DE4206663A1

DE4206663A1 - Multi-pulse rectifier circuit - has transductor winding for similar valve current path phases carried by common core

Info

Publication number: DE4206663A1
Application number: DE19924206663
Authority: DE
Inventors: Walter Dr Ing Mueller
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1991-03-18
Filing date: 1992-03-03
Publication date: 1992-09-24

Abstract

The rectifier circuit has respective rectifier paths (1a) each containing electric valves (5a, 5b, 5c, 7a, 7b, 7c) and transductors (9a, 9b, 9c) in eahc valve current path. At least 2 working windings (17) of the transductors (9a, 9b, 9c) are carried by a common transducto core, together with a common control winding (19). Pref. the tranductor windings (17) carried by the same transductor core are associated with valve current paths for the same phase or pulse group. USE/ADVANTAGE - Reduced overall size of multiple rectifier circuit.

Description

Die Erfindung betrifft eine Mehrpulsgleichrichterschaltung mit elektrischen Ventilen und einsteIlbaren Ventilströmen.The invention relates to a multi-pulse rectifier circuit with electric valves and adjustable valve flows.

Beim Betrieb einer Mehrpulsgleichrichterschaltung im Stark strombereich wird oft eine Einstellbarkeit des abgegebenen Gleichsignals gefordert. Die Einstellbarkeit wird dadurch erzielt, daß in jedem Ventilstrompfad ein spannungsgesteuer ter Transduktor angeordnet ist. Die Steuerwicklungen der einzelnen Transduktoren werden dabei mit einem gemeinsamen Steuersignal beaufschlagt.When operating a multi-pulse rectifier circuit in the Stark current range is often an adjustability of the output DC signal required. This makes the adjustability achieves that a voltage control in each valve current path ter transducer is arranged. The control windings of the individual transducers are combined with a common one Control signal applied.

Eine solche Anordnung weist durch die große Anzahl der Transduktoren ein großes Bauvolumen auf. In Verbindung mit einem Stromrichtertransformator führt dies auch zu einer Vergrößerung des Transformatorkessels, da die Transduktoren mit im Kessel angeordnet werden. Darüber hinaus werden die Kerne der Transduktoren nur schlecht ausgenutzt, da sie im Takt der Netzfrequenz je Periode nur einmal aufmagnetisiert und einmal abmagnetisiert werden.Such an arrangement is characterized by the large number of Transducers on a large volume. Combined with a converter transformer also leads to a Enlargement of the transformer tank because of the transducers can be arranged in the boiler. In addition, the Cores of the transducers are poorly used because they are in the The frequency of the mains frequency is magnetized only once per period and be demagnetized once.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben genannten Nachteile zu verhindern.The invention has for its object the above To prevent disadvantages.

Die Lösung der Aufgabe gelingt mit dem Gegenstand des An spruchs 1. Auf diese Weise kann der Schaltungsaufwand redu ziert werden, wodurch das Bauvolumen ebenfalls verringert wird. Der Erfinder hat nämlich erkannt, daß sich die Sig nalverläufe einiger Ventilstrompfade vorteilhaft ergänzen. The problem is solved with the subject of the contractor pronoun 1. In this way, the circuit complexity can be reduced be decorated, which also reduces the construction volume becomes. The inventor has recognized that the Sig Advantageously supplement the valve profiles of some valve current paths.

Hier setzt die erfindungsgemäße Lösung ein, wodurch eine wesentliche Vereinfachung des Schaltungsaufbaus erzielt wird, was wiederum Einsparungen an Bauteilen zur Folge hat. Der Kern des Transduktors wird mit einer erhöhten Frequenz auf- und abmagnetisiert, wodurch der Kern in seiner mag netischen Wirkung besser ausgenutzt ist.This is where the solution according to the invention comes in, whereby a achieved significant simplification of the circuit structure which in turn leads to savings on components. The core of the transducer is at an increased frequency magnetized up and down, whereby the core likes in its netic effect is better exploited.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung.Further advantages of the invention result from the others Subclaims and from the description.

