DE2612549C2

DE2612549C2 - Schaltungsanordnung zur Zündung steuerbarer elektrischer Ventile in parallelgeschalteten Ventilzweigen

Info

Publication number: DE2612549C2
Application number: DE19762612549
Authority: DE
Inventors: Karl-Friedrich Dipl.-Ing. 8521 Uttenreuth Leowald
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-03-24
Filing date: 1976-03-24
Publication date: 1984-01-19
Also published as: AT345390B; BE847733A; ATA796776A; DE2612549A1

Description

' Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Zündung steuerbarer elektrischer Ventile in parallelgeschalteten Ventilzweigen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Schaltungsanordnung ist aus der SE-Zeitschrift »Industriell Teknik«, 7—8.1974, Seiten 35.36 bekannt Bei dieser Schaltungsanordnung gibt die Nachzündeinrichtung im Falle ungenügender Stromführung eines der beiden ihr zugeordneten Ventile jeweils einen Nachzündimpuls auf beide Ventile, also sowohl auf dasjenige Ventil mit ungenügender Stromführung als auch unnötigerweise auf dasjenige Ventil mit normaler Stromführung. Es ist deshalb bei der bekannten Nachzündeinrichtung doppelt soviel Zündenergie bereitzustellen, als im Bedarfsfälle tatsächlich benötigt wird

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art auf einfache Weise ein selektives Nachzünden bei zwei parallel zueinander angeordneten Ventilen zu ermöglichen, so daß jeweils das Ventil mit ungenügender Stromfüiining nachgezündet wird

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit dsn im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung, welche nachfolgend anhand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert wird, sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Bei der in der Figur gezeigten Anordnung sind als Ausschnitt aus einem Stromrichterzweig zwischen der Eingangsklemme 2 und der Ausgangskiemme 3 lediglich die einander benachbarten Thyristoren π 71 und π 81 und die benachbarten Thyristoren π 79 und π 89 dargestellt Es können — wie gestrichelt angedeutet — in jedem der beiden parallelen Zweige noch eine große Anzahl weiterer Tnyristoren in Reihe geschaltet sein, beispielsweise jeweils 100 Thyristoren. Sämtliche Thyristoren werden von einer üblichen Zündsteuereinrichtung \d betriebsmäßig mit 7-ndimpuIsen versorgt

Jeweils zwei benachbarte Th> stören π 71 und π 81 sind über eine Oberleitung 16 miteinander verbunden, in der ein Stromwandler 36 mit einer Primärwicklung 36a angeordnet ist Als Stromwandler kann ein einfacher Durchsteckwandler verwendet werden, bei dem die Querleitung 16 als Primärwicklung durch einen Eisenkern mit einer Sekundärwicklung 366 gesteckt ist Durch die Richtung des Stromfiüsaes in der Primärwicklung 36a und damit auch in der Sekundärwicklung 366 des Stromwandlers 36 wird festgelegt, ob die Nachzündeinrichtung 35a den Thyristor π "1 oder den Thyristor /7 81 nachzündet

Die Nachzündeinrichtung 35a enthält eine Gleichrichterbrücke mit Dioden 37, 38, 39, 40, an deren Einspeisepunkte die Sekundärwicklung 36b des Strom-Wandlers 36 angeschlossen ist Die Ausgänge der Gleichrichterbrücke sind über die Reihenschaltung einer Zenerdiode 41 und eines Widerstandes 45 miteinander verbunden. Dem Widerstand 45 ist eine Zenerdiode 46 zur Spannungsbegrenzung paraiieigeschaltet Dem Widerstand 45 ist eine Reihenschaltung mit den beiden Widerständen 43 und 48 und einer Schwellwertdiode 44 parallelgeschaltet Der Mittelpunkt zwischen der Schwellwertdiode 44 und dem Widerstand 43 ist mit der Basis eines Transistors 4Z verbur. Jen. Die Laststrecke des Transistors 42 ist mit der Basis eines weiteren Transistors 47 verbunden, dessen Laststrecke zwischen dem Mitte'punkt der Zenerdicde 4! und dem Widerstand 45 einerseits und der Kathode des Thyristors:/? 71 andererseits liegt

