DE2926470A1 - Capacitative quenching circuit for thyristor control - has capacitor between two series thyristors and three parallel paths with antiparallel thyristors - Google Patents
Capacitative quenching circuit for thyristor control - has capacitor between two series thyristors and three parallel paths with antiparallel thyristorsInfo
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Abstract
Description
EU1-I=ondensator-Löscheulrichtung für Stroinrichterbrücken-EU1-I = ondensator extinguishing direction for power converter bridge
schaltungen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Zwangslöschung für Thyristor-Stromrichterbrückenschaltungen, insbesondere für solche in dreiphasiger Ausführung, wobei ein Hilfszweig mit einem Kondensator Verwendung findet.circuits The invention relates to a device for forced deletion for thyristor converter bridge circuits, especially for those in three-phase Execution, where an auxiliary branch with a capacitor is used.
Stromrichterbrückenschaltungen werden oft zur Speisung von Drehstromverbrauchern, z.B. pon Drehstrommaschinen, aus einem Gleichspannungs- oder einem Gleichstrom system verwendet. Selbstgeführte Thyristor-Stromrichterschaltungen benötigen dazu Einrichtungen zur zwangsweisen Löschung der verwendeten Thyristoren.Converter bridge circuits are often used to supply three-phase consumers, E.g. pon three-phase machines, from a direct voltage or a direct current system used. Self-commutated thyristor converter circuits require facilities for this for the forced deletion of the thyristors used.
Bekannte Verfahren hierzu sind die Phasenfolgelöschung, die Phasenlöschung, die Einzellöschung (Heumann-Stumpe, "Thyristoren", Teubner-verlag Stuttgart) und die Sternpunktlöschung (A. Boehringer, Dissertation Technische Hochschule Stuttgart 1965, "Der Anlauf von Stromrichtermotoren mit Gleichstromzwischenkreis"). Schaltungen zur Phasenfolgelöschung, Phasenlöschung und Einzellöschung weisen einen hohen Aufwand an Halbleiterbauelementen und/oder Kondensatoren auf. Bei der Sternpunktlöschung muß der Drehstromverbraucher im Stern geschaltet sein, und es tritt eine Minderung der Strom-Grundschwingungsamplitude auf.Well-known methods for this are phase sequence deletion, phase deletion, the individual deletion (Heumann-Stumpe, "Thyristoren", Teubner-verlag Stuttgart) and the neutral point deletion (A. Boehringer, dissertation at the Technical University of Stuttgart 1965, "The start-up of converter motors with DC link"). Circuits phase sequence deletion, phase deletion and individual deletion require a lot of effort on semiconductor components and / or capacitors. With the neutral point deletion the three-phase consumer must be star-connected, and a reduction occurs the current fundamental oscillation amplitude.
Der hiermit vorgestellten Erfindung liegt in erster Linie das 3estreben zugrunde, den Aufwand, insbesondere an Kondensatoren, klein zu halten und zu erreichen, daß die gesamte Zwangslöscheinrichtung lediglich mit ohnedies vorhandenen und zugänglichen Anschlußpunkten von Stromrichterbrückenschaltungen Verbunden ist.The invention presented here is primarily aimed at striving based on keeping the effort, especially on capacitors, small and achieving it, that the entire forced extinguishing device is only available and accessible anyway Connection points of converter bridge circuits is connected.
Bei der hiermit vorgestellter erfindungsgemäßen Ein-Kondensator-I,öscheinrichtung für Stromrichterbruckenschaltungen besteht ein elektrisches INetswerk9 das an die fünf Außenanschlüsse 1, 2, 3, 4 und 5 einer Stromrichterbrückenschaltung angeschlossen ist, aus zwei Thyristoren 6 und 7, einem Kondensator 8 sowie aus drei elektrischen Zweiwegventilen 9, 10 und 11, die~entweder aus je zwei antiparallel geschalteten Thyristoren bestehen oder durch je einen Triac gebildet werden. Der erste Anschluß 12 des Kondensators 8 ist mit einem Schaltungspunkt 13 verbunden, an den außerdem der Kathodenanschluß des Thyristors 6 und der Anodenanschluß des Thyristors 7 angeschlossen sind. Der zweite Anschluß t4 des Kondensators ist mit den ersten Hauptstromanschlüssen der elektrischen Zweiwegventile 9, 10 und 11 verbunden.In the case of the one-capacitor device according to the invention presented here for converter bridge circuits there is an electrical INetswerk9 which is connected to the five external connections 1, 2, 3, 4 and 5 of a converter bridge circuit are connected is made up of two thyristors 6 and 7, a capacitor 8 and three electrical ones Two-way valves 9, 10 and 11, which either consist of two antiparallel each Thyristors exist or are each formed by a triac. The first connection 12 of the capacitor 8 is connected to a circuit point 13 to which also the cathode connection of the thyristor 6 and the anode connection of the thyristor 7 are connected are. The second connection t4 of the capacitor is connected to the first main power connection of the electric two-way valves 9, 10 and 11 are connected.
