DE2620359A1 - Gleichstromspannungsregler mit einer konstanten eingangsspannungsquelle - Google Patents
Gleichstromspannungsregler mit einer konstanten eingangsspannungsquelleInfo
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Description
4-. Mai 1976 - G/hie
Brush Electrical Machines Limited Loughborough, Leicestershire, England
Gleichstromspannungsregler mit einer konstanten Eingangsspannungsquelle
Die Erfindung betrifft einen Gleichstromspannungsregler mit einer konstanten Eingangsspannungsquelle, der eine
veränderliche Ausgangsspannung liefert, um in einer Last
einen gerichteten Strom zu erzeugen. Die Erfindung betrifft insbesondere einen Regler mit Thyristoren, um die gewünschte
Regelung zu erzielen.
Wegen der Eigenschaften des Thyristors ist es erforderlich^
eine Zwangs- oder Impuls-Kommutierung in einem Regler mit Thyristoren anzuwenden. Dies bedeutet, daß
der Laststrom vorübergehend von einer anderen Quelle, die immer eine Kapazität ist, geliefert werden muß, wäh-
JNSPECTED
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2 6 2 U 3 b 9
rend ein den Hauptstrom führender Thyristor seine Spannungs-Sperrfähigkeit
zurückgewinnt. Die Zeit, in der dies bewirkt wird, ist als Ausschaltzeit des Thyristors bekannt
und während dieser Periode muß der Thyristor auf einer Sperrspannung gehalten werden. Handelt es sich um
eine induktive Last, wie es gewöhnlich der Fall ist, so muß dafür gesorgt werden, daß der Laststrom zirkuliert,
wenn der kommutierende Kondensator sich entladen hat, wobei dieAusgangsspannung des Reglers Null ist.
Es gibt viele bekannte Schaltungen, die diese !Funktion
erfüllen und im allgemeinen als Gleichstrom-Unterbrecher-Schaltungen bekannt sind. Die meisten Gleichstromunterbrechers
chaltungen nehmen Schaden durch eine oder mehrere Bedingungen hoher Beanspruchung, beispielsweise zu große
Änderungsgeschwindigkeit der Spannung oder des Stromes
oder großer Resonanzströme, die auf Thyristoren oder andere Halbleiter in der Schaltung einwirken. Die Einführung
zusätzlicher Bauelemente zur Verringerung dieser hohen Beanspruchungen führt gewöhnlich zu zusätzlicher
Kompliziertheit sowie zu größerem Gewicht und zu größeren Abmaßen. Weiterhin sind die bekanntesten Gleichstromunterbrecherschaltungen
nicht in der Lage, niedrigen Ausgangsspannungen und niedrigen Ausgangsleistungen zu entsprechen.
Der allgemeine Grund dafür besteht darin, daß die Energie des kommutierenden Kondensators einmal bei jedem
Betriebsimpuls in den Laststromkreis entladen wird. Da zur Erzielung einer hohen Zugkraft im Stillstand nur relativ
wenig Leistung erforderlich ist, wenn ein Hauptstromantriebsmotor die Last einer Gleichstromunterbrecherschaltung
bildet, ist die entladene Kommutatorenergie zu
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hoch. Dies führt zu einer unannehmbaren Regelung beim Stillstand oder wenn nur die Feldwicklung des Motors die
Last bildet, beispielsweise wenn der Motor unter Regenerativbedingungen arbeitet.
Die Erfindung zielt darauf ab, einen Regler mit einer Schaltung vom Gleichstromunterbrechertyp zu schaffen
und weiterhin eine Betriebsart dieses Reglers zu schaffen, bei der die vorgenannten Nachteile vermieden oder herabgesetzt
werden.
Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Regelung eines Gleichstrom-Spannungsreglers, der von einer im wesentlichen
konstanten Eingangsspannungsquelle eine veränderliche Ausgangsspannung liefert, welche einer Last zugeführt wird,
durch die ein gerichteter Stromfluß gefordert ist, geschaffen, bei der ein erster Triggerimpuls Schaltmitteln
zugeführt wird, die einen Stromfluß in nur einer Richtung in einem ersten Resonanzkreis, der auch einen Kondensator
enthält, gestatten, wobei der erste Resonanzkreis so beschaffen ist, daß er den Kondensator auf einen Spannungspegel bringt, der erforderlich ist, um die Kommutierung
eines Hauptschalters, der die Ausgangsspannung mit der Last verbindet und durch den der Stromfluß in nur einer
Richtung zulässig ist, bewirkt. Veiter wird erkannt, ob der Hauptschalter leitet, und wenn dies der JFaIl ist, wird
ein zweiter Triggerimpuls Trennschaltmitteln zwischen dem Kondensator und der Last zu einer Zeit t ='"Tlö nach
Zuführung des ersten Triggerimpulses zugeführt, wobei L
die Induktivität des ersten Resonanzkreises und G die Kapazität des Kondensators ist. Leitet der Hauptschalter
nicht, so wird der zweite Triggerimpuls zu einer gewählten
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Zeit nach. Zuführung des ersten Trigger impuls es zugeführt,
wobei diese gewählte Zeit ebenfalls im Zeitpunkt t = H oder danach liegt, Jedoch vor der Zuführung des nächstfolgenden
ersten Triggerimpulses, der den Schaltmitteln im ersten Resonanzkreis zugeführt wird. Veiter ist ein
zweiter Resonanzkreis mit einem Kondensator, der beiden Resonanzkreisen gemeinsam ist, vorgesehen, sowie eine in
einer Richtung leitende Einrichtung in Reihe mit dem Kondensator, die einen Stromfluß durch den Kondensator in
der entgegengesetzten Richtung zu der, die durch den Hauptschalter gestattet wird, zuläßt, wodurch der Spannungspegel
des Kondensators rückgesetzt und in der Polarität umgekehrt wird, wenn nicht bzw. bis der zweite
Triggerimpuls zugeführt worden ist.
Das vorgenannte Verfahren kann durch Zuführung eines dritten Triggerimpulses zu den genannten Hauptschaltmitteln
modifiziert werden, wobei der dritte Triggerimpuls vorher oder zur gleichen Zeit wie der zweite Triggerimpuls
den genannten Trennschaltmitteln zugeführt wird, vorausgesetzt, daß der zweite Triggerimpuls nicht später als
zur Zeit t ='fiTlC nach dem ersten Triggerimpuls den
Hauptschaltmitteln in dem genannten ersten Resonanzkreis zugeführt worden ist.
Die Erfindung schafft weiterhin einen Gleichstrom-Spannungsregler für eine Last, durch die ein gerichteter Strom
gefordert ist und der in der Lage ist, von einer im wesentlichen konstanten Eingangsspannungsquelle eine Ausgangsspannung
zu liefern, die in geregelter Weise zwischen NuIl und einem Vert, der sich der Eingangsspannung annähert,
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veränderlich ist. Der Segler enthält erste gerichtete Schaltmittel, die in Reihe mit einem Paar von Ausgangsklemmen
liegen, mit denen die Last verbunden wird, und mit einem Paar von Eingangsklemmen, denen die Eingangsspannung zugeführt wird, wobei die ersten gerichteten
Schaltmittel dem Laststrom gestatten, nur in der geforderten Richtung zu fließen. Veiter vorgesehen ist ein
Kondensator und zweite gerichtete Schaltmittel in Reihenschaltung miteinander parallel zu den ersten gerichteten
Schaltmitteln, wobei durch die zweiten gerichteten Schaltmittel ebenfalls ein gerichteter Laststrom nur in einer
Richtung alternativ zu den ersten gerichteten Schaltmitteln fließen kann und die den zweiten gerichteten Schaltmitteln
abgewandte Seite des Kondensators mit der gleichen Eingangsklemme verbunden ist, wie die ersten gerichteten
Schaltmittel. Ferner ist ein Paar von induktiven Wegen vorgesehen, von denen jeder zu dem Kondensator parallel
liegt und alternativ mit dem Kondensator zusammen arbeitet, um derart alternative Resonanzkreise zu bilden,
wobei eine der induktiven Strecken aus einer Reihenschaltung einer dritten gerichteten Schalteinrichtung und einer
ersten Spule besteht. Diese dritte gerichtete Schalteinrichtung ist so beschaffen, daß Gleichstrom durch eine
Reihenschaltung aus der Eingangsspannungsquelle, den