Solange die Lastströrne der benachbarten Thyristoren η 71 und η 81 nahezu gleich sind und damit, auch der Querstrom auf der Querleitung 16 klein ist fließt der im Stromwandler 36 induzierte Sekundärstrom über die Gleichrichterbrücke 37 bis 40 und die Reihenschaltung

der Zenerdiode 41 und des Widerstandes 45 Wurde jedoch beispielsweise der Thyristor π 81 nicht gezündet oder ist der Thyristor π 81 erloschen, so fließt ein großer Querstrom über die Querleitung 16, wodurch der gleichgerichtete Sekundärstrom ebenfalls stark ansteigt Die Dioden 38 und 39 werden geflutet Sobald der Spannungsabfall über dem Widerstand 45 die Schwellenspannung der Diode 44 und die Basis-Emitter-Schwelienspannung des Transistors 42 übersteigt wird der Transistor 42 leitend und steuert seinerseits den JO Transistor 47 auf. Dadurch entsteht ein Stromfluß über den Transistor 47, den Widerstand 45 und die Diode 38, durch den die Steuerelektrode des Thyristors π 81 über die Entkopplungsdiode 50 angesteuert wird. Der Thyristor π Sl wird somit nachgezündet '

1st dagegen der Thyristor λ 71 nicht gezündet - - ^Jsn oder ist der Thyristor π 71 erloschen, ~o fli^f; der Querstrom auf der Querleitung 16 in der umgekehrten Richtung. Damit werden die Dioden ?7 und 40 der Gleichrichterbrücke geflutet Der Zür-.-itrom fließt jetzt über den Transistor 47, den WkJ^ rstand 45, die Diode 37 und die Entkopplungsdiode ⁴9 zui ^cteuerelektrode des Thyristors π 71. Der Thyristor π 71 wird nachgezündet

In der dargestellten Nachzündeinrichtung 35a dient somit als Schwellwertglied die Schwellwertdiode <-i im 2> Zusammenwirken mit der Basis-Emitter-Schweltenspannung des Transistors 42. Anstelle der Schwellwertdiode 44 kann auch eine Zenerdiode eingesetzt werden, die in umgekehrter Stromflußrichtung gepolt ist Es ist auch möglich, daß die Basis-Emitter-Schweilenspannung des Transistors alleine ausreicht.

Die beiden mit der gemeinsamen Ausgangsklemme 3 verbundenen Thyristoren π 79 und π 89 sind mit ihren Steuerstrecken an eine Nachzündeinrichtung 356 angeschlossen, die in der gleichen Weise aufgebaut ist, wie die Nachzündeinrichtung 35a. Die Nachzündeinrichtung 356 ist eingangsseitig an einen Stromwandler 51 angeschlossen, der auf einem gemeinsamen Eisenkern zwei Primärwicklungen 51a und 516, sowie eine Sekundärwicklung51caufweist. Die beiden Primärwicklungen 51a und 516 werden von den Lastströmen gegensinnig durchflossen. Es kann wiederum ein einfachet Durchsteckwandler verwendet werden, durch dessen Wandlerkern die beiden Stromschienen mit entgegengesetzter Stromflußrichtung gesteckt sind. ^

Beim Einsatz von derartigen Nachzündeinrichtungen können zur Zündung von Ventilen, die über Leitungen mit sehr kleiner Impedanz parallelgeschaltet sind, sogenannte Kur^impulse verwendet werden, die von einer Zündsteuereinrichtung gebildet werden. Es ist >o beispielsweise möglich. Zündimpulse mit einer Dauer von weniger als 50 μsec zu verwenden. Die Dauer der Ztindimpuise kann so kurz gewählt werden, daß gerade der erforderliche Haltestrom des Ventils überschritten wird.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung bietet somit den Vorteil, daß bei Zündung von parallelgeschalteten Ventilen mit Kurzimpulsen von einem bestimmten Wert des Gesamtstromes an alle Vemile an der Stromführung beteiligt werden und dabei eine Stromaufteilung entsprechend ihren statischen Durchlaßkennlinien erreicht wird. Beim Verlöschen des Stromes in einem Ventil, beispielsweise durch eine dem Gesamtstrom überlagerte Stromschwingung, wird das erloschene Ventil erneut gezündet, ohne daß hierzu weitere Maßnahmen ergriffen werden müssen. Eine Überwachung sämtlicher Ventilströme und eine vorsorgliche Abgabe von Zündimpulsen aus einer Hilfsenergiequelie an alle Ventile ist nicht erforderlich.

Von Bedeutung ist die Bemessung des vorgegebenen Betrags der Stromdifferenz, bei dessen Übersteigen Zündimpulse an das den kleineren Laststrom führende Ventil abgegeben werden sollen. Dieser Betrag der Stromdifferenz wird größer gewählt als der Verschiebungsstrom, der bei größter Spannung-ssteilheit am Ventil durch dessen Anoden-Kathoden-Beschaltung und seine Sperrschichtkapazität auffeten kann. Der vorgegebene Betrag der Stromdifferenz '.vird jedoch kleiner gewählt als der Nennstrom eines einzelnen Ventils. Bei einer derartigen Bemessung des vorgegebenen Betrags der Stromdifferenz ist sowohl ein unzulässiges Einschalten bei Stoßspannungsbeanspruchung, als aurh eine Überlastung eines Ventils durch zu große Ströme vermieden.