Dieses Netzwerk ist so an die Außenanschlüsse t, 2,:3, 4 und 5 der Stromrichterbrückenschaltung angeschlossen, daß der Anodenanschluß des Thyristors 6 mit dem Außenanschluß 1, der Kathodenanschluß des Thyristors 7 mit dem Außenanschluß 2, der zweite Hauptstromanschluß des elektrischen Zweiwegventils 9 mit dem Außenanschluß 3, der zweite Hauptstromanschluß des elektrischen Zweiwegventils 10 mit dem Außenanschluß 4 und der zweite Hauptstromanschluß des elektrischen Zweiwegventils 11 mit dem Außenanschluß 5 verbunden sind (Fig.1).This network is so to the external connections t, 2,: 3, 4 and 5 of the Converter bridge circuit connected that the anode connection of the thyristor 6 to the external connection 1, the cathode connection of the thyristor 7 to the external connection 2, the second main power connection of the electric two-way valve 9 to the external connection 3, the second main power connection of the electric two-way valve 10 to the external connection 4 and the second main power connection of the electric two-way valve 11 to the external connection 5 are connected (Fig. 1).
Die Außenanschlüsse 1 und 2 der Stromrichterbrückenschaltung sind jene Anschlüsse, mit welchen die Stromrichterbrückenschaltung mit einem speisenden oder gespeisten Gleichstrom-oder Gleichspannungssystem verbunden ist. Im Falle eines Gleichstromsystems ist der Außenanschluß 1 jener, durch welchen der Gleichstrom in die Stromrichterbrückenschaltunghineinfließt und der Außenanschluß 2 jener, durch welchen der Gleichstrom wieder aus dieser herausfließt. Im Falle eines Gleichspannungssysteins ist der Außenanschluß 1 jener, welcher gegenüber dem Außenanschluß 2 positives Potential aufweist. Die Außenanschlüsse 3, 4, und 5 sind jene Außenanschlüsse der Stromrichterbrückenschaltung, an welche ein gespeistes oder speisendes Drehstrom- oder Drehspamlungssystem angeschlossen ist.The external connections 1 and 2 of the converter bridge circuit are those connections with which the converter bridge circuit with a feeding or powered direct current or direct voltage system is connected. in case of a DC system, the external connection 1 is that through which the direct current flows into the converter bridge circuit and the external connection 2 of that through which the direct current flows out of this again. In the case of a DC voltage system the external connection 1 is that which has a positive potential with respect to the external connection 2 having. The external connections 3, 4, and 5 are those external connections of the converter bridge circuit, to which a powered or feeding three-phase or rotary interlocking system is connected is.
Die Stromrichterbrückenschaltung kann dabei in verschiedener Weise aufgebaut sein. Beispielhaft werden im folgenden drei bekannte Höglichkeiten beschrieben : a) Drehstrombrückenschaltung, vorzugsweise mit Zwischenkreis mit dynamisch eingeprägtem Zwischenkreisstrom Hierbei sind die Anodenanschlüße dreier Thyristoren 15, 16 und 17 mit dem Außenanschluß 1, die Kathodenanschlüsse dreier Thyristoren 18, 19 und 20 mit dem Außenanschluß 2, der Kathodenanschluß des Thyristors 15 und der Anodenanschluß des Thyristors 18 mit dem Außenanschluß 3, der Kathodenanschluß des Thyristors 16 und der Anodenanschluß des Thyristors 19 mit dem Außenanschluß 4'und der Kathodenanschluß des thyristors 17 und der Anodenanschluß des Thyristors 20 mit dem Außenanschluß 5 verbunden (Fig. 2).The converter bridge circuit can be used in various ways be constructed. By way of example, three known possibilities are described below : a) Three-phase bridge circuit, preferably with an intermediate circuit with dynamically impressed Intermediate circuit current Here are the anode connections of three thyristors 15, 16 and 17 with the external connection 1, the cathode connections of three thyristors 18, 19 and 20 to the external connection 2, the cathode connection of the thyristor 15 and the anode connection of the thyristor 18 to the external connection 3, the cathode connection of the thyristor 16 and the anode connection of the thyristor 19 with the external connection 4 'and the cathode connection of the thyristor 17 and the anode connection of the thyristor 20 to the external connection 5 connected (Fig. 2).