dritten gerichteten Schaltmitteln, der ersten Spule, den zweiten gerichteten Schaltmitteln und der Last fließen
kann. Die andere der induktiven Strecken enthält in Reihenschaltung eine erste gerichtet leitende Einrichtung
und eine zweite Spule, wobei die erste gerichtet leitende Einrichtung so beschaffen ist, daß Gleichstrom durch eine
Reihenschaltung aus dem genannten dritten gerichteten Schaltmitteln, der ersten Spule, der zweiten Spule und
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der ersten gerichtet leitenden Schalteinrichtung fließen
kann, wobei der Regler außerdem eine zweite gerichtet leitende Einrichtung enthält, die zu den Ausgangsklemmen
parallel geschaltet ist, derart, daß sie den Laststrom führen kann, wenn weder die ersten noch die zweiten gerichteten
Schaltmittel leiten.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Reglers ist
jedes der ersten, zweiten und dritten gerichteten Schaltmittel ein Thyristor und jede der genannten ersten und
zweiten gerichtet leitenden Einrichtungen eine Diode, obgleich die genannte erste gerichtet leitende Einrichtung
stattdessen ein Thyristor sein kann.
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform des
Gleichstrom-Spannungsreglers und sein Betriebsverfahren in Form eines Beispiels unter Bezug auf die Zeichnungen
beschrieben.
Fig. 1 zeigt das Schaltbild und die
Fig. 2 bzw. 3 zeigen niedrige Ausgangsspannungen
und Leistungen und hohe Ausgangsspannungen und Leistungen bei zwei
alternativen Betriebsarten des Reglers.
Gemäß Fig. 1 weist der Regler ein Paar Eingangsleitungen
1,2 auf, über die eine im wesentlichen konstante Eingangs-Gleichspannung E zugeführt wird. Die Leitung 1 wird auf
Nullpotential gehalten und die Leitung 2 liegt auf dem
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Potential E während des Betriebs des Reglers. Die Leitung 2 wird über einen Hauptthyristor T~ (das vorgenannte erste
oder Hauptschaltmittel) mit einer Ausgangsklemme 4 verbunden,
die die eine Klemme eines Ausgangsklemmenpaares 3j 4-darstellt,
mit dem die Last verbunden wird. Die andere Klemme 3 ist direkt mit der Nullpotentialleitung 1 verbunden.
Die Last, die beispielsweise ein Hauptstromantriebsmotor sein kann, ist durch eine Feldwicklung mit einer
Induktivität L und einem Läufer mit der EMK E angedeutet.
Der Läufer führt einen gerichteten Strom, der durch den Pfeil I angedeutet ist. Die Polarität des Thyristors
To is* so» daß der Thyristor im leitenden Zustand nur
den gerichteten Laststrom führt.
Parallel zu dem Thyristor T~ liegt eine Kapazität 0
in Reihe mit einem Thyristor T (die vorgenannten Trennschaltmittel).
Die dem Thyristor T abgewandte Seite des Kondensators C ist mit der die Gleichspannung zuführenden
Leitung 2 verbunden und die Polarität des Transistors T ist so, daß er in die Lage versetzt wird, vorübergehend
gerichteten Last
nichtleitend ist.
nichtleitend ist.
Leitung 2 verbunden und die Polarität des Transistors T
den gerichteten Laststrom I zu führen, wenn der Thyristor
Parallel zu dem Kondensator G können zwei Anordnungen von Bauelementen geschaltet werden. Der erste Satz enthält
eine in Reihe geschaltete Kombination aus einem Thyristor T^, (die vorgenannten Schaltmittel in dem ersten
Resonanzkreis oder die vorgenannten dritten Schaltmittel) und eine Spule L und der aweite Satz enthält eine in
Reihe geschaltete Kombination aus einer Diode Du (die vorgenannte erste gerichtet leitende Einrichtung) und
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eine Spule L^. Leite*, der Thyristor T,,, so arbeitet
der Thyristor T. und die Spule L zusammen mit dem Kondensator
C, um einen ersten alternativen Eesonanzkreis
zu bilden, der die Form der positiv ansteigenden Spannung am Punkt A in Fig. 1 bestimmt. A ist der Verbindungspunkt
zwischen dem ersten Resonanzkreis und dem Thyristor T . Me Diode Du und die Spule Ld bilden zusammen mit dem
Kondensator C einen zweiten alternativen Resonanzkreis, der die Form der der abnehmenden Spannung am Punkt A
in Fig. 1 bestimmt. Die Polarität der Diode Dß ist
derart, daß Gleichstrom durch die erste Reihenschaltung aus dem dritten Thyristor T^, der ersten Spule L, der
zweiten Spule L„ und der ersten Diode Dv, fließen kann.
