DK157964B - Styrekredsloeb til ekstra kommuteringskredsloeb - Google Patents

Description

DK 157964 B

Opfindelsen vedrører en vekselretter til omsætning af jævnstrømsenergi til vekselstrømsenergi for afgivelse til en belastning og med mindst to hovedhalvlederomkoblingsorganer, der er koblet i serie over jævnstrømsforsyningsklemmer, idet en belastning kan tilsluttes 5 et knudepunkt mellem disse hovedomkoblingsorganer, kommuterings-organer, der har to hovedkondensatorer, som er koblet i serie over jævnstrømsforsyningsklemmerne, idet knudepunktet mellem disse hovedkondensatorer kan forbindes til knudepunktet mellem hovedhalvlederom-koblingsorganerne via en spole og to parallelforbundne, men modsat 10 rettede kommuteringsomkoblingsorganer, hjælpekondensatorer og hjæl- pekommuteringsomkoblingsorganer, der er koblet i serie, parallelt med hovedkondensatorerne, styrekurveformsgeneratororganer, der er forbundet til hovedhalvlederomkoblingsorganerne til hjælpekommuteringsom-koblingsorganerne og til kommuteringsomkoblingsorganerne til aktive-15 ring af disse, idet hver af hovedhalvlederomkoblingsorganerne aktiveres med en forudbestemt tidsforsinkelse efter aktiveringen af kom-muteringsomkoblingsorganerne for at gøre de andre hovedhalvlederom-koblingsorganer ikke-ledende, samt en belastningsstrømdetektor, idet styrekurveformsgeneratororganerne er indrettet til at reagere på en 20 af belastningsstrømdetektoren detekteret overstrømstilstand til samtidig aktivering af hjælpekommuteringsomkoblingsorganerne og det tilhørende kommuteringsomkoblingsorgan.

Vekselrettere er almindeligt kendte og er indretninger, der omsætter elektrisk jævnstrømsenergi fra f.eks. en brændselscelle eller lignen-25 de til elektrisk vekselstrømsenergi, der er velegnet til brug for forsyningsselskaber eller andre brugere af elektrisk energi. De fleste vekselrettere indeholder i det mindste ét par hovedomkob-lingselementer, og ved skiftevis aktivering af hvert af omkoblings-elementerne løber der elektrisk energi fra jævnstrømskilden gennem en 30 belastning i én retning og dernæst i den modsatte retning for dannelse af en vekselstrømsgrundfrekvenskurveform.

Der kan benyttes mange forskellige typer af omkoblingsindretninger i en vekselretter som et omkoblingselement til reversering af strømmen gennem belastningen. Halvlederomskiftere, såsom tyristorer, benyttes 35 ofte i moderne vekselrettere, og denne type indretning er i alt væsentligt ensrettet, så at højenergistrømimpulserne kun kan passere i én retning gennem halvlederomskifteren fra indgangsklemmen til udgangsklemmen, når omskifteren tændes af et styresignal. Visse halvle-

DK 157964B

2 deromskiftere vil, som det er kendt, ikke skifte øjeblikkeligt fra en ledende tilstand til en ikke-ledende tilstand ved fjernelsen af styresignalet fra styreklemmen, men kræver, at størrelsen af den øjeblikkelige strøm, der passerer gennem halvlederomskifteren, reduceres 5 til tilnærmelsesvis nul for at tillade, at halvlederomskifteren skifter til sin afbrudte eller ikke-ledende tilstand.

Den proces, ved hvilken strømmen reverseres til nul, kendes som "kom-mutering", og der er blevet foreslået talrige kredsløbskonfigurationer til denne funktion. Mange kommuteringskredsløb virker ved tilfør-10 sel af en kommuteringsimpuls til belastningen fra en lagringsindretning, såsom en kondensator eller en resonanskreds, i et tidsrum, der er større end halvlederomskifterens slukningstid. Eftersom belastningsstrømmen i dette tidsrum tilføres af kommuteringskredsløbets lagringsindretning falder størrelsen af strømmen til halvlederomskif-15 teren til nul i et tidsrum, der er tilstrækkeligt til at tillade skift til ikke-ledende tilstand.

