DE2750020A1

DE2750020A1 - Wechselstromseitig kommutierender pulsstromrichter

Info

Publication number: DE2750020A1
Application number: DE19772750020
Authority: DE
Inventors: Guenter Dipl Ing Goelz; Peter Dipl Ing Grumbrecht
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1977-11-05
Filing date: 1977-11-05
Publication date: 1979-05-10
Also published as: AT373450B; ATA786378A; SE7811352L

Description

Wechselstromseitig kommutierender Pulsstromrichter
Die Erfindung betrifft einen wechselstromseitig kommtierenden Pulsstromrichter mit Hauptthyristoren in Brückenschaltung.
Ein wechselstromseitig kommutierender Pulsstromrichter mit Hauptthyristoren in Brückenschaltung mit einem eingeprägten Strom auf der Gleichstromseite ist aus der DT-OS 24 51 9cQ bekannt. Die einzelnen Brückenzweige sollen dabei zu beliebigen Zeitpunkten sowohl gezündet als auch gelöscrt werde können. Durch die Möglichkeit der Löschung der Thyristoren in den Brückenzweigen, d. h. durch die Puisbarkeit des Strom richters insgesamt, kann erreicht werden, daß auf der Wechselspannungsseite des Pulsstromrichters nahezu oberschwingungsfreie sinusförmige Größen auftreten.
Zur Löschung beliebiger gerade stromführender Thyristoren des Pulsstromrichters zu einem frei wohlbaren Zeitpunkt muß eine geeignete Löscheinrichtung vorgesehen sein, die zu jeder Zeit eine ausreichende Löschenergie zur VerfUgung stellt.
Aus der DT-OS 25 14 557 ist eine Löscheinrichtung für die Thyristoren eines Wechselrichters in Brückenschaltung bekannt, ei der die wechselstromseitig jeweils eine zusätzliche Diode aufweisenden Brückenzweige über jeweils zwischen. Thyristor und Diode angeschlossene Löschkondensatoren verbunden sind (interphasenlöschung). Die Löschkondensatoren werden dabei über die Dioden wechselweise umgeladen und übernehmen hierbei den laststrom, so dan der zu löschende Thyristor stromlos wird und für die nötige Schonzeit negative Spannung erhält. Vorausetzung für diese Art der Löschung sind Induktivitäten auf der vechselstromseite (etwa die wicklungen einer über den Wechselrichter gespeisten Maschine), die ein definiertes Aufladen der Löschkondensatoren gewährleisten. Diese Art der Löscheinrichtung versagt jedoch bei Pulsstromrichtern mit einem eingepräg ten Strom auf der Gleichstromseite und Spannungseinprägung auf der Wechselseite. Diese Spannungseinprägung kann z.B. durch einen auf der Wechsel seite zwischen den Eingagnsklemmen angeordneten Kondensator gegeben sein. Dieser Kondensator bildet zusammen mit den netzseitigen Reaktanzen ein Filter, das die Gberschwingungen des Stromrichtereinganqsstromes weitgehend ausfiltert. Der Kondensator bewirkt wegen der je nach Pulsung an ihm anliegenden Spannung jedoch, daß der Kommutierungskondensator bei der bekannten Interphasenlöschung über die Dioden nur bis zu eben dieser Spannung aufgeladen werden kann. Da diese Spannung sowohl Null als auch sogar negativ im Sinne der gewünschten Aufladung des Kommutierungkondensators sein kann, ist eine definierte Aufladung und damit eine jederzeit mögliche Löschung nicht gegeben.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, für einen Pulsstromrichter mit wechselstromseitiger Kommutierung eine einfache Löscheinrichtung vorzusehen, die unabhängig von der Spannung am Eingang des Pulsstromrichters eine Lösung dr Hauptthyristoren ermöglicht und die ohne weitere steuerbare Elemente die Löschung des jeweils richtigen Hauptthyristors sicherstellt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgem.äß dadurch gelöst, daß parallel zu den zu löschenden Hauptthyristoren die Reihenschaltung einer den Hauptthyristoren gemeinsamen Löscheinrichtung mit Löschthyristoren in Einphasen-arückenschaltung und einem in der Brückendiagonalen befindlichen Löschkondensator und je einer in gleicher Durchlaßrichtung wie die Löschthyris3-ren gepolten Verteilerdiode geschaltet ist.
Eine weiterführende Aufgabe besteht darin, die spannungsmäßige Beanspruchung der Hauptthyristoren klein zu halten. Diese Au+-gabe wird dadurch gelöst, daß in Reihe zu den zu löschenden Hauptthyristoren je eine in gleicher Durchlaßrichtung gepolte Sperrdiode und parallel zu den Sperrdioden und den Hauptthyristoren eine Beschaltungsanordnung zur dynamischen Spannungsaufteilung vorgesehen sind.
Die vrfincung soll anhand von zwei Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, in folgenden er'=utert werden. Es zeigen Figur 1 eine vollgesteuerte halblöschbare Pulsstrorrichter-Brückenschaltung und Figur 2 eine vollgesteuerte halblöschbare dreiphasige Pulsstromrichterschaltung, Gemäß Figur 1 wird eine vollgesteuerte Brückenschaltung, die aus Hauptthyristoren 6, 7, 8 und 9 gebildet ist, von einem Wechsel stromnetz über die Induktivitäten 10 gespeist. Die Brückenschaltung wird als Pulsstromrichter betrieben und speist über eine Induktivität 12 mit eInem eingeprägten Strom id einen Verbraucher 13. An den wechselstromseitigen Eingangsklemmen des Pulsstromrichters ist ein Kondensator 11 der 3rückenschaltung parallelgeschaltet. Dieser Kondensator 11 bildet zusammen mit der netzseitigen Induktivität 10 ein Filter, das die Oberschwingungen des Stromrichtereingangsstromes iv weitgehend ausfiltert, so daß das Netz nicht durch Oberschwingungen belastet wird.
Die Brückenschaltung soll im Ausführungsbeispiel halblöschbar sein. Dies wird durch eine an sich bekannte Löscheinrichtung 5 bewirkt, die einen Kommutierungskondensator 55 und in Brücken-Schaltung angeordnete Thyristoren 51 bis 54 enthält, über die jede Kondensatorpolarität zur Löschung des jeweiligen Hauptthyristors 8 oder 9 ausgenutzt werden kann. Dabei muß der Löscr.vorgang stets auf den richtigen Hauptthyristor 8 oder geschaltet werden. Dies wird erfindungsemäß dadurch bewirkt, da.3 zwischen die Löscheinrichtung 5 und die Haurttn"ristorzweige Verteilerdioden l und 2 geschaltet sind, über die selbsttätig der Kommutierungsstrom auf den zu loschendcn Hauptthyristorzweig geschaltet wird. Die jeweils andere Verteilerdiode 1 oder 2 übernimmt dabei die Entkopplung zur nicht zu löschenden Hauptthyristorzweig. Steuerbare Halbleiterelemente sind somit nicht erforderlich.
Wegen der an den gelöschten Hauptthyristorzweigen durch Addition der Netzkondensatorspannung und der Kommutierungskondensatorspannung auftretenden hohen negativen Sperrspannungsbeanspruchung der Hauptthyristoren 8, 9 werden gem.ä.3 einem weiteren Merkmal der Erfindung in Reihe zu den löschbaren Hauptthyristoren 8, 9 Sperrdioden 3, 4 geschaltet, die überwiegend die hohen negativen Sperrspannungen auf nehmen, wenn geeignete Beschaltungen zur dynamischen und statischen Spannungsaufteilung vorgesehen werden. Hierzu dient die bekannte Reihen-Parallelschaltung von Widerständen, Kondensatoren und Dioden. Es kann jedoch auch eine einfache R-C Reihenschaltung an jedem Element vorgesehen werden.
Durch eine entsprechende Erweiterung der Anordnung nach Figur 1 durch eine zweite Löscheinrichtung sind auch die beiden anderen Hauptthyristorzweige 6, 7 löschfähig auszugestalten.
Die in Figur 2 dargestellte vollgesteuerte, halblöschbare dreiphasige Pulsstromrichter-Schaltung enthält neben zwei zusätzlichen Hauptthyristor-Brückenzweigen lediglich eine zusätzliche Verteilerdiode 14 sowie eine zusätzliche Sperrdiode lS. Die Löscheinrichtung 5 ist in gleicher Weise wie in Figur l dargestellt und beschrieben aufgeba wt. Neben cer in Figur 2 dargestellten dreiphasige Pulsstromrichter-Schaltung ist es auch möglich, in bekannter Weise drei versetzt angesteuerte einphasige Pulsstromrichterbrücken ein zusetzen.