Der Kondensator C ist beiden Resonanzkreisen gemeinsam, der in Bezug auf die entsprechenden Resonanzkreise durch
den Kondensator fließende Strom hat entgegengesetzte Richtungen.
Die ansteigenden und abnehmenden Spannungen am Punkt A sind durch die gestrichelte Linie in Fig. 2, wie nachfolgend
beschrieben, dargestellt.
Der Regler enthält die vorgenannte zweite Diode D™,
die zwischen dem Verbindungspunkt der Thyristoren T2
und T und der Nullpotentialleitung 1 geschaltet ist, d. h. parallel zu den Ausgangsklemmen 3 und 4-, Die Polarität
der Diode D^, ist derart, daß sie den gerichteten
Strom Im führen kann. Der Zweck der Diode Dj, besteht
darin, zu verhüten, daß das Potential an der Ausgangsklemme 4- in den negativen Bereich geht, so daß bei der
Tendenz, daß das Potential an der Ausgangsklemme 4- in den negativen Bereich geht, jeder verbleibende Laststrom
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über die Diode Dp und die Lastschaltung fließt. Die
Diode D-c kann daher als "Schwungrad"-Diode bezeichnet
j;
werden.
Obwohl in i?ig. 1 nicht dargestellt, können zusätzliche
Spulen mit geringer Induktivität in Reihe mit und unmittelbar in Verbindung mit einer oder einer Kombination
von mehreren als eine oder allen Halbleitereinrichtungen und Dg1 geschaltet werden. Diese zusätzlichen
Spulen können Luftspulen sein oder einen gesättigten Eisenkern haben und dienen zur Begrenzung der Änderungsgeschwindigkeit des Anfangsstroms in den entsprechenden
Halbleitereinrichtungen. Der Bedarf für diese zusätzlichen Spulen hängt von den Betriebsbedingungen ab, wie zum Beispiel
der Spannung und den Möglichkeiten der Halbleitereinrichtungen.
Die beschriebene Schaltung hat mehrere Vorteile gegenüber bekannten Unterbrecherschaltungen und ihren Betriebsarten.
Diese Vorteile sind:
1. Die Kommutierungsenergie braucht nicht in die Last
entladen zu werden mit dem Ergebnis, daß, wenn die Last ein Antriebsmotor ist, eine gute Regelung der Zugkraft
bei der Geschwindigkeit Null erzielt wird.
2. Die Resonanzströme In den Eommutatorschaltungen können kleiner als die maximalen Lastströme gehalten
werden. (Bei den meisten bekannten G-leichstromunterbrecherschaltungen,
die eine Resonanzkommutierung ver-
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wenden, sind die Resonanzströme mehrfach, größer als die
Spitzenlastströme). Dies führt zu geringeren Anforderungen, Gewichten und Abmaßen für die gewickelten Bauelemente
in der Kommutierungsschaltung.
3. Die Beanspruchungsbedingung -^ wird durch die
Schaltanordnung unter enger Kontrolle gehalten.