b) Drehstrombrückenschaltung mit antiparallelen Dioden und Querdrosseln, vorzugsweise mit Zwischenkreis mit dynamisch eingeprägter Zwischenkreisspannung Hier sind die Anodenanschlüsse dreier "hyristoren 21, 22 und 23 sowie die Kathodenanschlüsse dreier Dioden 24, 25 und 26 mit den. Außenanschluß 1 verbunden und die Kathodenanschlüsse dreier Thyristoren 27, 28 und 29 und die Anodenanschlüsse dreier Dioden 30, 31 und 32 mit dem Außenanschluß 2 verbunden. Die Kathodenanschlüsse des Thyristors 21 und der Diode 30 sind mit dem ersten, die Anodenanschlüsse des.Shyristors 27 und der Diode 24 mit dem zweiten Anschluß einer Drossel 33 verbunden, deren Mittelanzapfung den Außenanschluß 3 bildet. Die Kathodenanschlüsse des Thyristors 22 und der Diode 31 sind mit dem ersten, die Anodenanschlüsse des Thyristors 28 und der Diode 25 mit dem zweiten Anschluß einer Drossel 34 verbunden, deren Mittelanzapfung den Außenanschluß 4 bildet. Die Kathodenanschlüsse des Thyristors 23 und der Diode 32 sind mit dem ersten, die Anodenanschlüsse des Thyristors 29 und der Diode 26 mit dem zweiten Anschluß einer Drossel 35 verbunden, deren .ittelanzapfung den Außenanschluß 5 bildet. (Fig. 3).b) Three-phase bridge circuit with anti-parallel diodes and cross reactors, preferably with an intermediate circuit with dynamically applied intermediate circuit voltage Here are the anode connections of three "hyristors 21, 22 and 23 as well as the cathode connections three diodes 24, 25 and 26 with the. External connection 1 connected and the cathode connections three thyristors 27, 28 and 29 and the anode connections of three diodes 30, 31 and 32 connected to the external connection 2. The cathode terminals of the thyristor 21 and the diode 30 are connected to the first, the anode terminals des.Shyristor 27 and the Diode 24 connected to the second connection of a choke 33, the center tap of which the external connection 3 forms. The cathode connections of the thyristor 22 and the diode 31 are connected to the first, the anode connections of the thyristor 28 and the diode 25 connected to the second connection of a throttle 34, the center tap of which the external connection 4 forms. The cathode connections of the thyristor 23 and the diode 32 are connected to the first, the anode connections of the thyristor 29 and the diode 26 to the second Connection a throttle 35 connected, whose .ittelanzapfung the External connection 5 forms. (Fig. 3).
Bei beiden unter den Puniten-a) und b) genannten Möglichkeiten kann es zur Begrenzung von Stromanstiegsgeschwindigkeiten zweckmäßig sein, die Verbindung zwischen dem Anschluß 12 des Kondensators 8 und dem Schaltungspunkt 13 zu entfernen und statt derer eine Drossel 37 einzufügen (Fig. 49.In both of the options mentioned under points a) and b) it may be useful to limit the rate of current rise to the connection between the terminal 12 of the capacitor 8 and the node 13 to be removed and insert a throttle 37 instead (Fig. 49.
c) Drehstrombrückenschaltung mit antiparallelen Dioden ohne Querdrosseln, vorzugsweise mit Zwischenkreis mit dynamisch eingeprägter Zwischenkreisspannung Hierbei wird den Thyristoren 15, 16, 17, 18, 19 und 20 der unter Punkt a) -beschriebenen Drehstrombrückenschaltung jeweils je eine Diode antiparallel geschaltet.c) Three-phase bridge circuit with anti-parallel diodes without cross chokes, preferably with an intermediate circuit with dynamically applied intermediate circuit voltage The thyristors 15, 16, 17, 18, 19 and 20 are those described under point a) Three-phase bridge circuit, one diode each connected in anti-parallel.
