last oder bei stark induktiven Lasten das Zünden des Triacs oder Thyristors nicnt, oder nicht sicher möglich ist, da während der Dauer des Ansteuerimpulsses der sogenannte Haltestrom des Triacs bzw. Thyristors nicht erreicht viird und unterhalb dieser Strongrenze die Leitfähigkeit des Triacs mit Ende des Steuerstromimpulses erlischt. 3a der Haltestrom auch von der momentanen Polarität der an Triac liegenden Spannung abhängt, kommt es aufgrund des Fehlens der Gegeneinduktionsspannung von der vorhergehenden durch Zündvorßän nur bei der begünstigten Polarität zu einem grossen Gleichstromanteil an der Last, welcher zu einer Zerstörung von Motorwicklunten führen kann.
Im Falle der Ansteuerung mit einem Steuerstrom über das ganze leitende Intervall werden aiese Nachteile vermieden, es wird aber der mitunter beachtliche Steuerstrom über die Zeit des .2-imalen Stromflusses hinaus gefordert. Dieser Strombedarf kann aus einer billigen Stromversorgung mittels Vorwiderstand meist nicht gedeckt werden, es sind daher Schaltungen mit Transformator oder Vorschaltkondensator erforderlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ansteuermöglichkeit für Triacs oder Thyristoren bei ohmschen, induktiven und kapazitiven Lastfällen zu schaifen, welche bei einen Strombedarf von nur einem Bruchteil des üblicherweise erforderlichen oteuergleichstroms die Nachteile der einmaligen Zünaung des Triacs oder der Thyristoren pro Netzhalbwelle vermeidet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zur Erzeugung mehrerer zusätzlicher Zündimpulse nach dem ersten Zündimpuls iii jeder der beiden Halbwellen eine Pulsfoge-Steuerstufe an die Steuerelektrode des Wechselstrom-Nalbleiterventilstellers angeschlossen ist, wobei bei den Zündimpulsen, der insbesondere gleichartigen Impulsfolge, jeweils der Impulsabstand mindestens das Dreifache der Impulsdauer beträgt.
Wie bei einer Ansteuerung mit einem Steuer strom über das ganze leitende Intervall ist es auch bei der Impulsansteuerung zweckmässig, die Zündimpulsfolge derart vor dem Nulldurchgang des Triac- oder Thyristor-Hauptstroms abzubrechen, dass unter Berüc.-sichtigung der Halbleiter-Totzeiten in der folgenden Netzhalbwelle ein ausreichendes Sperrvermögen erreicht wird. Die Zündinpuls folge kann auch mit erfolgreicher Zündung des beistungshalbleiters abgebrochen werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden naher beschrieben. Es zeigen Fig.1 und Fig.2 die möglichen Anordnungen einer Serienschaltung von Triacs bzw. Thyristoren und eines Motors und Fig.3 die Wirkungsweise der Einrichtung anhand eines Diagrammes.
Der Motor M ist in Fig.1 mit der Anode Al eines Triacs und in Fig.2 mit der Anode A2 des Triacs verbunden. Der Steuerstrom ist ist der Steuerelektrode G des Triacs zugeführt.
Im Diagramm in Fig.3 ist oben der Verlauf der Netzspannung U dargestellt. Im Bereich "aus" soll der Triac gesperrt, im Bereich "ein" soll er leitend gesteuert werden.
Mit einer Folge periodischer Steuerimpulse,die im mittleren Teil des Diagramms dargestellt ist, wobei der Gleichstrommittelwert der Impulse wesentlich kleiner ist als der Spitzenstromwert der ninzelimpulse, werden der Triac bzw. die Thyristoren angesteuert Oder im anderen Fall werden mit niciitperiodischen Impulsfolgen - etwa wie im unteren Teil des Diagrammes gezeigt wird - deren Gleichstrommittelwert wieder wesentlich kleiner ist als der Spitzenstromwert der Einzelimpulse, der Triac bzw. die Ttyristoren angesteuert. Zur Verbesserung des Zündverhaltens bei induktiven Lasten wird ein RC-Glied X, C parallel zu den Anoden geschaltet.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, dass der Steuerstrombedarf für die Zündung der Triacs bzw. Thyristoren bei Ansteuerung mit Impulsen wesentlich unter dem Steuerstrombedarf bei Vollwellensteuerung, also bei Zündung während des ganzen leitenden Intervalls liegt. Diese Steuerschaltung ist auch für induktive Lasten geeignet, da während des leitend gesteuerten Intervalls der Nalbwelle-durch die Impulse wiederholt Zündversuche gemacht werden.
3 Figuren 1 Patentanspruch

Claims

Patentanspruch Phasenanschnitt-Drehzahlsteuerschaltung für einen aus einem Triac oder einem Thyristorpaar bestehenden Wechselstrom-Halbleiterventilstell-er zur Speisung eines T;Jechselstrommotors, insbesondere eines Ven-tilatormotors, bei dem an die Steuerelektrode des in der betreffenden iialbvrelle der Wechselspannung zu zündenden Triacs oder Thyristors mindestens ein Zündimpuls anlegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung mehrerer zusätzlicher Zündimpulse nach dem ersten Zündimpuls in jeder der beiden Halbwellen eine Yülsfolge-Steuerstufe an die Steuerelektrode (G) des Wechselstrom-Halbleiterventilstellers angeschlossen ist, wobei bei den Zündimpulsen der insbesondere gleichartigen Impulsfolge jeweils der Impulsabstand mindestens das Dreifache der Impulsdauer beträgt.