Die beiden erstgenannten Torteile ergeben sich als Resultat
des gewählten Betriebsmodus. Die erste Betriebsart ist unter Bezug auf Fig. 2 beschrieben und ergibt
eine niedrige Ausgangsspannung und Leistung, wahrend dieser
Betriebsart wird der Hauptthyristor T2 nicht getriggert
und es wird daher eine Spannung am Punkt A und somit eine Ausgangsspannung an den Klemmen J, 4 nur dann erzeugt,
wenn der !Thyristor Ts gezündet wird. Thyristor
OL erhält einen ersten Triggerimpuls in regelmäßigen
Abständen T . Die Zuführung eines Triggerimpulses zu Thyristor T^ führt zu einer gedämpften Schwingung des
Resonanzkreises, der aus dem Kondensator T, der Thyristor Ty, und der Spule L gebildet wird. Die Spannung am Punkt
A in Fig. 1, der auf der Anodenseite des Thyristors T liegt, steigt daher an, wie durch die gestrichelte Linie
in Fig. 2 dargestellt, und zwar als eine ( 1 - cos ¥Q t }
Funktion, bis sie etwa den doppelten Wert der Gleichspannung erreicht hat.
Die Resonanzfrequenz dieser Schwingung ist V =|lC,
wobei L die Induktivität der Spule L und C die Kapa-
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zität des Kondensators C ist. Zu der Zeit, in der die Spannung an A ihren Maximalwert erreicht hat, das ist
zum Zeitpunkt t* -TifliG nach der Zuführung des ersten
Triggerimpulses zur Zeit t , ist der Strom im Thyristor T^, auf Null zurückgegangen und der Thyristor T. schaltet
ab. Der Kondensator G schwingt jedoch weiter über den alternativen Resonanzkreis, der aus dem Kondensator G,
der Diode D^ und der Spule L^ gebildet wird. Daher fällt
die Spannung am Punkt A geregelt von näherungsweise 2E auf nahezu Hull Volt, wie durch die weitergeführte gestrichelte
Kurve in Fig. 2 dargestellt wird. Es soll bemerkt werden, daß die Dauer der Halbperiodenzeiten
17/"Tq und■fi'^'kR^ wesentlich sind. Dies führt zu niedrigeren
Resonanzströmen und somit zu herabgesetzten Grenzwerten
der Bauelemente. Die Wiederholungszeit T des ersten Triggerimpulses, der dem Thyristor T. zugeführt
wird, muß jedoch mindestens so groß sein wie die Summe der beiden Halbperiodenzeiten, d. h. T p^
Es ist zu jeder Zeit während der abklingenden Periode,
d.h. nach der Zeit t^. = TTy-LG nach der Zuführung eines
ersten Triggerimpulses zu dem Thyristor T^ zur Zeit tQ
zulässig, einen zweiten Triggerimpuls dem Thyristor T zuzuführen und so die verbliebene gespeicherte Energie
in dem Kondensator G in den Lastkreis zu entladen, vorausgesetzt, der Thyristor T2 leitet nicht. lig. 2 zeigt bei
V. die Ausgangsspannung, wenn der Thyristor T verzögert
in Bezug auf die Triggerung des Thyristors T„, getriggert
wird, während der Laststrom I fließt. Die Ausgangsspannung und die Ausgangsleistung kann durch Vorverlegen <leß
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Sriggerpunktes des Thyristors T zum Punkt ty, in
Pig', 2 hin vergrößert werden. Die Triggerung des
Thyristors T darf jedoch niemals vor dem Punkt ty,
erfolgen, d.h., zu einer Zeit, die kleiner ist als t = !:/ LG nach der Triggerung des Thyristors T. zum
Zsitpunkt t . Zur Zeit ty, ist die in der Last absor-
o 2 ι
ciarts Energie 2GE multipliziert mit der Folgefrequenz des Trigger impulses, der dem Thyristor Ty, zugeführt wird. Dies ist die maximale Leistung, die geliefert werden kann, ohne den Hauptthyristor T^ zu zünden, wie unter Bezug auf Fig. 3 beschrieben ist. Ist der Thyristor T~ zum Zeitpunkt tx| = ^frXiG nach der Zeit tQ leitend, so kann der sweite Triggerimpuls nur dem Thyristor T zu dem Zeit- ~r.mkt t^j = fffLG nach Zuführung des ersten Triggerim- . pulses im Zeitpunkt t zugeführt werden. Vird daher die näi-zisale kapazitive Energie der Last zugeführt, d. h.