Dabei zeichnet sich eine bevorzugte Ausführung nach Anspruch 4 durch besonders günstige Baumaße aus.A preferred embodiment is characterized by claim 4 from particularly favorable dimensions.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei spielen näher erläutert. Es zeigtThe invention is illustrated below with reference to embodiments play explained in more detail. It shows

Fig. 1 eine Mehrpulsgleichrichterschaltung mit je einem Transdukter je Dreipuls-Gruppe, Fig. 1 is a multi-pulse rectifier circuit with one Transdukter each three pulse group,

Fig. 2 eine Mehrpulsgleichrichterschaltung als 6-pulsige Saugdrosselschaltung, und Fig. 2 is a multi-pulse rectifier circuit as a 6-pulse suction throttle circuit, and

Fig. 3 eine Mehrpulsgleichrichterschaltung als 6-pulsige Brückenschaltung. Fig. 3 shows a multi-pulse rectifier circuit as a 6-pulse bridge circuit.

Fig. 1 zeigt eine Mehrpulsgleichrichterschaltung 1a, bei der in Sechspuls-Mittelpunktschaltung (Doppelsternschaltung) angeordnete Ventile 5a, 5b, 5c und 7a, 7b, 7c mit Trans duktoren 9a über einen Transformator 11 an die Phasen R, S, T eines Netzes 3 angeschlossen sind. Das Netz 3 ist dabei als dreiphasiges Drehstromnetz ausgebildet. Mit dieser Schaltung soll aus einem Wechselsignal, insbesondere einer Wechselspannung, ein Gleichsignal, insbesondere eine Gleichspannung, erzeugt werden. Der Transformator 11 weist primärseitige Wicklungen 13 auf, die in Dreieck geschaltet sind. Seine sekundärseitigen Wicklungen 13a, 13b, 13c sind unterteilt und weisen jeweils eine Mittelanzapfung 15a, 15b, 15c auf, die zusammengeschaltet einen Minuspol für einen Ausgang 10 bilden. An die freien Enden der unterteilten Wicklungen 13a, 13b, 13c sind jeweils Ventile 5a, 5b, 5c bzw. 7a, 7b, 7c geschaltet, wodurch eine 6-pulsige Gleich richterschaltung gebildet ist. Die mit ihren Kathoden auf einen gemeinsamen Anschlußpol geführten Ventile 5a, 5b, 5c und 7a, 7b, 7c bilden somit den Pluspol der Schaltung. Fig. 1 shows a multi-pulse rectifier circuit 1 a, in the six-pulse center circuit (double star circuit) arranged valves 5 a, 5 b, 5 c and 7 a, 7 b, 7 c with Trans ductors 9 a via a transformer 11 to the phases R. , S, T of a network 3 are connected. The network 3 is designed as a three-phase three-phase network. This circuit is intended to generate a DC signal, in particular a DC voltage, from an AC signal, in particular an AC voltage. The transformer 11 has windings 13 on the primary side, which are connected in a triangle. Its secondary windings 13 a, 13 b, 13 c are subdivided and each have a center tap 15 a, 15 b, 15 c, which when connected together form a negative pole for an output 10 . At the free ends of the divided windings 13 a, 13 b, 13 c valves 5 a, 5 b, 5 c and 7 a, 7 b, 7 c are connected, whereby a 6-pulse rectifier circuit is formed. The valves 5 a, 5 b, 5 c and 7 a, 7 b, 7 c, which are guided with their cathodes onto a common connecting pole, thus form the positive pole of the circuit.

Je Dreipuls-Gruppe ist hier jeweils ein gemeinsamer Trans duktor 9a zur Stromeinstellung vorgesehen. Die Transduktoren 9a weisen dabei für jede Phase eine Arbeitswicklung 17 auf, die jeweils in den Strompfad eines Ventiles 5a, 5b, 5c bzw. 7a, 7b, 7c geschaltet ist. Je Transduktor 9a ist ein ge meinsamer Kern (nicht näher dargestellt) für die Arbeits wicklungen 17 und eine gemeinsame Steuerwicklung 19 vorge sehen. Die Steuerwicklungen 19 der beiden Transduktoren 9a werden dabei an ihren (gemeinsamen) Steueranschlüssen 19a bevorzugt mit demselben Steuersignal beaufschlagt. Sie sind dazu in Reihe geschaltet.For each three-pulse group, a common trans ductor 9 a is provided for current setting. The transducers 9 a have a working winding 17 for each phase, which is connected in each case in the current path of a valve 5 a, 5 b, 5 c or 7 a, 7 b, 7 c. Each transducer 9 a is a common core (not shown in detail) for the working windings 17 and a common control winding 19 . The control windings 19 of the two transducers 9 a are preferably acted upon at their (common) control connections 19 a with the same control signal. To do this, they are connected in series.