Det er velkendt, at mængden af energi lagret i kommuteringskondensa-toreme er en funktion af værdien af eller kapaciteten af kondensatorerne samt af spændingen påtrykt kondensatoren. Den mængde lagret 20 energi, der kræves til kommutering af hovedhalvlederomskifterne er imidlertid proportional med størrelsen af strømmen gennem disse, dvs. jo større belastningsstrømmen er, desto mere lagret energi kræves der til kommutering af halvlederomskifterne. Følgelig vælges værdien af kommuteringskondensatoren eller -kondensatorerne ofte på grundlag af 25 den største værdi af belastningsstrømmen, som skal kunne kommuteres, idet kommuteringskondensatorerne derefter dimensioneres således, at den nødvendige kommuteringsimpuls kan tilvejebringes.

Der kendes også vekselrettere, som har et kommuteringskredsløb, der har en ekstra del, som kun er virksom under overstrømsforhold. Mæng-30 den af elektrisk energi, som lagres og aflades under hver kommute-ringsperiode, reduceres, idet der kun skal lagres den mængde energi, som kræves til en normal kommutering. Under spidsbelastnings- eller andre overstrømsforhold, som resulterer i en stor øjebliksværdi af belastningsstrømmen under hovedhalvlederomskifternes kommuteringspe-35 riode, tilføres der imidlertid ekstra energi, som er lagret af den ekstra del af kommuteringskredsløbet som supplement til den normale kommuteringsimpuls.

DK 157964 B

3

Af speciel interesse er dansk patentansøgning nr. 3257/79, i hvilken der er vist en vekselretter med et ekstra kommuteringskredsløb af impulskommuteret brovekselrettertypen, i hvilket der lagres ekstra kommuteringsenergi på et par modsat opladede kondensatorer. Omkob-5 lingselementer i serie med kondensatorerne aktiveres som svar på en detekteret overstrømstilstand for tilvejebringelse af yderligere lagret energi under kommuteringen.

Af speciel interesse er desuden USA patent nr. 3.249.844, i hvilket en vekselretters belastningsstrøm detekteres for styring af omkob-10 lingselementer til indsættelse af ekstra kommuteringskondensatorer, når belastningstrømkravet forøges. Det er vigtigt at bemærke sig, at disse ekstra kondensatorer (henvisningsbetegnelserne 30 - 32 på tegningen) kobles til vekselretterkredsløb parallelt med den kontinuerligt virkende kondensator (henvisningsbetegnelsen 27 på tegningen), 15 når ekstrakondensatorerne er i en uopladet tilstand. Dette er bemærkelsesværdigt, eftersom der uden lagret energi i ekstrakondensatorerne ikke er den forøgede mængde energi til rådighed, som kræves for slukning af en spidsbelastningsstrøm gennem en tyristor, hvorfor tyristoren ikke kan kommuteres til sin slukkede tilstand. I virkelig-20 heden kan indsættelsen af en uopladet ekstrakondensator i kommute- ringskredsløbet på et tidspunkt, når der optræder en spidsbelastning, have en i høj grad uheldig virkning, idet den ladning, der kræves af ekstrakondensatoren, formindsker den kommuteringsenergi, som er til rådighed for slukning af hovedtyristoren.

25 Af speciel interesse er ligeledes offentliggjort europæisk patentansøgning nr. EP-A-0009034, i hvilket der er vist et kommuteringskredsløb, som har i det mindste to dele med forskellig energiopladningskapacitet, som hver er beregnet til et bestemt indgangsspændingsniveau.

Én del af kommuteringskredsløbet er passende dimensioneret til kommu-30 tering af størrelsen af belastningsstrømmen ved mindre belastninger, medens den anden del af kommuteringskredsløbet er dimensioneret til kommutering af tyristorstrømmen under store belastningsstrømniveauer.

I denne patentansøgning er der beskrevet et styrekredsløb til detektering af niveauerne af jævnstrømsindgangsspændingen samt en strøm-35 detektor for at tillade omskiftningen mellem de to dele af kommuteringskredsløbet på et tidspunkt, hvor belastningsstrømmen er i alt væsentligt nul.

DK 157964B

4

Af speciel interesse er desuden offentliggjort fransk patentansøgning nr. FR-A 2008591, i hvilket der er vist en vekselretter, der har et kommuteringskredsløb med kondensatorer, som er forbundet i serie over jævnstrømsforsyningskilden, idet knudepunktet mellem kondensatorerne 5 er forbundet til knudepunktet mellem de to serieforbundne hovedtyristorer, der er forbundet over jævnstrømsforsyningskiIden, via en spole og to parallelforbundne, men modsat rettede tyristorer. Denne fra offentliggjort fransk patentansøgning nr. FR-A 2008591 kendte vekselretter har imidlertid ikke hjælpekondensatorer og hjælpekommu-10 teringsomkoblingsorganer, og følgelig skal kondensatorerne i denne kendte vekselretter altid have en oplagret energimængde, der er tilstrækkelig til selv under spidsbelastnings- eller andre overstrøms-forhold at kommutere vekselretterens hovedtyristorer.