ciarts Energie 2GE multipliziert mit der Folgefrequenz des Trigger impulses, der dem Thyristor Ty, zugeführt wird. Dies ist die maximale Leistung, die geliefert werden kann, ohne den Hauptthyristor T^ zu zünden, wie unter Bezug auf Fig. 3 beschrieben ist. Ist der Thyristor T~ zum Zeitpunkt tx| = ^frXiG nach der Zeit tQ leitend, so kann der sweite Triggerimpuls nur dem Thyristor T zu dem Zeit- ~r.mkt t^j = fffLG nach Zuführung des ersten Triggerim- . pulses im Zeitpunkt t zugeführt werden. Vird daher die näi-zisale kapazitive Energie der Last zugeführt, d. h.
ist der Thyristor T zum Zeitpunkt TifCQ nach dem
■Xyj getriggert, so kann die Spannung, die am
—oiidensator Q ansteht, wenn der Thyristor T getriggert
is"'j, zur Kommutierung jedes zusätzlichen Thyristors verwendet
werden, wie zum Beispiel Thyristor T2 in Fig. 1, .ier ebenfalls von der positiven Zuführungsleitung 2 zu
de:? mit den Klemmen 3 und 4- verbundenen Last leitet.
Sie folgenden Merkmale sind zu beachten:
a). Der Thyristor T. schaltet in eine Induktivität
L, die den Strom Hull führt und somit wird dt durch
den Thyristor T-1 strickt kontrolliert.
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b) Die Änderungsgeschwindigkeit der Vorwärtsspannung,
die dem Thyristor T3 am Punkt A zugeführt wird, wird dureii
die Schwingung des Kreises LG kontrolliert*
c) Die Änderungsgeschwindigkeit der Vorwärtsspannung,
die dem Thyristor T^, zugeführt wird, wird durch die
Entladungsgeschwindigkeit des Kondensators C über den
Laststrom I , d. h., dv _ m kontrolliert. m dt " Ü~
d) Die Summe der Halbperiodenschwingungszeiten ΤΓ~Υ~ΠΓund ^Yl^o darf nicht größer sein als die
Wiederholungszeit T (T = 7 » worin f die Folgefre-
r
quenz ist;.
quenz ist;.
e) Die in den Lastkreis gelieferte Energie kann von
im wesentlichen Null bis zu 2CE χ f verändert werden,
wenn der Triggerpunkt des Thyristors T von
51 ' LC + LpC nach der Triggerung des Thyristors
T^] bis Ί FLC nach der Triggerung des Thyristors T^
variiert wird.
f) Es ist nicht erforderlich, daß der Strom in den Resonanzkrei-sen größer ist als die Spitzenlastströme«
ρ
Sind größere Leistungen als 2CE f erforderlich, so wird der Hauptthyristor Tp durch einen dritten Triggerimpuls getriggert, um dem.LastStromkreis Gleichspannung zuzuführen» Dies ist die zweite Betriebsart des Reglers
Sind größere Leistungen als 2CE f erforderlich, so wird der Hauptthyristor Tp durch einen dritten Triggerimpuls getriggert, um dem.LastStromkreis Gleichspannung zuzuführen» Dies ist die zweite Betriebsart des Reglers
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und durch Fig. 3 erläutert. Vorausgesetzt, Thyristor T ist nicht später als zur Zeit t,, = ?7"]/τυ nach der
Triggerung des Thyristors T^ getriggert, so kann der
Thyristor T~ getriggert werden. Dieser Forderung kann
durch eine geeignete logische Triggerschaltung entsprochen werden. In der Betriebsart gemäß 3?ig. 3 wird der
Thyristor T^ um die Zeit -i^Y^EG gezündet, bevor die
Kommutierung des Thyristors T2 gefordert wird, und zu
dieser Zeit der Thyristor T getriggert wird, um die Kommutierung zu bewirken. Da der Thyristor T zu einer
Zeit t = M V LC später als Thyristor T^, gezündelt
wird, werden Resonanzstrom und die Zeit, die der kommutierende Kondensator benötigt, um die Polarität zu wechseln,
durch die Lastbedingu^ngen nicht beeinflußt. Die
resultierende Aus gangs spannung und die Ausgangsleistung, die durch diese Betriebsart erzielt werden, sind in
lig. 3 dargestellt.