Weiterhin ist es dann zweckmäßig, die Verbindung zwischen dem Anschluß 12 des Kondensators 8 und dem Schaltungspunkt 13 zu entfernen und statt derer eine Drossel 36 einzufügen (Fig.5). Die Drossel 36 und der Kondensator 8 bilden dabei einen Reihenschwingkreis. Furthermore, it is then expedient to make the connection between the connection 12 of the capacitor 8 and the node 13 to remove and instead one Insert throttle 36 (Fig. 5). The choke 36 and the capacitor 8 thereby form a series resonant circuit.
Anstelle der bislang beschriebenen dreiphasigen Stromrichterbrückenschaltung. an deren Außenanschlüssen das aus den Thyristoren 6 und 7, dem Kondensator 8, gegebenenfalls einer Drossel sowie drei elektrischen Zweiweg"'entilen 9, 10 und 11 bestehende Netzwerk angeschlossen ist, können auch zweiphasige oder vier- oder mehrphasige Stromrichterbrückenschaltungen mit einem der vorstehenden Beschreibung entsprechenden Netzwerk versehen werden, wobei die Zahl der elektrischen Zweiwegventile entsprechend zu verringern oder zu vergrößern ist.Instead of the three-phase converter bridge circuit described so far. at their external connections that from the thyristors 6 and 7, the capacitor 8, if necessary a throttle and three electrical two-way "'entilen 9, 10 and 11 existing network is connected, two-phase or four-phase or multi-phase converter bridge circuits can also be used be provided with a network corresponding to the above description, the number of electric two-way valves to be reduced or increased accordingly enlarge is.
Weiter können anstelle der Thyristoren andere einschaltbare Einwegventile, z.B. Thyratrons, und anstelle der Triac's andere elektrische Zweiwegventile verwendet werden.Furthermore, instead of the thyristors, other switchable one-way valves, e.g. Thyratrons, and other electric two-way valves are used instead of Triac's will.
Die Funktion des beschriebenen Netzweks coi beisplelhaft für den Fall beschrieben, daß es an die Außenanschlüsse einer Stromrichterbrückenschaltung nach Punkt a) angeschlossen ist.The function of the network described is exemplary for the case described that it is connected to the external connections of a converter bridge circuit according to Point a) is connected.
Dazu sei - wiederum beispielhaft - angenommen, daß ein dynamisch eingeprägter Strom Id.in den Außenanschluß 1 hineinfließt, über den thyristor 15 zum Außenanschluß 3, von dort (über ein Drehstromsystem) zum Außenanschluß 5 und weiter über den Thyristor 20 zum Außenanschluß 2 und dort wieder heraus fließt. Der Kondensator 8 sei so aufgeladen, daß sein Anschluß 14 positives Potential gegenüber seinem Anschluß 12 aufweist. werden nun der Thyristor 6 und das elektrische Zweiwegventil 9 gezündet, so wechselt der Strom Id vom Thyristor 15 auf den aus dem Thyristor 6, dem Kondensator 8 und dem elektrischen Zweiwegventil 9 gebildeten Pfad über.For this purpose it is assumed - again by way of example - that a dynamically impressed Current Id. Flows into the external connection 1, via the thyristor 15 to the external connection 3, from there (via a three-phase system) to external connection 5 and further via the thyristor 20 to the external connection 2 and there flows out again. Let the capacitor 8 be charged that its terminal 14 has a positive potential with respect to its terminal 12. if the thyristor 6 and the electric two-way valve 9 are ignited, it changes the current Id from the thyristor 15 to that from the thyristor 6, the capacitor 8 and the electric two-way valve 9 formed path over.
Der Kondensator 8 wird vom Strom Id umgeladen. Hat der Anschluß 12 des Kondensators 8 gegenüber seinemAnschluß 14 ein ausreichend positives Potential erreicht, so wird einer der drei Thyristoren 15, 16 oder 17 gezündet, auf welchen dann der Strom 1d überwechselt.The capacitor 8 is recharged from the current Id. Does the connection 12 of the capacitor 8 with respect to its terminal 14 has a sufficiently positive potential reached, one of the three thyristors 15, 16 or 17 is triggered on which then the current 1d changed over.