Et specielt problem ved et ekstra kommuteringskredsløb, som indkobler 15 ekstra kapacitet i en normal kommuteringscyklus, er, at den variation i resonansfrekvens eller tidskonstant, der optræder som følge af ændringen i kapacitet, skal vurderes ved aktiveringen af omskifterne eller omkoblerne. Eftersom kommuteringsstrømimpulsernes tidskonstant eller tidsperiode er blevet ændret, falder nulgennemgangspunktet for 20 kommuteringsstrømimpulsen ikke længere sammen med det oprindelige ty-ristoromkoblingspunkt, og opbygningsimpulsen begynder følgelig for tidligt, hvilket medfører en ombygningsimpuls af for stor amplitude.

Formålet med den foreliggende opfindelse er at tilvejebringe en vekselretter af den ovenfor angivne art, i hvilken det ovenfor angivne 25 problem i forbindelse med vekselretterens ekstra kommuteringskreds-løb, dvs. ændringen af kommuteringsstrømimpulsernes tidskonstant som følge af parallelkoblingen af hovedkondensatorerne og hjælpekondensatorerne , elimineres.

Dette formål opnås ved hjælp af en vekselretter af den ovenfor an-30 givne type, der i overensstemmelse med opfindelsen er ejendommelig ved, at styrekurveformsgeneratororganerne har organer, der er indrettet til på en af belastningsstrømdetektoren detekteret overstrømstilstand at forøge den forudbestemte tidsforsinkelse for aktivering af hovedhalvlederomkoblingsorganerne til kompensation for ændringen i 35 resonansfrekvensen for kommuteringsorganerne ved parallelkoblingen af den ene af hjælpekondensatoreme og den tilhørende hovedkondensator.

\ 5

DK 157964 B

Vekselretteren ifølge den foreliggende opfindelse kan i overensstemmelse med en foretrukken udførelsesform have niveaudetektororgåner, der er indrettet til afhængigt af strømdetektoren at sammenligne størrelsen af de negative og positive udgangsstrømniveauer fra vek-5 selretteren med et referenceniveau og til at tilvejebringe et udgangssignal til styrekurveformsdetektoren i tilfælde af, at størrelsen af det negative eller positive strømniveau overstiger dette referenceniveau.

For at sikre, at hjælpekondensatorerne altid er korrekt opladet, er 10 styrekurveformsgeneratororganerne i overensstemmelse med en yderligere udførelsesform for vekselretteren ifølge opfindelsen indrettet til at fortsætte den samtidige aktivering af hjælpekommuteringsomkob-lingsorganerne og forøgelsen af den forudbestemte tidsforsinkelse i mindst tre kommuteringsperioder. Den samtidige aktivering af hjælpe -15 kommuteringsomkoblingsorganerne og forøgelsen af den forudbestemte tidsforsinkelse i mindst tre kommuteringsperioder sikrer, at hjælpekondensatorerne oplades korrekt i løbet af disse mindst tre kommuteringsperioder, efter at den af belastningsstrømdetektoren detekterede overstrømstilstand er ophørt.

20 Opfindelsen vil i det følgende blive nærmere forklaret under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 viser et blokdiagram over en styrekredsløbsudformning til en effektvekseleretter ifølge opfindelsen sammen med et kommuterings-kredsløb, der har en ekstra del, og 25 fig. 2 et diagram, som viser kurveformerne i forskellige punkter i fig. 1 under driften af en effektvekselretter ifølge opfindelsen.

I fig. 1 er der vist én udførelsesform for en jævnstrøms-til-veksel-strøms-effektvekselretter, som generelt viser et styresystem for ef-fektvekselretteren ifølge opfindelsen. Nedenfor vil der blive givet 30 en mere fuldstændig beskrivelse af dette styresystem. Den konventionelle effektvekselretter indeholder en negativ klemme 10 samt en positiv klemme 12, som modtager elektrisk jævnstrømsenergi fra en ydre kilde (ikke vist), som f.eks. en brændselscelle eller lignende. Et par hovedhalvlederomskiftere såsom tyristorerne 14 og 16, er forbun-35 det for omkobling af den indkommende elektriske jævnstrømsenergi. Tyristorerne 14 og 16 er ved hjælp af ledninger henholdsvis 18 og 20 6

