DE2613896A1

DE2613896A1 - Durchfluss-gleichstromumrichter mit momentwertstrombegrenzung

Info

Publication number: DE2613896A1
Application number: DE19762613896
Authority: DE
Inventors: Brakus Dipl Ing Bogdan; Helmut Dipl Ing Kienberger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-03-31
Filing date: 1976-03-31
Publication date: 1977-10-13
Also published as: DE2613896C3; IT1076288B; CH614322A5; DE2613896B2

Description

Durchfluß-Gleichstromumrichter mit Momentanwertstrombegrenzur,g
Die Erfindung bezieht sich auf einen Durchfluß-Gleichstromumrichter mit Impulsbreitensteuerung und Momentanwertstrombegrenzung durch Auswertung der Transistorstromimpulse.
Eine derartige Schaltung ist bekannt (Siemens-ZeitschriSt 45 (1971) Beiheft "Nachrichten-Ubertragungstechnik" Seite 164, Bild 3).
Um die Schalttransistoren in Gleichstromumrichtern besonders bei Belastung bis an die Grenzwerte gegen Überlastung wirksam zu schützen, ist eine verzögerungsfreie Momentanwertstrombegrenzung erforderlich. Das Kriterium für eine derartige Strombegrenzung wird durch einen Vergleich der Transistorstromimpulse mit einem Schwellenwert gewonnen und durch Beeinflussung der Impulsbreitensteuerung des Schalttransistors im Gleichstromumrichter durch Verringerung der Steuerimpulse zu seiner vorzeitigen oder nahezu vollständigen Sperrung benutzt. Bedingt durch den endlichen Wert der Speicherinduktivität im Ausgangskreis von Gleichstromumrichtern ist der Transistorstromimpuls nicht rechteckförmig sondern mit einer Dachschräge versehen. Diese ermöglicht eine stetige Verkleinerung der Stromimpulsdauer beginnend vom Einsatzpunkt der Strombegrenzung bis zum Kurzschlußfall. Dieses Prinzip hat einen für manche Anwendungen störenden Nachteil. Die Transistorstromimpulse können alternierend kurze oder lange Impulsdauern aufweisen. Dadurch entstehen Bruchteile der über der Hörgrenze liegenden Taktfrequenz. Die Nachteile sind störendes Pfeifen und größere Welligkeit.
Arbeiten mehrere Gleichstromumrichter ohne Stromsymmetrierregelung im Parallelbetrieb, dann sind diese Nachteile besonders störend, da der Strombegrenzungseinsatz hier als regulärer Betriebsfall auftritt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Momentanwertstrombegrenzung anzugeben, bei der der Einfluß der Dach-Lt hräge der Transistorstromimpulse auf die Stromimpulsdauer weitgehend behoben ist.
Bei einem Durchfluß-Gleichstromumrichter der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Erzeugung eines Kriteriums für die Momentanwertstrombegrenzung durch Vergleich einer von den Transistorstromimpulsen abgeleiteten Meßspannung mit einer periodischen Sägezahnspannung konstanter Flankensteilheit erfolgt. Dabei ist die Flankensteilheit größer bemessen als die Steilheit der Dachschräge der Transistorstromimpulse. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Amplitude der Sägezahnspannung etwa um den Faktor 2 größer als die Amplitude der Dachschräge der Transistorstromimpulse.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Figuren 1 und 2 näher erläutert.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Eintakt-Durchflußumrichters im Prinzip dargestellt.
Fig. 2 zeigt Impulsverläufe des Durchflußumrichters ohne und mit Benutzung einer Sägezahnspannung.
Der Leistungsteil des Eintakt-Durchflußumrichters (Fig. 1) ist in bekannter Ausführung dargestellt. Eine Eingangsspannung Ue wird mittels eines gesteuerten Stelltransistors Tr auf einen Übertrager U geschaltet, der sekundärseitig über eine Gleichrichterdiode Di, eine Freilaufdiode D2 und ein LC-Siebglied LC eine geregelte Ausgangsspannung Ua liefert. Der Stelltransistor Tr wird in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung Ua über einen Regelverstärker mit Regelumsetzer Rg und einer Ansteuerschaltung St gesteuert.
Zur Erzielung einer Momentanwertstrombegrenzung ist im Längszweig des Eintakt-Durchflußumrichters zwischen einer Eingangsklemme und dem Emitter des Stelltransistors Tr ein Strommeßwiderstand RM vorgesehen, dessen Spannungsabfall Uist nach Vergleich mit einer Sägezahnspannung USZ in einem Komparator K ein Abschaltkriterium liefert, das den Stelltransistor Tr über die Ansteuerschaltung St steuert. Im Eingangskreis des Komparators sind der Meßwiderstand RM und ein Sägezahngenerator Gs mit einer weiteren Spannungsquelle in Reihe geschaltet, deren Spannung Usoll eine dem Spannungsabfall Uist entgegengesetzte Polung aufweist.
In Fig. 2 sind die Stromimpulse ii des Stelltransistors Tr sowie die Spannungen am Ein- und Ausgang des Komparators K wiedergegeben. Die Darstellung a zeigt die Steuerimpulsfolge UStr bei fehlender Sägezahnspannung. In der Darstellung b ist die Wirkung der Sägezahnspannung als zusätzlich eingeführtes Abschaltkriterium ersichtlich.
Jeweils in den Schnittpunkten der Differenzspannung Usoll und Uist mit der Sägezahnspannung USZ wird durch den Komparator K ein Abschaltimpuls ausgelöst. Diese Impulse UStr erscheinen in konstanter Periode und bewirken Transistorstromimpulse il mit konstanter Breite. Störendes Pfeifen und größere Welligkeit können nicht mehr auftreten.
2 Patentansprüche 2 Figuren L e e r s e i t e

Claims

Patentansrüche 1. Durchfluß-Gleichstromumrichter mit Impulsbreitensteuerung und Momentanwertstrombegrenzung durch Auswertung der Transistorstromimpulse, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Erzeugung eines Kriteriums fur die Momentanwertstrombegrenzung durch Vergleich einer von den Transistorstromimpulsen abgeleiteten Meßspannung mit einer periodischen Sägezahnspannung konstanter Flankensteilheit erfolgt.
2. Durchfluß-Gleichstromumrichter nach Anspruch 1, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Amplitude der Sägezahnspannung etwa um den Faktor 2 größer ist als die Amplitude der Dachschräge der Transistorstromimpulse.