DE4007579C1 - Low current control circuitry for thyristor setter - discharges capacitor to trigger dials via current regulating stages working practically independent of supply voltage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerschaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige Steuer­ schaltungsanordnung ist aus der DE 35 18 807 C2 bekannt.

Nachteilig bei dieser bekannten Lösung ist die hohe Stromauf­ nahme der dortigen Stromregelstufe und die dadurch bedingte hohe Verlustleistung ihres Regeltransistors bei hoher Netz­ spannung. Außerdem erreicht der Zündkondensator je nach Phasenlage der Netzspannung im Einschaltaugenblick u.U. unter schiedliche negative Spannungen, was zu unerwünschten Spannungs­ stößen der Ausgangsspannung führen kann. Um diesen Nachteil zu beseitigen, war bisher ein verzögertes Anlegen der Umlade­ spannung notwendig. Schließlich war bei der bekannten Lösung der Bauteileaufwand nachteilig.

Mit der gemäß des Kennzeichens des Anspruchs 1 ausgebildeten erfindungsgemäßen Lösung werden nicht nur die o. g. Nachteile beseitigt, sondern wegen des geringen Energiebedarfs kann bei einer mehrphasigen Lösung ein Aufbau ohne Netzmittelpunkt­ leiter und mit verkleinertem Gerätevolumen erfolgen.

Die Aufladung des Zündkondensators bei einer Phasenanschnitt­ steueranordnung über eine Stromregelstufe ist aus der DE-PS 26 29 831 bekannt. Die vollständige Entladung des Zündkondensators eines Steuersatzes ist aus der DD-PS 77 020 bekannt.

Anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungs­ beispiele sei die Erfindung näher erläutert.

Es zeigen Bild 1 eine einphasige, Bild 2 eine dreiphasige Lösung.

Entsprechend Bild 1 wird ein Zündkondensator 1 nicht über Festwiderstände erst negativ aufgeladen und dann wiederum über Widerstände umgeladen, sondern es erfolgt sowohl die Entladung des Kondensators 1 auf 0 Volt als auch die Aufladung bis zur Zündspannung eines Diacs über Stromregel­ stufen 2, 4, deren Strom praktisch unabhängig von der anliegenden Netzspannung ist. Die Entladung des Zündkon­ densators 1 in der Phase negativer Anodenspannung des Tyhristors erfolgt über die Stromregelstufe 2, wobei eine Diode 3 eine unterschiedliche Aufladung des Kondensators 1 je nach vorhandener Netzspannung verhindert, indem es die Kondensatorspannung auf Null festhält. Der Einsatz einer Stromregelstufe auch in der Entladephase hat den Vorteil, daß bei niedriger Netzspannung der gleiche niedrige Strom fließt, wie bei einer hohen Netzspannung. Die Verlust­ leistung kann so gering gehalten werden.

Sobald die Netzspannung umpolt, fließt ein Ladestrom über die Lade-Stromregelstufe 4, ebenfalls wieder unabhängig von der Höhe der Netzspannung und verlustarm.

Da bei Betriebsspannungen bis 400 Volt Wechselspannung zwischen Masse und Anschluß Ph bis etwa 600 Volt Spitzen­ spannung auftreten, werden die Stromregelstufen als Reihenschaltungen von Transistoren aufgebaut; die an­ liegende Spannung wird also entsprechend halbiert, ge­ drittelt usw. Um die positive Steuerspannung aus der Stromregelstufe 2 verwenden zu können, wird die unterste Stufe der Lade-Stromregelstufe 4 in Basisschaltung be­ trieben. Damit steht auch für weitere Eingangsstufen eine positive Hilfsspannung zur Verfügung, wie dies in Bild 2 mit einem Kondensator 10 parallel zu einer Zenerdiode 11 dargestellt ist.

Ein in der Emitterzuleitung liegender Stellwiderstand 5 ermöglicht die Einstellung des Stromes und damit einen Ausgleich der Toleranzen der Bauteile. An diesem Wider­ stand wird bei mehrphasigen Schaltungen der Phasengleich­ lauf eingestellt.

Vorteilhaft ist ferner, daß die Steuerung am Emitter - im Gegensatz zur bekannten Lösung - mit niedrigen Spannungen erfolgt und damit ein dichter Platinenaufbau mit kleineren Bauelementen möglich ist.

Bild 2 zeigt eine Anwendung des Grundprinzips bei einer dreiphasigen Steueranordnung.

Zur Steuerung der Thyristoren der drei Phasen werden drei Stromregelstufen 4 für die Kondensatorladung und eine gemeinsame Stromregelstufe 2, gespeist aus einer dreiphasigen Einweg-Gleichrichterschaltung 19, für die Entladung einge­ setzt.