Eine wesentliche Ersparnis liegt bei dieser Anordnung in der Verringerung der Kerne. Bisher wurde jeweils ein gesonderter mit einem eigenen Kern versehener Transduktor pro Phase vorgesehen. Bei der vorliegenden Ausführung genügt nur ein Kern je Dreipuls-Gruppe. Die galvanische Trennung zwischen den Strompfaden der Ventile 5a, 5b, 5c und 7a, 7b, 7c bleibt dabei erhalten. Dazu ist es beispielsweise möglich, einen herkömmlichen Kern mit zwei oder mehr Arbeitswicklungen (konstruktiv in Form durchgesteckter Hochstromschienen) zu versehen und somit die Schaltfolgefrequenz der Kerne zu verdoppeln bzw. je nach Stromrichterschaltung zu verviel fachen. Dadurch wird die Anzahl der insgesamt verwendeten Kerne reduziert.A significant saving in this arrangement is the reduction in the number of cores. So far, a separate transducer with its own core has been provided for each phase. In the present embodiment, only one core per three-pulse group is sufficient. The electrical isolation between the current paths of the valves 5 a, 5 b, 5 c and 7 a, 7 b, 7 c is retained. For this purpose, it is possible, for example, to provide a conventional core with two or more working windings (structurally in the form of inserted high-current bars) and thus to double the switching frequency of the cores or to multiply them depending on the converter circuit. This reduces the number of cores used in total.

Fig. 2 zeigt eine Mehrpulsgleichrichterschaltung 1b in 6-pul siger Saugdrosselschaltung. In dieser Ausführung ist der Transformator 11a mit einer Saugdrossel 14a versehen. Die Saugdrossel 14a kann mit im Kessel des Transformators 11a (auch Stromrichtertransformatorkessel genannt) eingebaut sein. Die Saugdrossel 14a ist - wie gezeigt - zwischen die Teilwicklungen der sekundärseitigen Wicklungen 13a, 13b, 13c geschaltet. Je Phase ist ein Transduktor 9a, 9b, 9c vorge sehen. Jeder Transduktor 9a, 9b, 9c weist also zwei Arbeits wicklungen 17 und eine Steuerwicklung 19 auf. Die Steuer wicklungen 19 der Transduktoren 9a, 9b, 9c sind an ihren Steueranschlüssen 19a wiederum mit dem gleichen Steuersignal beaufschlagt. Die Steuerwicklungen 19 sind dazu in Reihe geschaltet. Fig. 2 shows a multi-pulse rectifier circuit 1 b in 6-pul siger throttle circuit. In this embodiment, the transformer 11 a is provided with a suction throttle 14 a. The suction throttle 14 a can be installed in the boiler of the transformer 11 a (also called converter transformer tank). The suction throttle 14 a is - as shown - connected between the partial windings of the secondary windings 13 a, 13 b, 13 c. For each phase, a transducer 9 a, 9 b, 9 c is easily seen. Each transducer 9 a, 9 b, 9 c thus has two working windings 17 and a control winding 19 . The control windings 19 of the transducers 9 a, 9 b, 9 c are in turn applied to their control connections 19 a with the same control signal. The control windings 19 are connected in series.