Es kann jede geeignete logische Schaltung verwendet werden, um die erforderlichen logischen Triggerfunktionen
für die Thyristoren in jeder Betriebsart durch geeignete Triggerimpulse zu erzielen.
Wenn auch in der beschriebenen Schaltung gemäß Fig. 1 die erste gerichtet leitende Einrichtung eine Diode
ist, so kann diese auch ein Thyristor sein.
Alternativ kann jeder der Thyristoren T^, T5, T ,
eine andere, gerichtet wirkende Schalteinrichtung, wie zum Beispiel ein Transistor, sein. In ähnlicher
v/eise kann die Diode Dp durch einen Transistor ersetzt
werden«
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Claims (6)
- - 15 -PatentansprücheVerfahren zur Regelung eines Gleichstrom-Spannungsreglers, der von einer im wesentlichen konstanten EingangsSpannungsquelle eine veränderliche Ausgangsspannung liefern kann, um diese einer Last, durch die ein gerichteter Stromfluß erforderlich ist, zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Triggerimpuls Schaltmitteln zugeführt wird, die in einem ersten Resonanzkreis, der auch einen Kondensator enthält, einen Stromfluß in nur einer Richtung gestattet, wobei der erste Resonanzkreis so beschaffen ist, daß er den Kondensator auf einen Spannungspegel bringt, der erforderlich ist, um die Kommutierung eines Hauptschaltmittels, das die Ausgangsspannung mit der Last verbindet und durch das der Stromfluß in nur einer Richtung zulässig ist, zu bewirken, daß weiter erkannt wird, ob das Hauptschaltmittel leitet und, wenn dies der Fall ist, einen zweiten iDriggerimpuls Trennschaltmitteln zwischen dem Kondensator und der Last zu einer Zeit t = 7T T~LG nach Zuführung des ersten Triggerimpulses zuzuführen, wobei L die Induktivität des ersten Resonanzkreises und C die Kapazität des Kondensators ist, und wenn das Hauptschaltmittel nicht leitet, den zweiten Triggerimpuls zu einer gewählten Zeit nach Zuführung des ersten Triggerimpulses zuzuführen, wobei diese gewählte Zeit ebenfalls der Zeitpunkt t =ΤΓΤΐο*.oder danach ist, jedoch vor Zuführung des nächstfolgenden ersten Triggerimpulses, der den Schaltmitteln im ersten Resonanzkreis zugeführt6Q984 7/Ü369wird, liegt, das ferner ein zweiter Resonanzkreis mit einen Kondensator, der "beiden !Resonanzkreisen gemeinsam ist, vorgesehen ist, sowie eine richtleitende Einrichtung in Reihe mit dem Kondensator, die einen Stromfluß durch den Kondensator in entgegengesetzter Richtung zu der, die durch das Hauptschaltmittel gestattet ist, zuläßt, wodurch der Spannungspegel des Kondensators zurückgenommen und in der Polarität umgekehrt wird, wenn nicht oder bis der zweite Triggerimpuls zugeführt worden ist.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den genannten Hauptschaltmitteln ein dritter Iriggeriiapuls zugeführt wird, der vorher oder zur gleichen Zeit wie der zweite Triggerimpuls den genannten Trennschaltmitteln zugeführt wird, vorausgesetzt, daß der zweite Triggerimpuls nicht später als zur Zeit t = 7TT]ZLC nach dem ersten Triggerimpuls den Hauptschaltmitteln in dem genannten ersten Resonanzkreis zugeführt worden ist.
