DE3616312C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ansteuerung gegenparalleler Thyristoren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-Z ETZ-A, Band 95 (1974), Seiten 446-449, bekannt. Dabei werden die antiparallel geschalteten Thyristoren eines auf eine Transformatorlast arbeitenden Wechselstromstellers mit Langimpulsen angesteuert. Die Zeit, während der ein Steuerimpuls auf den Steueranschluß eines der Thyristoren gegeben wird, kann dabei 180° in der Periode der am Thyristor anliegenden Wechselspannung betragen. Das ist bei einer Frequenz von 50 Hz eine Zeit von 10 ms. Diese Langimpulse sind in ihrem Anfang gegenüber dem Nulldurchgang der Wechselspannung um einen Winkel α, den sogenannten Steuerwinkel, verschiebbar, so daß durch diesen Phasenanschnitt der Effektivwert der Transformatorspannung veränderbar ist. Wird der Steuerwinkel verschoben, d. h. tritt ein Phasenanschnitt auf, sind die Steuerimpulse kürzer als 180°, da das Ende der Impulse festliegt.

Aus der DE-Z ETZ-B, Band 26 (1974), Seiten 429-433, ist es auch bekannt, die Thyristoren eines Thyristorstellers mit Kurzimpulsen zu zünden. Da im Falle einer induktiven Last der gezündete Thyristor erst bei 270°C löscht und der zweite Thyristor erst zu diesem Zeitpunkt gezündet werden kann, muß der Zündimpuls des zweiten Thyristors entsprechend in seiner Dauer verlängert werden.

Nach der DE-Z de/ der elektromeister + deutsches elektrohandwerk 1986, S. 822-824, insbesondere S. 822, Sp. 3, Abs. 3 ist es bei einem Wechselstromsteller mit induktiver Last bekannt, daß die notwendige Steuerimpulsdauer 180°-α beträgt.

Sind die Steuerimpulse nicht lang genug, besteht durch unterschiedliche Halteströme der Thyristoren in den beiden Stromrichtungen die Gefahr einer einseitigen Magnetisierung des Transformators. Um in allen Betriebsfällen einen sicheren Betrieb zu gewährleisten, müßten die Steuerimpulse in ihrer Dauer derart verlängert werden, daß sie erst etwa bei 270° der Periode der Wechselspannung abgebrochen werden. Dann wäre auch ein sicheres Zünden der Thyristoren des Wechselstromstellers gesichert, wenn der nachgeschaltete Transformator im Leerlauf arbeitet. Bei einer Frequenz von 50 Hz ergeben sich dann aber Steuerimpulse mit einer Länge von 15 ms. Das jedoch führt zu großen Zündimpulsübertragern für die Steuerimpulse und zu großen Ansteuerleistungen. Außerdem tritt bei einem derartig langen Steuer­ impuls bei einer ohmschen Last auf der Sekundärseite des mit den Thyristoren verbundenen Transformators ja eine Ansteuerung der Thyristoren auch während der Sperrphase auf, was wiederum zu erhöhten Sperrverlusten in den Thyristoren führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem für alle Betriebszustände eine sichere Ansteuerung der Thyristoren gewährleistet ist, trotzdem der Aufwand für die Zündimpulsüber­ trager nicht vergrößert wird und auch keine erhöhten Verluste im Steuerkreis auftreten.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 gekenn­ zeichneten Merkmale gelöst.

Dieses Verfahren läßt damit auf vorteilhafte Weise in allen Betriebszuständen bei unterschiedlicher Tranformatorlast eine sichere Ansteuerung der gegen­ parallelen Thyristoren zu.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung ist im Anspruch 2 gekennzeichnet.

