DE2837405A1 - Gleichstromsteller mit nur einer drosselspule - Google Patents

Description

• Gle.ichs.tr.oms.t.e.ller. mit. nur. einer Dro.s.s.e.ls,p.ule
• Die Erfindung betrifft einen Gleichstromsteller,bei dem zwischen Ein- und Ausgangskreis eine aus einem Hauptthyristorzweig und einem dazu parallelen Umschwingthyristorzweig bestehende Zerhackerschaltung vorgesehen ist und der Umschwingthyristorzweig in Serie mit dem Umschwingthyristor einen Löschkondensator enthält.
• Die Schaltung eines derartigen bekannten Gleichstromstellers zeigt Fig. 1. Eingangsseitig bedeuten LE die Eingangsinduktivität und CE die Eingangskapazität, an der die Spannung UCE liegt. Die gestrichelt umrandete Zerhackerschaltung besteht aus einem Hauptthyristorzweig mit dem Hauptthyristor TH und dem dazu parallelen Umschwingthyristorzweig, der die Serieschaltung des Umschwingthyristors TU, der Umschwingdrossel LU und des Löschkondensators CL enthält. Die Thyristoren TH und TU sind vorzugsweise rückwärtsleitende Thyristoren RTL. Zwischen der Zerhackerschaltung und dem Ausgangskreis des Gleichstromstellers liegt die Kommutierungsdrossel LK. Das dem Zerhacker abgewandte Ende der Kommutierungsdrossel LK ist über eine Motordrossel LM mit dem Verbraucher verbunden, der hier die Rotorwicklung RW eines Elektromotors ist. Parallel zur Serieschaltung von Motordrossel und Rotorwicklung liegt eine Antiserieschaltung einer Ankerfreilaufdiode DA und einer Feldfreilaufdiode DF. Der Verbindungspunkt dieser beiden Dioden ist über eine Erregerwicklung EW mit dem geerdeten Ende der Rotorwicklung RW verbunden.
• Die Funktion der Drosselspulen LU und LK ist wie folgt: Die Umschwingdrossel LU bildet zusammen mit dem Lösch- kondensator CL einen Schwingkreis. Das Produkt LU.CL bestimmt die Basisbreite des Umschwingstromes und damit auch die Preihaltezeit der Thyristoren. Sie begrenzt ausserdem die Stromsteilheit beim Ein- und und Ausschalten des Umschwingthyristors TU.
• Die Kommutierungsdrossel LK begrenzt die Stromsteilheit im Hauptthyristor TH und in der Ankerfreilaüfdiode DA beim Kommutieren des Ankerstromes von der Diode DA auf den Thyristor TH (Einschalten des Hauptthyristors).
• Die angegebene Schaltung ist indessen mit Nachteilen behaftet. Verursacht durch die Kommutierungsinduktivitäten LU und LK im Stromkreis CL, DA, DF, CE, TU, tritt eine Ueberladung des Löschkondensators CL auf. Dies führt zu einer höheren Spannungs- und Strombeanspruchung der Zerhackerkomponenten. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, dass die angegebene Schaltung zwei Drosselspulen (LU und LK) erfordert.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Schaltung zu vermeiden. Dies wird dadurch erreicht, dass im Hauptthyristorzweig in Serie mit dem Hauptthyristor eine Umschwingdrossel vorgesehen ist, die zugleich die Funktion der Kommutierungsdrossel Ubernimmt.
• Die Umschwingdr'ossel LU wird also, wie Fig. 2 zeigt, anstatt im Umschwingthyristortweig TU im Hauptthyristorzweig TH angeordnet. Damit erübrigt sich die Kommutierungsdrossel LK,~da ihre Funktion von der Umschwingdrossel LU mit übernommsn wird. Dadurch wird der Stromkreis CL, DA. DF, CE, TU induktivitätsfrei. Die induktivitätsbedingte Ueberladung des -boflkondensators CL entfällt.
• Als weiterer. Vorteil der erfindungsgemäss vorgeschlagenen Schaltung kann die niedrigere Spannungs- und Strombeanspruchung der Zerhackerkomponenten genannt werden5 ferner ist eine optimale Bemessung der Löschkomponenten LU und CL möglich (minimale installierte Energie im Stromkreis für den maximal zu kommutierenden Laststrom).
• Das Diagramm von Fig. 3 zeigt die Strombelastung der Umschwingdrossel LU; dabei bedeutet die horizontal schraffierte Fläche die wegfallenden Verluste WV und die vertikal schraffierte Fläche die hinzukommenden Verluste HV.
• Die Strombelastung der Umschwingdrossel wird unwesentlich höher, da die neu hinzukommenden Verluste HV - bedingt durch den Laststrom IL - zum grössten Teil durch die wegfallenden Verluste vom Umschwing- bzw. Löschstrom kompensiert werden.
• Ein gewisser Nachteil der Anordnung nach Fig. 2 besteht darin, dass die Ausgangsspannung des Zerhackers - trotz dem Einsatz eines RLT-Thyristors im Hauptstromkreis -nicht "spitzenfrei" ist. Dieser Mangel kann zum grössten Teil behoben werden, wenn man die Umschwingdrossel LU in zwei Teilinduktivitäten LU 1 und LU 2 aufteilt, von denen die eine (LU 1) im Hauptthyristorkreis verbleibt und die andere in den Umschwingthyristorkreis zwischen Umschwingthyristor (TU) und Löschkondensator (CL) geschaltet wird (Fig. 4).

Claims (4)

1. P a t. e n t. a n s. p r ii c. h e S Gleichstromsteller, bei dem zwischen Eingangs- und Ausgangskreis eine aus einem Hauptthyristorzweig und einem dazu parallelen Umschwingthyristorzweig bestehende Zerhackerschaltung vorgesehen ist und der Umschwingthyristorkreis in Serie mit dem Umschwingthyristor einen Löschkondensator enthält, dadurch gekennzeichnet, dass im Hauptthyristorzweig in Serie mit dem Hauptthyristor (TH) eine Umschwingdrossel.(LU) vorgesehen ist, die zugleich die Funktion einer Kommutierungsinduktivität übernimmt.
2. 2. Gleichstromsteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Eingang der Zerhackerschaltung Haupt- und Umschwingthyristor mit entgegengesetzten Elektroden zusammengeschaltet sind, während der Ausgang einerseits über die Umschwingdrossel (LU) mit der dem Eingang abgewandten Elektrode des Hauptthyristors (TH) und andererseits über den Löschkondensator (CL) mit der dem Eingang abgewandten Elektrode des Umschwingthyrist'ors (TU) verbunden ist.
3. 3. Gleichstromsteller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Haupt- sowie Umschwingthyristor als rückwärtsleitende Thyristoren (RLT) ausgebildet sind.
4. 4. Gleichstromsteller nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschwingdrossel (LU) in zwei Teilinduktivitäten (LU 1, LU 2) aufgeteilt ist, von denen eine (LU 1) im Hauptthyristorzweig verbleibt und die andere (LU 2) in den Umschwingthyristorkreis zwischen Umschwingthyristor (TU) und töschkondensator (CL) verlegt wird.