DK 157964 B

forbundet til henholdsvis den negative tilslutningsklemme 10 og den positive tilslutningsklemme 12 for at tillade, at der løber en ensrettet strøm fra den ydre energikilde. En spole 22 er ved hjælp af en ledning 24 forbundet til anodesiden af tyristoren 14, medens den 5 anden ende af spolen 22 via en ledning 28 er forbundet til et udgangsknudepunkt 26. En belastning 29 er via en ledning 31 forbundet mellem udgangsknudepunktet 26 og nul. På den positive side af vek-selretteren er én ende af en spole 32 via en ledning 30 forbundet til katodesiden af tyristoren 16, medens spolen 32's anden ende er for-10 bundet til udgangsknudepunktet 26 via en ledning 30. En diode 38 i den negative del af vekselretteren shunter tyristoren 14, medens en diode 40, som er placeret på den positive side af vekselretteren, shunter tyristoren 16 for frembringelse af en lille positiv katode-til- anode spændingsforskel over de respektive tyristorer for at 15 hjælpe til ved deres kommutering. En strømdetektor 36 er placeret i ledningen 31 for detektering af størrelsen af den positive og negative strøm, der løber til belastningen 29.

Som det er velkendt, skifter mange halvlederomskiftere, såsom tyristorerne 14 og 16, næsten øjeblikkeligt fra deres ikke-ledende til-20 stand til deres ledende tilstand som svar på påtrykningen af et passende styresignal på deres styreklemmer. For at skifte sådanne halvlederomskif tere fra deres ledende tilstand til deres ikke-ledende tilstand skal strømmen gennem disse imidlertid reduceres til nul i et forudbestemt tidsrum, der er kendt som slukningstiden, før omskifte-25 ren overgår til sin ikke-ledende tilstand. Den proces, ved hvilken en halvlederomskifter overgår fra sin ledende til sin ikke-ledende tilstand, er almindelig kendt som "kommutering". En speciel fordel ved den foreliggende opfindelse er, at dette kommuteringskredsløb kan vælges og dimensioneres for normale belastningsforhold, medens en 30 ekstra del af kommuteringskredsløbet lagrer ekstra energi for at hjælpe det kontinuerligt arbejdende kommuteringskredsløb under spids-eller overbelastningsforhold. Den kontinuerligt virkende del af kommuteringskredsløbet indeholder en kondensator 41, der via en ledning 42 og en ledning 43 er forbundet til en kondensator 44, der sammen 35 med kondensatoren 41 er forbundet over ledningerne 18 og 20 for shuntning af indgangsklemmerne. Den ene side af et par tyristorer 46 og 48, der er koblet i en vekselkobling, er forbundet til et knudepunkt 45 for ledningerne 42 og 43, medens den anden side er forbundet til en ende af en spole 50. Den anden ende af spolen 50 er via en

DK 157964 B

7 ledning 51 forbundet til udgangsknudepunktet 26. Den ekstra del af kommuteringskredsløbet indeholder en kondensator 52, hvis ene ende er forbundet til ledningen 18, medens kondensatorens anden ende via en ledning 53 er forbundet til den ene side af en omskifter, såsom en 5 RCT (reverse conducting thyristor) 58. Den anden side af RCT'en 58 er forbundet til knudepunktet 45. På tilsvarende måde er den ene ende af en kondensator 56 forbundet til ledningen 20, medens kondensatorens anden ende via en ledning 55 er forbundet til den ene side af en omskifter, såsom en RCT 60. Den anden side af RCT'en 60 er forbundet 10 til knudepunktet 45 og desuden til den kontinuerligt virkende del af konunuteringskredsløbet. RCT'erne 58 og 60 indeholder i alt væsentligt en ensrettet styret passage, i hvilken lækage i den ustyrede retning bevarer ladningen på kondensatorerne 52 og 56 under drift på en måde, som vil blive beskrevet mere detaljeret nedenfor. Dersom der benyttes 15 en omskifter med en lavere lækstrøm end en kompenseret type RCT- streng, kan det være nødvendigt at shunte omskifteren med en modstand med stor værdi for initielt at oplade ekstrakondensatoren til Naturligvis kan andre halvlederomskiftere shuntet med en passende diode også benyttes.

