DE2759294C2

DE2759294C2 -

Info

Publication number: DE2759294C2
Application number: DE19772759294
Authority: DE
Inventors: Masahiko Amagasaki Jp Akamatsu
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1977-02-24
Filing date: 1977-02-24
Publication date: 1987-07-30

Description

Die Erfindung betrifft einen Stromrichter gemäß dem Ober begriff des Patentanspruchs.

Aus der US-PS 35 38 419 ist ein derartiger Stromrichter be kannt, bei dem die zur Löschung der gesteuerten Ventile bei Ausschaltung des Hauptunterbrecherschalters dienende Sperr spannung mittels eines Kondensators bereitgestellt wird. Diese Gestaltung erfordert allerdings eine vorhergehende Aufladung des Kondensators auf die Sperrspannung mit ent sprechenden zusätzlichen Schaltungskomponenten. Darüber hinaus muß der Kondensator auf eine hohe Sperrspannung aufgeladen werden, da sich die Kondensatorladung bei der Löschung der gesteuerten Ventile relativ schnell abbaut und andernfalls keine zuverlässige Ausschaltung der gesteuerten Ventile sichergestellt wäre.

Weiterhin ist aus "Silicon controlled rectifier manual", General Electric, 1964, Seiten 80, 81, die Maßnahme bekannt, parallel zu einem Thyristor eine Reihenschaltung aus einer festen Sperrspannungsquelle und einem Halbleiterschalter vor zusehen und zur Löschung des Thyristors den Halbleiterschalter zu aktivieren. Die bekannte Schaltung weist allerdings weder eine Ventil-Brückenschaltung noch einen Hauptunterbrecher schalter mit antiparallel geschaltetem Gleichrichter auf.

Darüber hinaus offenbart die CH-PS 5 00 629 einen Wechselrich ter, der mit Kommutierungs-Kondensatoren arbeitet, die ihre Löschspannung dem Verbindungspunkt zwischen den gesteuerten Ventilen und der Last zur Abschaltung der gesteuerten Ventile zuführen. Mit den Brückenschaltungen aus gesteuerten und ungesteuerten Ventilen sind Drosseln in Reihe geschaltet. Die eingesetzten Kommutierungs-Kondensatoren und die zugehörigen Steuerventile zur Steuerung der Aufladung der Kondensatoren begründen allerdings relativ großen Aufwand.

Schließlich zeigt die DE-OS 20 50 787 einen Stromrichter mit mehreren Ventil-Brückenschaltungen, über die mehrere Ver braucher gleichzeitig gesteuert werden können. Zwischen der Gleichstromquelle und den Ventil-Brückenschaltungen ist als Hauptunterbrecherschalter ein Thyristor vorhanden, dem eine eigene Löscheinrichtung mit einem Kommutierungskondensator, einer Kommutierungsdrossel und Hilfsthyristoren zugeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform werden nicht die gesteuerten Ventile der Ventil-Brückenschaltungen, sondern lediglich der Hauptunterbrecherschalter mit der Löschspannung beaufschlagt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stromrichter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs zu schaffen, der ein schnelles, zuverlässiges Löschen der steuerbaren Brückenventile bei geringem Aufwand ermöglicht.

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Pa tentanspruchs genannten Merkmalen gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Stromrichter genügt zur Löschung der gesteuerten Ventile eine Gleichspannungsquelle mit rela tiv niedriger Klemmenspannung, da in Verbindung mit dem nicht nur kurzfristig eingeschalteten Halbleiterschalter und den in Reihe mit den Brückenschaltungen liegenden Drosseln eine ausreichende Sperrspannung bzw. ein entsprechender Lösch strom für das schnelle und zuverlässige Abschalten der ge steuerten Ventile erreicht wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbei spiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrie ben. Es zeigen

Fig. 1a und 1b ein Ausführungsbeispiel des Stromrichters und die zugehörigen Signalverläufe und

Fig. 2 eine detailliertere Darstellung der Ventil-Brückenschaltungen und einer mit diesen verbundenen Last.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel des Strom richters ist zwischen eine Gleichstromquelle 1 und umpolbare Gleichstrom- oder Wechselstrom-Verbraucher 6 a, 6 b ein Hauptunterbrecher schalter 2 vorhanden, dem ein Gleichrichter 2′ in Laststrom-Sperrichtung parallelgeschaltet ist. Gesteuerten Ventilen 4 a sind unge steuerte Ventile 5 a antiparallel geschaltet, so daß sich zumindest eine Brückenschaltung 45 a ergibt, die mit den um polbaren Gleichstrom- bzw. Wechselstromverbrauchern 6 a, 6 b verbunden ist. Mit jeder Brückenschaltung 45 a, 45 b ist eine Drossel 9 a, 9 b in Reihe geschaltet. Jede Drossel 9 a, 9 b weist eine Induktivität l und einen Leitungswiderstand r auf.