Das Verfahren soll im folgenden anhand der Zeichnung für ein Ausführungs­ beispiel erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 das Prinzipschaltbild eines Wechselstromstellers, der auf eine Trans­ formatorlast arbeitet und

Fig. 2a bis 2g den zeitlichen Verlauf der an dem Wechselstromsteller anliegenden Wechselspannung und der Steuerimpulse für den in Fig. 1 gezeigten Wechselstromsteller bei unterschiedlichen Steuerwinkeln.

In Fig. 1 sind zwei gegenparallel geschaltete Thyristoren V 1, V 2 eines auf einen Transformator T arbeitenden Wechselstromstellers (Primär­ stellers) dargestellt. An dem Wechselstromsteller liegt eingangsseitig die Wechselspannung U ∼. Die Thyristoren V 1, V 2 werden abwechselnd durch Ansteuerung mit Dauer-Steuerimpulsen i _{SV 1} bzw. i _{SV 2} in den leitenden Zu­ stand gesteuert.

Fig. 2a zeigt den zeitlichen Verlauf der sinusförmigen Wechselspannung U ∼ während der Zeit t.

In den Fig. 2b und 2c sind für einen Steuerwinkel α _min = 15° die Steuerimpulse i _{SV 1} und i _{SV 2} in ihrer zeitlichen Lage zum Verlauf der Wechselspannung U ∼ in Fig. 2a aufgezeigt. Der den Phasenanschnitt beim Zünden der Thyristoren V 1 bzw. V 2 bestimmende Steuerwinkel α ist dabei vom Nulldurchgang der Wechselspannung U ∼ gerechnet.

Bei einem Phasenanschnitt bis zu einem Steuerwinkel von α = 90° wird die Länge jedes Steuerimpulses i _{SV 1} bzw. i _{SV 2} konstant auf 180°, also auf die Dauer einer halben Periode der Wechselspannung U ∼, gehalten. Das ist für einen Steuerwinkel α = 90° in den Fig. 2d bzw. 2e für die Steuerimpulse i _{SV 1} bzw. i _{SV 2} dargestellt. Die Impulse sind mithin bei einer Frequenz von 50 Hz der Wechselspannung U ∼ 10 ms lang.

Wird der Phasenanschnitt weiter vergrößert, d. h. geht der Steuerwinkel α über 90° hinaus, wird das Impulsende der Steuerimpulse auf 270° fixiert. Die Steu­ erimpulse werden in ihrer Dauer demgemäß kürzer, was z. B. für den Fall eines Steuerwinkels von α = 150° in den Fig. 2f bzw. 2g für die Steuer­ impulse i _{SV 1} bzw. i _{SV 2} gezeigt ist.

Damit ist sichergestellt, daß auch im Fall eines leerlaufenden Transformators T (Fig. 1) ausreichend lange Impulse vorhanden sind, während bei einer ohmschen Last auf der Ausgangsseite des Transformators T die Thyristoren nicht während der Sperrphase angesteuert werden.

Die hier bei einer einphasigen Spannung beschriebene Verfahrensweise gilt sinngemäß auch für drei bzw. mehrphasige Systeme.

Claims (2)

1. Verfahren zur Ansteuerung gegenparalleler Thyristoren eines eine Transformatorlast speisenden Wechselstromstellers durch im Phasenanschnitt der anliegenden Wechselspannung verschiebbare Dauer-Steuerimpulse, dadurch gekennzeichnet, daß bis zu einem Phasenanschnitt mit einem (vom Nulldurchgang der Wechselspannung am jeweiligen Thyristor (V 1, V 2) gerechneten) Steuerwinkel von 90° die Länge jedes Steuerimpulses (i _{SV 1}, i _{SV 2} ) konstant gehalten und bei Steuerwinkeln über 90° jeder Steuerimpuls (i _{SV 1}, i _{SV 2} ) bei 270° der Wechselspannungsperiode abgebrochen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bis zu dem Steuerwinkel von 90° jeder Steuerimpuls (i _{SV 1}, i _{SV 2} ) konstant in seiner Länge auf die Dauer einer Halbperiode der Wechselspannung gehalten wird.