20 Som nævnt ovenfor gøres tyristorerne 14 og 16 skiftevis ledende for tilvejebringelse af en strøm fra indgangsklemmerne og til belastningen. Derimod skal øjebliksværdien af strømmen gennem omkoblingselementerne reduceres til tilnærmelsesvis nul i et vist tidsrum eller, dersom det ønskes, suppleres med en positiv katode-anodespænding for 25 reduktion af dette tidsrum, før der vil finde skift til ikke-ledende tilstand sted. Styrekredsløbet ifølge den foreliggende opfindelse tilvejebringer signalkurveformer, som aktiverer alle vekselretterens omkoblingselementer. Styrekredsløbet indeholder følgelig en trigger-signalgenerator 62, som frembringer flere triggersignalkurveformer, 30 som afpasses tidsmæssigt for aktivering af vekselretterens komponentdele. Tyristor-triggergeneratoren 62 aktiverer den kontinuerligt virkende del af kommuteringskredsløbet og er via en ledning 64 og en ledning 66 forbundet til henholdsvis tyristoren 46's og tyristoren 48's styreklemme. For at gøre de ekstra dele af kommuteringskredslø-35 bet aktive er tyristortriggergeneratoren 62 forbundet til RCT'en 58 via en ledning 68 og til RCT'en 60 via en ledning 70. Tyristortriggergeneratoren 62 er desuden forbundet til tyristorerne 14's og 16's styreklemmer via ledninger henholdsvis 71 og 72 for tilvejebringelse af styresignalkurver for skiftevis aktivering af hovedhalvlederom-

DK 157964 B

8 skifterne med en hastighed, som svarer til den ønskede grundfrekvens for udgangsspændingen.

Man skal forstå, at en konventionel styringsmåde for den i fig. 1 viste vekselretter normalt vil være meget mere kompliceret end den 5 her viste, så at flere udgangsparametre, såsom fasevinkelen, spændingens størrelse etc. af udgangseffekten kan varieres. Eftersom fremgangsmåderne til ændring af omkoblingskurveformerne for variation af disse udgangsparametre imidlertid er kendte for fagmanden og ikke spiller nogen rolle for den foreliggende opfindelse, skal der ikke 10 her gives nogen beskrivelse af sådanne styrefunktioner. Idet der stadig henvises til fig. 1, indeholder denne specielle udførelsesform for et impulsudstrækningsstyrekredsløb et ur 84, som tilvejebringer et taktsignal til både en kurveformsgenerator 86 og en dobbeltfrekvenstæller 88. Kurveformsgeneratoren 86 frembringer i det mindste 15 eet signalkurveformsmønster, der, således som det er velkendt, definerer et forudbestemt tyristoromkoblingsmønster svarende til den ønskede frekvens og det ønskede overtoneindhold i udgangsspændingskurveformen. Kurveformsgeneratoren 86 er via en ledning 90 forbundet til "trigger"-generatoren 62, som både tilpasser signalerne fra kurve-20 formsgeneratoren 86 til et niveau, der passer for drift af RCT'erne, og indfører forsinkelser, der er kompatible med den naturlige frekvens for resonanskommuteringskredsløbets tidskonstant eller egenfrekvens. Som svar på overbelastnings- eller overstrømsforhold i en vilkårlig af retningerne er tovejsstrømdetektoren 36 via ledninger 92 25 og 94 forbundet til komparatorkredsløb henholdsvis 96 og 98. Disse strømniveaukomparatorer tilpasser signalet proportionalt med den absolutte størrelse af den negative eller positive strøm, der løber til belastningen 29, efter en referencespænding og tilfører i tilfælde af, at en sådan sammenligning overstiger en forudbestemt værdi, 30 et udgangssignal via ledninger 100 og 102 til et tidsbestemmelsesstyrekredsløb 104.

Når der eksisterer en overstrømstilstand, bearbejder proportional-tidsbestemmelsesstyrekredsløbet 104 information, som modtages fra "trigger"-generatoren 62 via en ledning 105 vedrørende tyristoromkob-35 lingspunkteme, sammen med overstrøms indikationen på enten ledningen 100 eller ledningen 102 og afgiver et signal via en ledning 106 til den programmerbare dobbeltfrekvenstæller 88, dersom det er nødvendigt. Dette er for at aktivere det ekstra kommuteringskredsløb, som

DK 157964 B

9 vil supplere konimuteringskredsløbet under denne samt endnu en kommu-teringsperiode efterfulgt af reinitiering af ekstrakondensatorerne. Reinitieringen sikrer, at det ekstra kommuteringskredsløb er fuldt genopladet. Den programmerbare dobbeltfrekvenstæller 88 deler takt-5 signalet med én forudbestemt værdi ved fravær af et signal på ledningen 106 og med en anden forudbestemt værdi ved forekomst af et signal på ledningen 106. Tælleren 88's udgang ændrer da signalet fra tidsbestemmelsesstyrekredsløbet 104 og afgiver via en ledning 108 et signal til tyristortriggergeneratoren 62 for angivelse af, at det 10 ekstra kommuteringskredsløb skal aktiveres, og at tyristortrigger-tidspunkterne desuden på passende måde skal ændres, så at disse bliver kompatible med det ekstra kommuteringskredsløb.

