DE2718604A1 - Steuerschaltung fuer mehrphasige thyristoranordnungen - Google Patents

Description

• Steuerschaltung für mehrphasige $Thyristoranordnungen.
• Die phasengleiche Zündung meFrphasiger Thyristorschaltungen, deren Katoden hohe Potentialunterschiede besitzen, erfordert erhöhten Aufwand.
• wo es möglich ist weicht man diesen Schwierigkeiten aus, indem man die Katoden zu einem Punkt zusammenfaßt ( z.B.
• mehrphasige Gleichrichterschaltungen ), um für die Steuerung einen gemeinsamen Bezugspunkt zu erhalten oder man verwendet Zündtransformatoren zur Potentialtrennung. Bei Drehstromstellern in Sternschaltung mit Triacs schafft man den gemeinsamen Bezugspunkt, indem man den Sternpunkt auftrennt und jede Phase z.B. eines rotors getrennt über den Triac an Mp führt.
• Nachteilig für den zuerst genannten Gleichrichterbetrieb ist, daß der Katodenpunkt variable Spannung und hohe Störspannung gegen Mp und damit Erdpotential führt.
• Die Verwendung von Zündtransformatoren erfortert erhöhten Steueraufwand.
• Die Auftrennung des Sterpunktes bei Wechselspannungsstellern erfodert zusätzliche Installationskosten, belastet den Mittelpunktsleiter und läßt den Anschluß von Verbrauchern in Dreieckschaltung nicht zu.
• Der erfindungsgemäße gedanke erlaubt die Steuerung von Thyristoren mit unterschiedlichem Phasenpotential mit geringem Aufwand, indem er die Prasenspannung zur Gewinnung des Zündimpulses verwendet. Gemeinsamer Bezugspunkt für die Steuerspannung ist der Mittelpunktsleiter.
• Die Steuerschaltung ist anwendbar bei Gleichricbterschaltungen und Wechselstromstellern, sie arbeitet nach folgendem Prinzip: Der in Bild 1 für die Phase R gezeichnete Thyristor 1 erhält über den Diac 2 und den Gleichrichter 3 folgendermaßen seine Zündstannung.
• Der Kondensator 4 wird bei positiver Phasenspannung up gegenüber Mp über den Gleichrichter 5 und der Steuerspannung Ust in der gezeigten Polarität aufgeladen. Bild 2 zeigt den Spannungs-Zeit-Verlauf für die Steuerspannung USt=0.
• Dabei ist der besseren Ubersicht halber die Katode des Thyristors als Bezugspunkt gewählt; in der Ladephase des Kondensators ist Mp negativ gegenüber der Katode.
• Die Zeitkonstante der Yondensatorumladung durch die nachfolgende positive Halbwelle über den Widerstand 6 ist so gewählt, daß bei USt=0 die Zündspannung des Thyristors 1 nicht erreicht wird. Als Zündspannung ist hier die Summenspannung von UZ des Thyristors, der Diac-Zündspannung und der Diodenspannung gezeichnet.
• wird nun die Steuerspannung erhöht, erreicht die Spannungskurve Ux die Zündgerade; der Thyristor zündet.
• Bild 3 zeigt die Momentanwerte der Spannungen für USt= halbe Phasenscheitelspannung. Der Kondensator 4 erreicht nun nicht mehr den Scheitelwert der Phasenspan nung bei seiner Ladung, sondern eine um Ust verminderte Spitzenspannung, dafür wird die Umladespannung USt+ u größer. Die Zündspannung wird erreicht und der Thyristor zündet. Bild 4 zeigt die Spannungsverläfe nochmals für Ust fast Scheitelwert der Phasenspannung.
• Nit dieser Schaltung erreicht man eine Steuerweite von etwa 180° elektrisch. Der Steuerwinkel ist unabhängig von der Art der Belastung des Leistungskreises.
• Steuerwinkel größer 180° lassen sich erreichen durch Einschalten eines Varistors oder eines anderen Elementes mit Zündcharakteristik in Reihe mit dem Gleichrichter 5.
• Durch die gemeinsame Steuerspannung Ust lassen sich beliebigphasige Anordnungen mit gutem Gleichlauf steuern.
• Durch Beeinflussung der Steuerspannung lassen sich beliebige Steuer- und Regelschaltungen aufbauen.
• Soll z.B. die abgegebene Spannung einer Halbleiteranordnung zeitabhängig nach dem Einschalten ansteigen, kann ein über einen Widerstand oder mit konstanten Strom geladener Kondensator die Steuerspannung bereitstellen.
• Ein zu diesem Kondensator paralellgeschalteter Transistor ermöglicht dann leicht die Steuerung oder Begrenzung der Steuerspannung und damit; der abgegebenen Leistung der Halbleiteranordnung.
• Die Anwendung hoher Spannungen im Steuerkreis nacht diese unempfindlich gegen Störungen von außen und durch die Halbleiteranordnung.
• Die hohe ,teuerspannung erlaubt es z.B. bei der Konstantstromladung des Kondensators über einen Transistor gleichzeitig die Spulenspannung für ein Hilfsschütz zu gewinnen, welches bei Wechselstromstellern bei Erreichen der vollen Durchsteuerung der Thyristoren diese überbrückt.
• Alle genannten Vorteile dieser Schaltung finden Anwendung bei Steuergeräten zur Erreichung eines Sanftanlaufes von Drehstrom-Asynchronmotoren.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Steuerschaltung für mehrphasige Thyristoranordnungen, dadurch gekennzeichnet, daβ die Katode jedes Thyristors 1 an Phasenpotential liegt und während der Zeit negativer Anordnungspannung ein einpolig an der Katode liegender Kondensator über eine Diode 5 und einer Steuerspannung 7 negativ aufgeladen wird und in der positiven Anodenspannungshalbwelle dieser Kondensator von der Halbwelle und der allen Thyristoren peneinsamen Steuerspannung 7 umgeladen wird, bis die Spannung des Kondensators die für die Zündung des Gates über z.B. einen Diac 2 und einer Diode 3 notwendige Spannung erreicht hat und der Thyristor zündet.
2. 2. Anspruch nach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspannung an einem Kondensator ansteht, der über einen Transistor mit Konstantstrom geladen wird und damit eine einfache zeitabhängige Ansteuerung der Halbleiteranordnung erreicht wird.
3. 3. Anspruch nach lund 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gewonnene zeitabhängige Spannung am Transistor zum Schalten eines Schützes benützt wird.
4. 4. Anspruch nach 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zum Kondensator eine Zenerdiode geschaltet ist, die beim Einschalten der Ladung einen Steuerspannungssprung erreicht und damit das dynamische Verhalten verändert.
5. 5. Anspruch nach 4 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die am Kondensator anliegende Steuerspannung durch einen paralellgeschalteten Transistor zusätzlich gesteuert, geregelt oder begrenzt werden kann.

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