Fig. 3 zeigt eine weitere Mehrpulsgleichrichterschaltung 1c in 6-pulsiger Brückenschaltung. Dazu sind an die sekundär seitigen Wicklungen 13a, 13b, 13c einer jeden Phase R, S, T des Transformators 11b jeweils zwei entgegengesetzt gepolte Arbeitswicklungen 17 angeschlossen. Die jeweiligen zwei Arbeitswicklungen 17 sind jeweils zusammen mit einer ge meinsamen Steuerwicklung 19 Teil eines Transduktors 9a, 9b, 9c. Die Steuerwicklungen 19 sind dabei in Reihe an ein Steuergerät 20 angeschlossen, das zum Einstellen des Steuersignals dient. Diese Darstellung gilt sinngemäß auch für die obigen Ausführungsbeispiele. Jede Arbeitswicklung 17 ist jeweils mit einem Ventil 5a, 5b, 5c bzw. 7a, 7b, 7c in Reihe geschaltet, welche mit ihren Anoden bzw. Kathoden den Minus- bzw. Pluspol des Ausgangs 10 bilden. Bei dieser Ausführung ist also die Zuordnung der Transduktoren 9a, 9b, 9c phasenbezogen, während bei den Fig. 1 und 2 die Zu ordnung pulsgruppenbezogen ist. Fig. 3 shows a further multi-pulse rectifier circuit 1 c in 6-pulse bridge circuit. For this purpose, two oppositely polarized working windings 17 are connected to the secondary-side windings 13 a, 13 b, 13 c of each phase R, S, T of the transformer 11 b. The respective two working windings 17 are together with a common control winding 19 part of a transducer 9 a, 9 b, 9 c. The control windings 19 are connected in series to a control unit 20 , which is used to set the control signal. This representation also applies analogously to the above exemplary embodiments. Each working winding 17 is connected in series with a valve 5 a, 5 b, 5 c or 7 a, 7 b, 7 c, which form the negative or positive pole of the output 10 with their anodes or cathodes. In this embodiment, the assignment of the transducers 9 a, 9 b, 9 c is phase-related, while in FIGS . 1 and 2 the assignment is related to pulse groups.

Bei der Ausbildung eines Transduktors mit mehreren Arbeits wicklungen je Kern sollte berücksichtigt werden, daß die Ströme in den zusammengefaßten Strompfaden sich nicht überlappen. Diese Voraussetzung ist in den vorliegenden Schaltungen in Fig. 1 bis 3 stets erfüllt. Die beim Auf- und Abmagnetisieren auftretenden Signalimpulse steuern dann nur jeweils den aktiven Ventilzweig. In den jeweils stromlosen Ventilzweigen überlagern sie sich den an den Ventilen 5a, 5b, 5c bzw. 7a, 7b, 7c anliegenden Sperrspannungen. Die Kerne werden bei den vorliegenden Ausführungen optimal ausgenutzt, da sie im Takt der Netzfrequenz je Periode mehrfach auf- und abmagnetisiert werden.When forming a transducer with several working windings per core, it should be taken into account that the currents in the combined current paths do not overlap. This requirement is always met in the present circuits in FIGS. 1 to 3. The signal pulses occurring during the up and down magnetization then only control the active valve branch. In the currentless valve branches, they overlap the blocking voltages applied to the valves 5 a, 5 b, 5 c and 7 a, 7 b, 7 c. The cores are optimally used in the present versions, since they are magnetized up and down several times per period in line with the mains frequency.

Claims

1.Multi-way rectifier circuit ( 1 a, 1 b, 1 c) with electric valves ( 5 a, 5 b, 5 c; 7 a, 7 b, 7 c), in whose valve current paths for current setting one working winding ( 17 ) of a transducer ( 9 a, 9 b, 9 c) is connected, at least two working windings ( 17 ) being arranged together with a common control winding ( 19 ) on a common transducer core.

2. Multi-way rectifier circuit according to claim 1, wherein the arranged on the common transducer core working windings ( 17 ) valve current paths are each assigned to the same phase.

3. Multi-way rectifier circuit according to claim 1, wherein the arranged on a common transducer core working windings ( 17 ) valve current paths are each assigned to the same pulse group.

4. Multi-way rectifier circuit according to one of claims 1 to 3, wherein coupling to a network ( 3 ) via a transformer ( 11 , 11 a, 11 b) and wherein the transformer ( 11 , 11 a, 11 b) and the transducer cores with their respective working windings ( 17 ) and the common control windings ( 19 ) are arranged in a common boiler, in particular a converter transformer tank in particular.