FR2548480A1

FR2548480A1 - CIRCUIT FOR HIGH-VOLTAGE CONVERTER WITH TWO BATTERIES OF POLARIZED THYRISTORS OPPOSITELY AND SWITCHED IN PARALLEL BY GROUP

Info

Publication number: FR2548480A1
Application number: FR8410042A
Authority: FR
Inventors: Jurgen Hengsberger
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1983-06-30
Filing date: 1984-06-26
Publication date: 1985-01-04
Also published as: SE8403056L; GB2142789A; GB8414360D0; DE3323866A1; GR82105B; SE8403056D0

Abstract

CIRCUIT POUR UN CONVERTISSEUR A HAUTE TENSION COMPORTANT UNE PILE JUMELEE 7, 8 FORMEE PAR DEUX PILES DE THYRISTORS 1 A 6 POLARISES PAR GROUPE DE FACON OPPOSEE ET COMMUTEES EN PARALLELE PAR L'INTERMEDIAIRE DE CONNEXIONS TRANSVERSALES, CARACTERISE EN CE QUE LES POLARITES DES THYRISTORS 1 A 6 SONT ORIENTEES LES UNES A L'OPPOSE DES AUTRES PAR GROUPE POUR CHAQUE PILE 7, 8 DE SORTE QU'UN COURANT PASSE EN DECRIVANT DES MEANDRES PAR LA PILE JUMELEE, DES TRANSDUCTEURS 9, 10, 11 ETANT PLACES COTE PRIMAIRE SUR LES CONNEXIONS TRANSVERSALES ENTRE LES PILES 7, 8.CIRCUIT FOR A HIGH VOLTAGE CONVERTER CONTAINING A TWIN BATTERY 7, 8 FORMED BY TWO BATTERIES OF THYRISTORS 1 TO 6 POLARIZED PER GROUP OPPOSITE AND SWITCHED IN PARALLEL THROUGH TRANSVERSAL CONNECTIONS, CHARACTERIZED BY THE THYRISTORS 1 TO 6 A 6 ARE ORIENTED ONE AGAINST THE OTHERS BY GROUP FOR EACH BATTERY 7, 8 SO THAT A CURRENT PASSES BY DESCRIBING MEANDERS THROUGH THE TWIN BATTERY, TRANSDUCERS 9, 10, 11 ARE PLACED ON THE PRIMARY SIDE ON THE CONNECTIONS TRANSVERSAL BETWEEN BATTERIES 7, 8.

Description

La présente invention concerne un circuit pour convertisseur à hauteThe present invention relates to a high converter circuit

tension comportant une double pile formée par deux piles de thyristors polarisés par groupes de façon opposée et montés en parallèle par l'intermédiaire de connexions transversales, double pile dont l'énergie d'amorçage pour les différents thyristors commandés par un guide de lumière à partir du potentiel de la terre est découplée par des transducteurs à partir du circuit de puissance des 10 thyristors Un circuit de ce type est connu par le périodique "Wissenschaftliche Berichte AEG-TELEFUNKEN" voltage comprising a double battery formed by two thyristor stacks polarized in opposite groups and mounted in parallel via transverse connections, double stack whose starting energy for the different thyristors controlled by a light guide from of the earth's potential is decoupled by transducers from the power circuit of the 10 thyristors A circuit of this type is known from the periodical "Wissenschaftliche Berichte AEG-TELEFUNKEN"

No 50 ( 1977), cahier 1/2, pages 22 à 31. No 50 (1977), notebook 1/2, pages 22 to 31.

Les convertisseurs à haute tension fonctionnent. The high voltage converters work.

habituellement d'après le principe de la commande à 15 lumière indirecte, c'est-à-dire que la commande pour émettre urne impulsion d'amorçage destinée au thyristor approprie est transmise Dar l'intermédiaire d'une liaison à signal lumineux à un bloc d'amorçage se trouvant au potentiel du thyristor concerné Le bloc 20 d'amorçage puise l'énergie auxiliaire nécessaire à l'amorçage du thyristor dans les courants qui passent dans les circuits RC du circuit de thyristors ou usually according to the principle of indirect light control, i.e. the command to emit a priming pulse to the appropriate thyristor is transmitted through a light signal link to a ignition block located at the potential of the thyristor concerned The ignition block 20 draws the auxiliary energy necessary for the ignition of the thyristor from the currents which pass through the RC circuits of the thyristor circuit or

dans la tension de blocage des thyristors. in the thyristor blocking voltage.