Zur Steuerung bzw. Löschung der Brückenschaltungen 45 a, 45 b sind ein Halbleiterschalter 34 und eine Gleichspannungsquelle 35 mit konstanter Klemmenspannung vorhanden. Über den Halb leiterschalter 34 und die Gleichspannungsquelle 35 lassen sich Impulsströme erhöhter bzw. hoher Dauer erzeugen.

In Fig. 1b sind die bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1a auftretenden Signalverläufe dargestellt. Während der Ab schaltdauer t _OFF des Hauptunterbrecherschalters 2 ist der Halbleiterschalter 34 stromführend, d. h. eingeschaltet, wodurch die Gleichspannung E _c der Gleichspannungsquelle 35 in Sperrichtung als Spannung V _SP-N zwischen Gleichstrom leitungen SP und N anliegt. Aufgrund dieser Sperrspannung werden den Ventil-Brückenschaltungen 45 a, 45 b über die Drosseln 9 a, 9 b Sperrimpulsströme i _Ra und i _Rb zugeführt. Die Summe dieser Sperrimpulsströme fließt als Gesamtstrom i₃₄ über den Halbleiterschalter 34 und die Gleichspannungsquelle 35. Durch den Sperrspannungsimpuls E _c und die Sperrimpulsströme i _Ra und i _Rb werden die gesteuerten Ventile 4 a der Ventil- Brückenschaltungen 45 a, 45 b gelöscht. Der Einschaltzeitpunkt der einzelnen gesteuerten Ventile 4 a kann während des Zeit intervalls T zwischen zwei Löschvorgängen gesteuert werden, so daß mehrere Verbraucher gleichzeitig gesteuert werden können.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist somit ein An schluß der mindestens einen Ventil-Brückenschaltung über den Hauptunterbrecherschalter 2 auf den Potentialwert der Gleich stromquelle 1 festgelegt, während das Potential des anderen Anschlusses der Ventil-Brückenschaltung variieren kann, so daß eine Steuerung des Leitzustands der gesteuerten Ventile der Brückenschaltungen erzielbar ist. Der eine Selbstab schaltfunktion aufweisende Hauptunterbrecherschalter 2 kann z. B. ein einfacher Zerhacker sein, während die den unabhän gig voneinander steuerbaren Verbrauchern 6 a, 6 b zugeordneten Ventil-Brückenschaltungen 45 a, 45 b keine Selbstabschaltfunk tion besitzen müssen. Die von der Gleichspannungsquelle 35 erzeugte Sperrvorspannung kann ausreichend hoch bemessen und exakt zugeführt werden, wobei die Dauer des Anlegens der Sperrvorspannung ausreichend lang festgelegt werden kann.

In Fig. 2 ist die Verbindung zwischen den Ventil-Brücken schaltungen und einer Last näher dargestellt. Bei der ge zeigten dreiphasigen Schaltungsanordnung sind Gleichstrom anschlüsse A ₄ und K ₄ über die gesteuerten Ventile 4 mit Potentialpunkten SP und SN verbunden, während die ungesteuer ten Ventile 5 über Gleichstromanschlüsse K ₅ und A ₅ mit Potential punkten P und N verbinden. Die Verbindungspunkte der Ventil- Brückenschaltungen sind mit der Last 6 a verbunden.

Claims

Stromrichter mit mindestens einer Ventil-Brückenschaltung, die zwei in Reihe geschaltete Parallelschaltungen aufweist, welche aus einem gesteuerten Ventil und einem zu diesem antiparallel geschalteten ungesteuerten Ventil bestehen und deren Verbindungspunkt einen Last-Ausgangsanschluß bildet, und die über eine Unterbrechereinrichtung aus einem ein- und ausschaltbaren Hauptunterbrecherschalter und einem hierzu in Laststrom-Sperrichtung parallel geschalteten Gleichrich ter an eine Gleichstromquelle angeschlossen sowie über einen während des Ausschaltzustands des Hauptunterbrecherschalters einschaltbaren Halbleiterschalter einer Löscheinrichtung mit einer Sperrspannung beaufschlagt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiterschalter (34) ausschließlich während des Ausschaltzustands des Hauptunterbrecherschalters (2) für dessen gesamte Dauer eingeschaltet ist, daß zu jeder Brückenschaltung (45 a, 45 b) eine Drossel (9 a, 9 b) in Reihe geschaltet ist und daß die Löscheinrichtung eine die Sperrspannung erzeugende Gleichspannungsquelle (35) mit konstanter Klemmenspannung aufweist, die über den Halbleiterschalter (34) parallel zu der Reihenschaltung aus der Brückenschaltung und der Drossel mit zur Gleichstromquelle (1) entgegengesetzter Polarität ge schaltet ist.