For at kunne vurdere den forbedrede drift af en vekselretter, i hvilken styrekredsløbet ifølge den foreliggende opfindelse modificerer 15 eller ændrer kommuteringsimpulsens tidskonstant, vil driften af en vekselretter som den i fig. 1 viste nu blive beskrevet. I fig. 2 er der vist flere kurver over signalkurveformer i forskellige punkter i fig. 1. Disse kurver er til en vis grad simplificeret ved udeladelse af overtoner til grundfrekvensen. Til tidspunktet tg omkobles ty-20 ristoren 14 til sin ikke-ledende tilstand, og tyristoren 16 trigges til sin ledende tilstand af et signal fra triggergeneratoren 62, hvilket signal påtrykkes tyristorens styreterminal. Samtidigt gøres tyristoren 46 ledende af et signal fra tyristortriggergeneratoren 62, hvilket signal påtrykkes tyristorens styreterminal via ledningen 64.

25 En strømimpuls med stor amplitude, men kort varighed vil løbe gennem kredsløbet bestående af den positive indgangsklemme 12, ledningen 20, tyristoren 16, ledningen 34, spolen 32, ledningen 30, ledningen 51, spolen 50, tyristoren 46 og knudepunktet 45 til kondensatoren 44, som oplades negativt til et spændingsniveau på tilnærmelsesvis medens 30 den samtidigt oplader kondensatoren 41 positivt til et spændingsniveau på tilnærmelsesvis Denne strømimpuls, som i fig. 2 er benævnt 200 på kurve e, kendes som en opbygningsimpuls til initiering af kommuteringskondensatorens opladede tilstand. Denne impuls varer indtil tidspunktet tj_, hvor kondensatorerne 41 og 44 nærmer sig de 35 ovennævnte spændingsniveauer, til hvilket tidspunkt de er passende opladet til kommutering. Ud over denne igangsætning af kommuterings-kredsløbets kontinuerligt virkende del sættes det supplerende kommuteringskredsløb også igang. En strømimpuls, som i fig. 2 er benævnt 202 på kurve f og er af tilsvarende kort varighed, løber også via det 10 ovennævnte kredsløb gennem diodedelen af RTC'en 60, hvor d^|^ia^ 57964 0 ledningen 55 oplader ekstrakondensatoren 56 til et negativt spændingsniveau på tilnærmelsesvis Som følge af de - ensrettende egenskaber for RTC'en op i slukket tilstand er den opladede kondensator 5 56 ikke i drift med den kontinuerligt virkende del af kommuterings- kredsløbet, men venter, indtil den trigges af et passende signal fra tyristortriggergeneratoren 62. Spændingsforskellen over den opladede kondensator holdes imidlertid på niveauet § af en lille "opstrammer"-impuls, som passerer gennem RCT'en 60 under hver opbygningsimpuls.

10 Tyristoren 16's kommutering begynder til tidspunkt t£, når tyristoren 48 gøres ledende for at tillade en strøm af passere gennem denne, hvilket i fig. 2 er vist på kurve g som en impuls 204, som hurtigt reducerer øjebliksværdien af belastningsstrømmen gennem tyristoren 16 til nul som vist i fig. 2 på kurve a. Følgelig løber en del af strøm-15 impulsen 204 gennem dioden 40 og frembringer en lille positiv katode-anodespænding over tyristoren 16, hvilket tillader denne at skifte til sin ikke-ledende tilstand. Derefter, til tidspunktet tg, gøres den anden hovedhalvlederomskifter, tyristoren 14, ledende af et signal, som påtrykkes dens styreterminal fra kurveformsgeneratoren 62 20 til initiering af den negative halvperiode af belastningsstrømmen.