Si e 12 convertisseur haute tension est utilisé en tant que commutateur par thyristor, la possibilité indiquée ci-dessus de découpler l'énergie auxiliaire n'existe pratiquement qu'à l'état bloqué Des pointes de tension bloquée, faib'es et brèves se présentent seulement à l'état conduc'eur, ellls ne permettent pas 30 une alimentation suffisante en énergie auxiiiaires C'est pourquoi, de l'énergie auxiliaire supplémentaire doit être découplée par lintermédiaire de transducteurs du courant de charge Cependant on rencontre alors des difficultés car de tels convertisseurs à haute puis35 sance présentent en règle générale un refroidissement à eau, assuré par des boites de refroidissement placées entre les différents thyristors dans les piles Les transducteurs pour découpler l'énergie auxiliaire doivent alors être soit glissés sur les boîtes de refroidis5 sement, ce qui est inutilement coûteux et très gênant dans la construction, soit placés aux extrémités des piles, ceci faisant appel à un transducteur à plusieurs enroulements présentant du reste des caractéristiques If e 12 high voltage converter is used as thyristor switch, the possibility indicated above to decouple the auxiliary energy practically exists only in the blocked state. Voltage peaks blocked, weak and brief occur. only present in the conductive state, they do not allow a sufficient supply of auxiliary energy. This is why additional auxiliary energy must be decoupled by means of load current transducers. However, then we encounter difficulties because such high-power converters generally have water cooling, provided by cooling boxes placed between the different thyristors in the cells. The transducers to decouple the auxiliary energy must then be either slid over the cooled boxes, which is unnecessarily expensive and very inconvenient in construction, is placed at the ends of the piers, this calling for a t ransducteur with several windings having the rest of the characteristics

défavorables et exigeant une grande isolation. unfavorable and requiring great insulation.

La présente invention a pour objet de réaliser le circuit du type précédent de telle manière que la mise en oeuvre de moyens techniques pour les transducteurs reste limitée et qu'il en résulte une construction The object of the present invention is to produce the circuit of the preceding type in such a way that the use of technical means for the transducers remains limited and that this results in a construction.

simple et bien disposée.simple and well laid out.

Cet objet est obtenu conformément à l'invention par le fait que les polarités des thyristors sont orientées les unes à l'opposé des autres par groupe This object is obtained in accordance with the invention by the fact that the polarities of the thyristors are oriented one opposite the other by group

pour chaque pile de façon qu'un courant passe en décrivant des méandres par la double pile et les transduc20 teurs sont places côté primaire, dans la liaison transversale entre les piles. for each cell so that a current flows describing meanders through the double cell and the transducers are placed on the primary side, in the transverse connection between the cells.

En raison des polarités des thyristors échangées par groupe à l'intérieur des piles de thyristors, le courant de charge passe aussi par les connexions trans25 versales de sorte que suffisamment d'énergie auxiliaire peut être découplée par les transducteurs placés directement sur les connexions transversales même à l'état Due to the polarities of the thyristors exchanged in groups inside the thyristor stacks, the charging current also passes through the transversal connections so that sufficient auxiliary energy can be decoupled by the transducers placed directly on the transverse connections even in the state

ouvert du commutateur.open the switch.

Diverses autres caractéristiques de l'invention 30 ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui Various other characteristics of the invention will moreover emerge from the detailed description which

suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, follows. An embodiment of the object of the invention is shown, by way of nonlimiting example,

au dessin annexé.in the attached drawing.

La figure unique représente un convertisseur à haute tension fonctionnant en tant que commutateur à courant alternatif, convertisseur branché à une tension The single figure shows a high voltage converter operating as an AC switch, converter connected to a voltage

alternative entre deux points de raccord 18 et 19. alternative between two connection points 18 and 19.

Dans sa forme de construction, le convertisseur haute tension,représenté en tirets,est constitué par une pile jumelée ou double pile formée par deux piles de thyristors 7, 8 Les deux piles de thyristors 7, 8 comportent des thyristors 1 à 6 réalisés en tant que cellules à disques, thyristors qui, pour former des colonnes, sont alternativement superposés et comprimés avec les boîtes de refroidissement (non représentées) servant au liquide refroidisseur des thyristors Dans un but de clarté, seulstrois thyristors sont représentés par pile de thyristors, par conséquent, les thyris15 tors 1, 2, 3 dans la pile 7 et les thyristors 4, 5, 6 dans la pile 8; cependant, en règle générale, les piles de thyristors sont constituées par un plus In its construction form, the high-voltage converter, shown in dashes, is constituted by a twin or double battery formed by two thyristor batteries 7, 8 The two thyristor batteries 7, 8 comprise thyristors 1 to 6 produced as as disc cells, thyristors which, to form columns, are alternately superimposed and compressed with the cooling boxes (not shown) used for the coolant of the thyristors. For the sake of clarity, only three thyristors are represented by stack of thyristors, consequently , thyris15 tors 1, 2, 3 in stack 7 and thyristors 4, 5, 6 in stack 8; however, as a general rule, thyristor stacks are made up of a more

grand nombre de thyristors et de boîtes de refroidissement correspondantes. large number of thyristors and corresponding cooling boxes.