Erfindungsgemäße Nachzündeinrichtungen können in der Weise eingesetzt werden, daß die Steuerstrecken sämtlicher Ventile der parallelgeschalteten Ventilzweige über Entkopplungsdioden, z. B. 52, 53, mit der Zündsteuereinrichtung Xd in Wirkverbindung stehen und über weitere Entkopplungsdioden mit Nachzündeinrichtungen verbunden sind. Die Nachzündeinrichtungan dienen dabei zur Sicherung einer gleichmäßigen Stromaufteilung auf die Ventile.

Erfindungsgemäße Nachzündeinrichtungen können aber auch in der Weise eingesetzt werden, daß die Steuerstrecken jeweils eines von zwei benachbarten Ventilen mit der Zündsteuereinrichtung in Wirkverbindung uehen unJ daß die Steuerstrecken wenigstens der anderen Ventile mit Nachzündeinrichtungen verbunden sind. Hierbei wird nur jeweils eines von zwei benachbarten Ventile von der eigentlichen Zündcteuereinrichtung gezündet Es entsteht daher zunächst nur in diesem Ventil ein Stromfluß. Die auftretende Stromdifferenz zwischen den parallelgeschalteten Ventilen wird erfaßt und löst über die Nachzündeinrichtung Zündimpulse für das andere Ventil aus, dessen Steuerstrecke nicht mit der Zündsteuereinrichtung in Wirkverbindung steht und daher auch nicht gezündet wurde. Dieses Ventil wird nachgezündet.

HiiT7ii 1 Blatt 7eirhniinerpn

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Zündung steuerbarer elektrischer Ventile, insbesondere Thyristoren, in parallelgeschalteten Ventilzweigen, bei denen in jedem Ventilzweig wenigstens zwei Ventile in Reihe geschaltet sind und bei denen benachbarte Ventile über Querleitungen miteinander verbunden sird, wobei die Steuerstrecke wenigstens eines von zwei benachbarten Ventilen mit einer Zündsteuereinrichtung zur Erzeugung von Zündimpulsen, insbesondere Kurzimpuisen, verbunden ist und bei der für jeweils zwei benachbarte Ventile eine Nachzündeinrichtung mit einer Gleichrichter-Brückenschaltung vorgesehen ist, deren Wechselspannungseingänge an die Sekundärwicklung eines Stromwandler^ angeschlossen sind, dessen Primärwicklung in die Querleitung eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselspannungseingänge der Gleiehrichier-Brückenschaltung (37 bis 40) über Entkopplungsdioden (49, 50) jeweils mit einer der Steuerelektroden eines der einander benachbarten Ventile (n7i, π 81) verbünde nd und daß zwischen den Gleichspannungsadsgängen der Gleichrichter-Brückenschaltung (37 bis 40) die Reihenschaltung einer Zenerdiode (41) und eines ohmschen Widerstandes (45) liegt, deren Verbindungspunkt über die Emitier-Kollektor-Strecke eines ersten Transistors (47) mit der Kathode eines (n7i) der beiden zugeordneten Ventile (Wl, π 81) verbunden ist, daß die Basis des ersten Transistors (47) mit dem Kollektor eines zweiten Transistors (42) verb.nden ist, dessen Basis über eine Schwellenwertdiode (44) mit dem Verbindungspunkt yon Zenerdiode (4i) und ohni£ hen Widerstand (45} ii verbunden ist and dessen Tmitier einerseits über einen ersten weiteren ohmschen Widerstand (43) mit der Basis und andrerseits über einen zweiten weiteren ohmschen Widerstand (48) mit der üem Verbindungspunkt abgewandten Klemme des ohmsehen Widerstandes (45) verbunden ist.

2. Schaltjngsanordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß als Stromwandler Durchsteckwandler vorgesehen sind, die einen mit einer Sekundärwicklung versehenen Eisenkern enthalten, der auf eine die Primärwicklung bildende Stromschiene aufgesteckt ist

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch l.dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstrecken sämtlicher Ventile der parallel geschalteten Ventilzweige über weitere Entkopplungsdioden (z. B. 52, 53) mit der Zündsteuereinrichtung {id) in Wirkverbindung stehen.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstrecken jeweils eines von zwei benachbarten Ventilen mit der Zündeinrichtung in Wirkverbindung stehen und daß die Steuerstrecken wenigstens der anderen Ventile mit Nachzündeinrichtungen verbunden sind.

60