Entsprechende Vorgange in der anderen Hälfte der Stromrichterbrückenschaltung, wobei diese andere Hälfte aus den Thyristoren 18, 19 und 20 besteht, finden unter Verwendung ds Thyristors 7 bei jeweils umgekehrter Polarität des Kondensators 8 statt. Damit ist sichergestellt, daß die Spannung am Kondensator 8 alternierend ihre Polarität ändert.Corresponding processes in the other half of the converter bridge circuit, this other half consists of the thyristors 18, 19 and 20, see below Use of the thyristor 7 when the polarity of the capacitor 8 is reversed instead of. This ensures that the voltage across the capacitor 8 is alternating their polarity changes.
Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Ein-Kondensator-Löscheinrichtung besteht bei den Stromrichterbrückenschaltungen nach den Punkten b) und c) in gleicher Weise darin, daß der auf eine geeignete Spannung aufgeladene Kondensator 8 durch Zünden von je einem der Thyristoren 6 oder 7 sowie einem der elektrischen Zweiegventile 9, 10 oder 11 derart parallel zu einem stromführenden, zu löschanden Thyristor der Stromrichterbrückenschaltung geschaltet wird, daß der Strom durch diesen bis auf den Wert .Tull abnimmt und der Thyristor in den sperrfähigen Zustand versetzt wird. Mit diesem Zünden von je einem der Thyristoren 6 oder 7 sowie einem der elektrischen Zweiwegventile 9, 10 oder II beginnt ein Stromfluß durch den Kondensator 8, durch welchen dieser umgladen wird.The mode of operation of the one-capacitor extinguishing device according to the invention is the same for the converter bridge circuits according to points b) and c) Way in that the capacitor 8 charged to a suitable voltage by Ignition of one of the thyristors 6 or 7 as well as one of the electrical two-way valves 9, 10 or 11 in parallel with a current-carrying thyristor to be quenched Converter bridge circuit is switched that the Current through this decreases to the value .Tull and the thyristor in the lockable state is moved. With this ignition of one of the thyristors 6 or 7 as well as one of the electric two-way valves 9, 10 or II, a current begins to flow through the capacitor 8, through which this is reloaded.
Die vorgestellte Erfindung zeichnet sich gegenüber bekannten Schaltungen insbesondere dadurch aus, daß nur ein Kondensator benötigt wird, und daß das aus insgesamt acht Thyristoren, einem Kondensator und gegebenenfalls einer Drossel bestehende Netzwerk an ohnedies vorhandene und meist zugängliche Anschlußp-ukte verschiedenartiger Stromrichterbrückenschaltungen angeschlossen werden kann, wodurch eine Standardisierung bei hoher Flexibilität ermöglicht wird. Weiter kann die Anordnung der acht Thyristoren durch Verwendung moderner, konstruktiv günstiger Bauelementeformen mechanisch einfach und platzsparend gestaltet werden, wodurch sich - wegen des Bedarfs nur eines Kondensators - ein geringer Raumbedarf der Gesamtanordnung ergibt. Parallelgeschaltete Thyristoren können außerdem jeweils gemeinsam gezündet werden, z. B. mittels zweier Sekundärwicklungen der Zündübertrager, wodurch der Schaltungsaufwand für die Ansteuerung klein bleibt.The presented invention is distinguished from known circuits in particular in that only one capacitor is required, and that the out a total of eight thyristors, a capacitor and possibly a choke Network of different types of connection points that are available anyway and are mostly accessible Converter bridge circuits can be connected, creating a standardization is made possible with high flexibility. Furthermore, the arrangement of the eight thyristors mechanically simple by using modern, structurally favorable component shapes and be designed to save space, which - because of the need for only one capacitor - The overall arrangement takes up little space. Thyristors connected in parallel can also be ignited together, e.g. B. by means of two secondary windings the ignition transformer, which means that the circuit complexity for the control remains small.
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DE19792926470 DE2926470A1 (en) | 1979-06-30 | 1979-06-30 | Capacitative quenching circuit for thyristor control - has capacitor between two series thyristors and three parallel paths with antiparallel thyristors |
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DE19792926470 Withdrawn DE2926470A1 (en) | 1979-06-30 | 1979-06-30 | Capacitative quenching circuit for thyristor control - has capacitor between two series thyristors and three parallel paths with antiparallel thyristors |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4597039A (en) * | 1983-09-22 | 1986-06-24 | Solar Refining, Inc. | Switched capacitor induction motor drive |
EP0309919A2 (en) * | 1987-09-30 | 1989-04-05 | Hitachi, Ltd. | A power conversion apparatus |
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1979
- 1979-06-30 DE DE19792926470 patent/DE2926470A1/en not_active Withdrawn
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