Claims

Patentanspruche 1.Wechselstormseitig kommutierender Pulsstromrichter mit Hauptthyristoren in Brückenschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den zu löschenden Hauptthyristoren (3, 9,', die Reihenschaltung einer den Hauptthyristoren gemeinsamen Loscheinrichtung (5) mit Löschthyristoren (51 bis 54) in Einphasen-Brückenschaltung und einem in der Brückendiagonalen befindlichen Löschkondensator (55) und je einer in gleicher Durchlaßrichtung wie die Löschthyristoren (51 bis 54) gepolten Verteilerdiode (1, 2) geschaltet ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zu den zu löschenden Hauptthyristoren (8, 9) je eine in gleicher Durchlaßrichtung gepolte Sperrdiode (3, 4) und parallel zu den Sperrdioden (3, 4) und den Hauptthyristoren (8, 9) eine Beschaltungsanordnung zur dynamiscnen Spannungsaufteilung vorgesehen sind.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichet, da.3 die Beschatlunganordnung zur dynamischen Spanrungsaufteilung aus der Parallelschaltung eines Widerstandes mit der Reihenschaltung eines Kondensators und einer Diode besteht, wobei die Beschaltung zur dynamischen Spannungsaufteilung der Sperrdiode (3 bzw. 4) und es zugehörigen Hauptthyristors (8 bzw. 9) aufeinander abgestimmt sind.
4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschaltungsanordnung zur dynamischen Spannungsaufteilung aus parallel zu den Sperrdioden (3, 4) und den Hauptthyristoren (8, 9) geschalteten Kondensatoren besteht, denen wahlweise ein /liderstand in Reihe geschaltet werden kann, wobei die 3eschaitung zur dynamischen Spannungsaufteilung der Sperrdiode (3 bzw. 4) und des zugehörigen Kauptthyristors (6 bzw. 9) aufeinander abgestimmt sind.