In Reihe zur Stromregelstufe 2 liegt der Kondensator 10, an dem sich mit Hilfe von Widerständen 7, 8, 9 eine positive Spannung, begrenzt durch die Zenerdiode 11, unabhängig vom Zündwinkel aufbauen kann. Über einen Steller 15 wird eine Integrations­ stufe mit einem Transistor 12 gespeist, deren Zeit durch einen Kondensator 13 und einen Einstellwiderstand 14 einstellbar ist.

Nach dem Einschalten der Netzspannung baut sich am Konden­ sator 10 eine Spannung auf. Der Transistor 12 erhält seine Kollektorspannung und wird leitend. Damit aber begrenzt er die Spannung an den Emittern der Ladestromregelstufen 4. Mit dem Aufladen des Kon­ densators 13 erhöht sich stetig die Spannung am Kollektor des Transistors 12 und damit die Spannung an den Emittern. Die Ladeströme steigen und der Phasenanschnittwinkel an den Thyristoren wird verringert, die Spannung am Verbraucher U, V, W erhöht sich.

Je nach Stellung des Abgriffs des Stellers 15 wird beim Einschalten der Netzspannung entweder keine (Stellerabgriff am kollektorseitigen Anschluß von Transsitor 12) oder eine beliebige Spannung sofort an den Emittern vorhanden sein und damit der Verbraucher eine beliebig große Spannung sofort erhalten. Mit dem Hochlaufen der Kollektorspannung erreicht dann die Spannung an den Emittern wieder ihren Endwert und der Verbraucher seine volle Spannung.

Bei Anlaufsteuergeräten für Drehstromasynchronmotoren wird nach dem Hochlaufen des Motors meist gewünscht, daß ein Schütz die Anlaufelektronik überbrückt und damit die Er­ wärmung der Thyristoren und etwaige Störspannungen durch das Zünden der Thyristoren vermieden werden. Dieses Schütz wird durch ein Relais 17 geschaltet, welches nach dem Hoch­ lauf der Integratorstufe 12, 13, 14 anzieht.

Bei bisherigen Schaltungen wurden dafür normale Relais ein­ gesetzt, die nach dem Anzug ständig einen hohen Stromver­ brauch haben und eine entsprechende Auslegung der Speisen­ schaltung erforderten.

Dagegen wird hier vorteilhaft als Relais 17 ein gepoltes Relais eingesetzt, welches über eine elektronische ein- und ausgeschaltet wird. Damit benötigt das Relais 17 den Dauerbetrieb keinen Strom und die Schaltung braucht nur für die Bedürfnisse der Zündimpulserzeugung ausgelegt zu werden.

Claims (8)

1. Steuerschaltungsanordnung für einen Thyristorsteller für einen großen Netzspannungsbereich mit einer Kondensator­ entladung über einen Diac, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator (1) in der negativen Anodenspannungs­ halbwelle durch einen negativen Strom einer ersten Strom­ regelstufe (2) unter Einschaltung einer Begrenzerdiode (3), auf eine Spannung von annähernd 0 Volt ent­ laden wird und in der positiven Anodenspannungshalb­ welle die Kondensatoraufladung über eine zweite Strom­ regelstufe (4) erfolgt, deren Strom in Steuerabhängigkeit von einer Steuergleichspannung (6) den Phasenanschnitt­ winkel bestimmt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromregelstufen (2, 4) jeweils aus mindestens zwei Transistor-Stufen in Reihenschaltung bestehen.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei einer mehrphasigen Anordnung für jede Phase eine zweite Stromregelstufe (4) und für alle Phasen gemeinsam eine erste Stromregelstufe (2) vorgesehen ist, wobei die zweiten Stromregelstufen (4) eingangsseitig jeweils einen Steller (5) zum Abgleich des Phasengleichlaufs auf­ weisen.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Drehstromnetzen ohne Mittelpunktleiter mittels Widerständen (7, 8, 9) an einem Kondensator (10) eine durch eine Zenerdiode (11) be­ grenzte Hilfsspannung bereitsteht, deren Höhe unab­ hängig von der jeweiligen Netzspannung und dem vor­ handenen Phasenanschnittwinkel ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß durch den Einsatz einer Integratorstufe, bestehend aus einem Transistor (12) einem Kondensator (13) und einem Stellwiderstand (14) für die Ansteuerung der Thyristoren nach dem Einschalten der Netzspannung zeitabhängig eine steigende Ausgangsspannung erzielt wird.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mittels eines weiteren Stellwiderstands (15) nach dem Einschalten der Netzspannung ein der Höhe nach einstellbarer Spannungssprung am Ausgang (U, V, W) erzeugt wird.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Kondensator (18) während des Spannungshochlaufs aufgeladen und die gespeicherte Energie zum Anzug eines Relais (17) vorgesehen ist.

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß anstelle der Integratorstufe (12, 13, 14) andere Stell- oder Regelstufen vorsehbar sind, deren Strom­ versorgung der Kondensator (10) übernimmt.