- 3«, Gleichstrom-Spannungsregler, der nach dem Verfahren gemäß den. Ansprüchen 1 oder 2 arbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß der Segler erste richtleitende Schaltmittel (Tp) enthält, die in Reihe mit einem Paar von Ausgangsklemmen (3> 2O geschaltet sind, mit denen die Last (E) zu verbinden ist, sowie ein Paar von Eingangsklemmen (1, 2), denen die Eingangsspannung (E) zugeführt wird, wobei die ersten richtleitenden Sehaltmittel (Tp) den Laststrom gestatten, nur in der geforderten Richtung zu fließen, weiter609847/0389durch einen Kondensator (C) und zweite gerichtete Schaltmittel (T0), die in Reihenschaltung miteinander parallel zu den ersten richtleitenden Schaltmitteln (To) liegen, wobei die zweiten richtleitenden Schaltmittel (T0) ebenfalls nur einen gerichteten Laststrom passieren lassen alternativ zu den ersten richtleitenden Schaltmitteln (Tp) und die den zweiten richtleitenden Schaltmitteln (T0) abgewandte Seite des Kondensators (T) mit der gleichen Eingangskiemme (2) verbunden ist wie die ersten richtleitenden Schaltmittel (To), daß ferner ein Paar von induktiven Strecken vorgesehen ist, von denen jede zu dem Kondensator (O) parallel geschaltet ist und alternativ mit dem Kondensator (C) Resonanzkreise bildet, wobei eine der induktiven Strecken aus einer Reihenschaltung einer dritten richtleitenden Schalteinrichtung (Tx.) und einer ersten Spule (L) besteht und so beschaffen ist, daß Gleichstrom durch eine Reihenschaltung aus der Eingangsspannungsquelle, den dritten richtleitenden Schaltmitteln (T^), der ersten Spule (L), den zweiten richtleitenden Schaltmitteln (T ) und der Last (E■ ) fließen kann, während die andere der induktiven Strecken in Reihenschaltung eine erste richtleitende Einrichtung (Bn) und eine zweite Spule ) enthält, wobei die erste richtleitende Einrichtungso beschaffen ist, daß Gleichstrom durch eine Reihenschaltung aus den genannten dritten richtleitenden Schaltmitteln (T^), der ersten Spule (L), der zweiten Spule (Lr?) und der ersten richtleitenden Einrichtung (Bn) fließen kann, und daß der Regler weiter eine zweite richtleitende Einrichtung (Dj1) enthält, die zu den Ausgangsklemmen (3, 4-) parallel geschaltet ist, derart,60S84 7/0369daS sie den Laststrom führen kann, wenn weder die ersten riehtleitenden Schaltmittel (Tp) noch die zweiten riehtleitenden Schaltmittel (T ) leiten.
- 4. Gleichstrom-Spannungsregler nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß jedes der genannten ersten (T5), zweiten (T ) und dritten (T,,) riehtleitenden Schaltmittel ein Thyristor ist.
- 5· Gleichstrom-Spannungsregler nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß jede der genannten ersten (Bp) und zweiten (D-g.) richtle it enden Einrichtungen eine Diode ist.
- 6. Gleichstrom-Spannungsregler nach Anspruch 4·, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte erste richtleitende Einrichtung ebenfalls ein Thyristor und die genannte zweite richtleitende Einrichtung eine Diode ist.609847/0389
Applications Claiming Priority (1)
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GB19074/75A GB1530597A (en) | 1975-05-07 | 1975-05-07 | Direct current voltage regulator |
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IT (1) | IT1062764B (de) |
ZA (1) | ZA762342B (de) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE2204012A1 (de) * | 1971-01-29 | 1972-08-10 | Alsthom Cgee | 'Thyristorgleichstromschalter zur Erzeugung von Stromimpulsen |
DE2226040A1 (de) * | 1971-08-11 | 1973-02-22 | Lokomotivbau Elektrotech | Schaltungsanordnung fuer einen elektronischen leistungsschalter mit zwangskommutierung |
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- 1975-05-07 GB GB19074/75A patent/GB1530597A/en not_active Expired
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- 1976-04-20 ZA ZA762342A patent/ZA762342B/xx unknown
- 1976-05-06 DE DE19762620359 patent/DE2620359A1/de not_active Ceased
- 1976-05-06 IT IT68106/76A patent/IT1062764B/it active
- 1976-05-07 FR FR7613826A patent/FR2310654A1/fr active Granted
Patent Citations (2)
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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IT1062764B (it) | 1984-12-27 |
FR2310654B3 (de) | 1979-03-16 |
FR2310654A1 (fr) | 1976-12-03 |
GB1530597A (en) | 1978-11-01 |
ZA762342B (en) | 1977-04-27 |
AU1323876A (en) | 1977-10-27 |
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