Du point de rue de la technique du circuit, les piles de thyristors 7, 8 sont commutées en parallèle par l'intermédiaire de connexions transversales individuelles de sorte que les groupes représentés sont obtenus par les thyristors 1, 2, 3 de la pile de thyris25 tors 7 et par les thyristors 4, 5, 6 de la pile de thyristors 8 Les thyristors des groupes correspondants des deux piles de thyristors 7 8 sont chacun commuté de façon opposée, c'est-à-dire le thyristor 1 de la pile 7 avec le tyn-ristor 4 de la pile 8,le thyristor 2 30 avec le thyristor 5 et le thyristor 3 avec le thyristor 6. L'amorçage des thyristors 1 à 6 doit être effectué d'après le principe de la commande à lumière indirecte, c'est-à-dire que 1 a commande d'amorçage est 35 transmise par une liaison à signal lumineux (non représentée) du potentiel de la terre vers le thyristor correspondant alors que l'énergie d'amorçage nécessaire doit être découplée du circuit de puissance entre les From the point of view of the circuit technique, the thyristor stacks 7, 8 are switched in parallel via individual transverse connections so that the groups represented are obtained by the thyristors 1, 2, 3 of the thyris stack25 tors 7 and by the thyristors 4, 5, 6 of the thyristor stack 8 The thyristors of the corresponding groups of the two thyristor stacks 7 8 are each switched in opposite directions, that is to say the thyristor 1 of the stack 7 with the tyn-ristor 4 of the stack 8, the thyristor 2 with the thyristor 5 and the thyristor 3 with the thyristor 6. The priming of the thyristors 1 to 6 must be carried out according to the principle of indirect light control , i.e. the ignition command is transmitted by a light signal link (not shown) from the earth potential to the corresponding thyristor while the necessary ignition energy must be decoupled from the power circuit between

raccords 18 et 19 par l'intermédiaire de transducteurs. connections 18 and 19 by means of transducers.

A cet effet, les transducteurs inductifs 9, 10 et 11 sont places, selon l'invention, côté primaire sur les connexions transversales entre les piles de thyristors 7 et 8 Par ailleurs, le courant de charge est contraint à passer par la pile jumelée en décri10 vant des méandres par les piles de thyristors 7 et 8, donc aussi par les connexions transversales Ceci est obtenu par le fait qu'au contraire de ce qui était courant jusqu'à présent, les polarités des thyristors 1 à 3 ou 4 à 6 sont orientées les unes à l'opposé des For this purpose, the inductive transducers 9, 10 and 11 are placed, according to the invention, on the primary side on the transverse connections between the thyristor cells 7 and 8. Furthermore, the charging current is forced to pass through the twin cell in describing meanders by thyristor stacks 7 and 8, therefore also by transverse connections This is obtained by the fact that, contrary to what was current until now, the polarities of thyristors 1 to 3 or 4 to 6 are oriented opposite to each other

autres par groupe pour chaque pile de thyristors 7 ou 8. others per group for each stack of thyristors 7 or 8.