Samtidig gøres tyristoren 48 ledende, og en opbygningsimpuls, benævnt 206, løber gennem denne til kondensatorerne 41 og 44 og oplader disse til et spændingsniveau på henholdsvis tilnærmelsesvis og til nær-melsesvis som forberedelse til den næste kommutering. Til tids-25 punktet tg begyndes ligeledes igangsætningen af den negative halvdel af det ekstra kommuteringskredsløb. Dette sker, når en kort strømimpuls, en impuls 208 på kurve h i fig. 2, løber gennem den samme ovennævnte bane til RCT'en 58, hvor den via ledningen 53 oplader ekstrakondensatoren 52 til et negativt spændingsniveau på tilnærmelsesvis 30 På samme måde som ovenfor isoleres den opladede kondensator 52 fra den kontinuerligt virkende del af kommuteringskredsløbet af RCT'en 58, som er i sin slukkede tilstand. Spændingsniveauet over kondensatoren holdes desuden på af den "opstrammer"-impuls, som passerer gennem ensretterdelen af RCT'en under hver opbygningsimpuls.

35 Driften af vekselretteren sammen med den kontinuerligt virkende del af kommuteringskredsløbet fortsætter uhindret styret af de kurveformer, som frembringes af tyristortriggergeneratoren 62. Lejlighedsvis vil der optræde elektrisk forstyrrelse i belastningen 29, hvilket medfører en transient eller et strømstød i vekselretteren, f.eks. i

DK 157964 B

u tilfælde af omkobling af en kapacitiv gruppe eller i tilfælde af et lynnedslag, når belastningsstrømmen tilføres et forsyningsnet. For at kunne forstå betydningen af styrekredsløbet ifølge den foreliggende opfindelse vil driften af en vekselretter under en sådan overstrøms-5 eller strømstødstiIstand nu blive beskrevet. Antag at der umiddelbart før tidspunktet t^4 optræder en overstrømstilstand i belastningen 29, hvorved øjebliksværdien af strømmen gennem tyristoren 14 stiger til en værdi, der er større end slukningskapaciteten for den kontinuerligt virkende del af kommuteringskredsløbet. Det signal, som tilføres 10 af strømdetektoren 36, overstiger den forudindstillede justering i strømniveaukomparatoren 96, som igen trigger tidsbestemmelsesstyrekredsløbet 104. Til tj^ sker den normale kommutering af SCR'en 14, idet både den kontinuerligt virkende del af det ekstra kommuterings-kredsløb og den ekstra del af kredsløbet virker samtidigt for dannel-15 sen af en kommuteringsimpuls (en impuls 222 på kurven g i fig. 2) med en størrelse, der er tilstrækkelig til slukning af den strøm, der løber gennem tyristoren 16. Uden det ekstra kommuteringskredsløb, som virker parallelt med den kontinuerligt virkende del af kommuteringskredsløbet, vil ekstraimpulsen normalt nå værdien nul før tids-20 punkt tj^, idet tidsforskellen er proportional med ændringen i svarfrekvens. Som følge af de ekstra kondensatorer i kredsløbet forøges kommuteringskredsløbet effektive kapacitet imidlertid, og kredsløbsudformningen ifølge opfindelsen ændrer initieringen af opbygningsimpulsen til tidspunktet t^5 for at afhjælpe denne ændring i tidskon-25 stanten for kommuteringsimpulsen 222. Til tidspunktet tj^ styres tyristoren 14 følgelig til sin tændte tilstand, og kondensatorerne 56 og 44 oplades fra \ til et spændingsniveau på Til tidspunktet t^g kommuteres tyristoren 16 med held til sin slukkede tilstand som følge af tilføjelsen af kondensatoren 56 i det ekstra kommuteringskredsløb 30 til kondensatoren 44 i den kontinuerligt virkende del af kommuteringskredsløbet. Til tidspunktet t^g oplades kondensatorerne 44 og 56 til et spændingsniveau ^ og kondensatoren 41 til for at være klar til kommutering af hovedtyristoren 14.

Til tidspunktet t^y påbegyndes kommuteringen af hovedtyristoren 14 35 ved "trigning" af kommuteringstyristoren 46. Som følge af den ændrede polaritet på ekstrakondensatoren 56 er denne imidlertid klar til afledning sammen med kondensatoren 44 gennem diodedelen af RCT'en 60.