C'est-à-dire, au lieu de prévoir comme jusqu'à présent, tous les thyristors de même sens passant dans une pile de thyristors, dans le cas présent, l'anode du thyristor 1 de la colonne de thyristor 7 est reliée à l'anode 20 du thyristor 2 et la cathode du thyristor 2 à la cathode du thyristor 3 Par conséquent, dans la pile de thyristors 8, la cathode du thyristor 4 est reliée à la cathode du thyristor 5 et l'anode du thyristor 5 à l'anode du thyristor 6 Apres l'amorçage correspondant des thyristors d'une polarité, le courant passe, pendant l'une des demi- périodes de la tension alternative du raccord 19,par le thyristor 3, le transducteur 11, le thyristor 5, le transducteur 10, le thyristor 1 et par le transducteur 9 vers le raccord 18 Pendant l'autre demi-période, on obtient le flux de courant inverse décrivant des méandres du raccord 18 par le transducteur 9, le thyristor 4, le transducteur 10, le thyristor 2, le transducteur 11 et le thyristor 6 That is to say, instead of providing, as so far, all the thyristors of the same direction passing through a thyristor stack, in the present case, the anode of thyristor 1 of thyristor column 7 is connected at the anode 20 of thyristor 2 and the cathode of thyristor 2 at the cathode of thyristor 3 Consequently, in the thyristor stack 8, the cathode of thyristor 4 is connected to the cathode of thyristor 5 and the anode of thyristor 5 at the anode of the thyristor 6 After the corresponding priming of the thyristors of a polarity, the current passes, during one of the half-periods of the alternating voltage of the connector 19, through the thyristor 3, the transducer 11, the thyristor 5, the transducer 10, the thyristor 1 and by the transducer 9 to the fitting 18 During the other half-period, the reverse current flow is described describing the meanders of the fitting 18 by the transducer 9, the thyristor 4, the transducer 10, thyristor 2, transducer 11 and thyristor 6

vers le raccord 19.to fitting 19.

Le transducteur 9 (en tant qu'exception) est muni de deux enroulements de circuit primaire afin The transducer 9 (as an exception) is provided with two primary circuit windings so

de découpler de l'énergie, lors de la connexion transversale, par ce transducteur pendant les deux demipériodes de la tension alternative. to decouple energy, during the transverse connection, by this transducer during the two half-periods of the AC voltage.

Les transducteurs 9, 10, 11 sont traversés, comme cela a été expliqué, par des ondes semi-sinusoidales de même polarité, ils doivent donc disposer d'une caractéristique en dents de scie Ils sont alors conçus de façon qu'ils atteignent la saturation après un court 10 laps de temps car le besoin en énergie auxiliaire destinée à l'amorçage est relativement faible pour les The transducers 9, 10, 11 are crossed, as has been explained, by semi-sinusoidal waves of the same polarity, they must therefore have a sawtooth characteristic They are then designed so that they reach saturation after a short period of time because the need for auxiliary energy for priming is relatively low for the

thyristors 1 à 6.thyristors 1 to 6.

Pour maintenir égale l'efficacité de l'atténuation pour les deux thyristors d'un groupe malgré le 15 transducteur placé sur la connexion transversale, il est avantageux de brancher en "diagonriale'" les circuits RC, c'est-à-dire d'appliquer directement les circuits RC entre deux branchemients de même polarité des thyristors branches de façon opposée Ainsi, une résis20 tance 12 est branchée en série avec un condensateur 15 entre la cathode du thyristor 1 et la cathode du thyristor 4 De manière identiquet une résistance 13 et un condensateur 15 sont placés entre l'anode du thyristor 2 et l'anode du thyristor 5 ainsi qu'une résistance 14 23 et un condensateur 17 entre la cathode du thyristor 3 To keep the attenuation efficiency for the two thyristors of a group equal despite the transducer placed on the transverse connection, it is advantageous to connect the RC circuits "diagonally", that is to say d '' directly apply the RC circuits between two branches of the same polarity of the opposite thyristors branched Thus, a resistor 12 is connected in series with a capacitor 15 between the cathode of thyristor 1 and the cathode of thyristor 4 Identically a resistor 13 and a capacitor 15 are placed between the anode of thyristor 2 and the anode of thyristor 5 as well as a resistor 14 23 and a capacitor 17 between the cathode of thyristor 3

et la cathode du thyristor 6.and thyristor cathode 6.

Claims

1 circuit for high-voltage converter comprising a double battery formed by two thyristor batteries polarized in groups in opposite directions and 5 mounted in parallel via transverse connections, double battery whose starting energy for the different controlled thyristors by a light guide from the earth potential is decoupled by transducers from the thyristor power circuit, characterized in that: the polarities of the thyristors (1 to 6) are oriented opposite to each other others per group for each cell (7, 8) so that a current flows describing meanders through the double cell and in that the transducers (9, 10, 11) are placed on the primary side, in the transverse connection between batteries

(7, 8).

2 Circuit according to claim 1, characterized in that the transducers (9, 10, 11) have a sawtooth characteristic.

3 Circuit according to one of claims 1

and 2, characterized in that the transducers (9, 10, 11)

can quickly reach saturation.

4 Circuit according to one of claims 1 to 3, 25 characterized in that RC circuits (12, 15, 13, 16,

14, 17) provided to switch the thyristors (1 to 6) are placed directly between the connections of the same polarity of the thyristors switched in opposite directions

(1 to 6).