Dette har den virkning at supplere kommuteringen af hovedtyristoren 14. Til tidspunktet t^g kommuteres tyristoren 14 med held til sin

Claims (3)

12 DK 157964 B slukkede tilstand, og hovedtyristoren 16 tændes igen for fuldendelse af perioden. Selv om overbelastningstilstanden i belastningen ikke længere optræder, så at det signal, som tilføres komparatoren 96 fra strømdetektoren 36, ikke længere overstiger signalets forudbestemte 5 værdi, fortsætter det ekstra kommuteringskredsløb med at hjælpe det kontinuerligt virkende kommuteringskredsløb under yderligere én impuls eller periode. Dette vil man forstå ud fra forklaringen ovenfor, hvor kredsløbet detekterede en overstrømstilstand og aktiverede ek-strakredsløbet for at hjælpe til ved kommutering af hovedtyristoren 10 16. Kredsløbet supplerer imidlertid automatisk den anden hovedty ristoren 14. For at sikre at kondensatoren 56 oplades korrekt til en vilkårlig efterfølgende overstrømstilstand, fortsættes tyristorforsinkelsen imidlertid i endnu en periode. I det tilfælde, at overstrømstilstand i belastningen 29 stadigvæk eksisterer, forbliver kom-15 muteringskredsløbets ekstra del naturligvis virksom for at hjælpe til ved kommuteringen, indtil dette ikke længere behøves.

1. Vekselretter til omsætning af elektrisk jævnstrømsenergi til vekselstrømsenergi og afgivelse til en belastning og med mindst to ho-20 vedhalvlederomkoblingsorganer (14, 16), der er koblet i serie over jævnstrømsforsyningsklemmer (10, 12), idet en belastning (29) kan tilsluttes et knudepunkt (26) mellem disse hovedomkoblingsorganer (14, 16), kommuteringsorganer (41, 44, 46, 48, 50), der har to hovedkondensatorer (41, 44), som er koblet i serie over jævnstrømsforsy-25 ningsklemmerne (10, 12), idet knudepunktet (45) mellem disse hovedkondensatorer (41, 44) kan forbindes til knudepunktet mellem hoved-halvlederomkoblingsorganerne (14, 16) via en spole (50) og to parallelforbundne, men modsat rettede kommuteringsomkoblingsorganer (46, 48), hjælpekondensatorer (52, 56) og hjælpekommuteringsomkoblingsor-30 ganer (58, 60), der er koblet i serie parallelt med hovedkondensatorerne (41, 44) og styrekurveformsgeneratororganer (86), der er forbundet til hovedhalvlederomkoblingsorganerne (14, 16), til hjælpekom-muteringsomkoblingsorganerne (58, 60) og til kommuteringsomkoblings-organerne (46, 48) til aktivering af disse, idet hver af hovedhalvle-35 deromkoblingsorganerne (14, 16) aktiveres med en forudbestemt tidsforsinkelse (t3-t2, tg-t5, ....) efter aktiveringen af kommuterings-omkoblingsorganerne (46, 48) for at gøre de andre hovedhalvlederom- DK 157964 B koblingsorganer ikke-ledende, samt en belastningsstrømdetektor (36), idet styrekurveformsgeneratororganerne (62, 86, 88, 104) er indrettet til at reagere på en af belastningsstrømdetektoren (36) detekteret overstrømstilstand til samtidig aktivering af hjælpekommuteringsom-5 koblingsorganerne (58, 60) og det tilhørende kommuteringsomkoblings-organ (46, 48), kendetegnet ved, at styrekurveformsgeneratororganerne (62, 86, 88, 104) har organer (62, 86, 104), der er indrettet til på en af belastningsstrømdetektoren (36) detekteret overstrømstilstand at for-10 øge den forudbestemte tidsforsinkelse for aktivering af hovedhalvle-deromkoblingsorganerne (46, 48) til kompensation for ændringen i resonansfrekvensen for kommuteringsorganerne ved parallelkoblingen af den ene af hjælpekondensatorerne (52, 56) og den tilhørende hovedkondensator (40, 44).

2. Vekselretter ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den har niveaudetektororganer (96, 98), der er indrettet til afhængigt af strømdetektoren (36) at sammenligne størrelsen af de negative og positive udgangsstrømniveauer fra vekselretteren med et referenceniveau og til at tilvejebringe et 20 udgangssignal til styrekurveformsgeneratoren (86, 88, 104) i tilfælde af, at størrelsen af det negative eller positive strømniveau overstiger dette refereticeniveau.

3. Vekselretter ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at styrekurveformsgeneratororganerne (62, 25 86, 88, 104) er indrettet til at fortsætte den samtidige aktivering af hjælpekommuteringsomkoblingsorganerne (58, 60) og forøgelsen af den forudbestemte tidsforsinkelse i mindst tre kommuteringsperioder for at sikre, at hjælpekondensatorerne (52, 56) er korrekt opladet.