SE420035B - Spenningsdelarkoppling for anslutning parallellt med en tyristor - Google Patents

Description

7919516-9- som matnings- och mätspannin” garnaw” ejdfår påverka man i u” 10 15 20 25 30 35 2 använt två separata spänningsdelare, en för matning av styrdonet och en för mätning av tyristorspänningen. Eftersom både matning och mätning måste funge- ra vid frekvenser ner till noll (likspäzming) måste båda spänningsdelsnzs. innehålla rent resistiva strömbanor mellan tyristorns anod ooh katod. I varje spänningsdelare måste då ingå. minst ett högspänningsmotstånd som upp- tar _större delen av tyristorspänningen. Eftersom spänningsdelaren ej kan vara alltför högresistiv blir effektutveokligen i detta motstånd relativt hög, i typiska fall av storleksordningen något hundratal watt. Motstånden, som alltså skall vara dimensionerade för både hög spänning och hög effekt, blir dyrbara, utrymmeskrävande och effektslukande. ' Normalt ingår i spänningsdelarna även kapacitiva element (kondensatorer), av vilka minst ett i varje spänningsdelare måste vara dimensionerat för den höga tyristorspärmingen. Ivan dessa element blir därför skrymmande ooh dyr- bara.

Uppfinningen avser att åstadkomma en spänningsdelarkoppling av inledningsvis angivet slag vid vilken antalet för hög spänning dimensionersde komponenter nedbringats till 'ett minimum, varigenom spänningsdelarens utrymmesbehov, pris och effektförbrulcning väsentligt kan reduceras.

Yad som kännetecknar en spänningsdelarkoppling enligt ”uppfinningen framgår av bifogade patentkrav." ' ' Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas i anslutning till bifogade figurer 1 ooh 2, somvisar en i en tyristorventil ingående tyristor med styrdon och spönningsdelare, ooh fig 2 visar en alternativ utföringsform där högfre- _ kvensspäzmingsdelsren utsätts förlägre spänningspâkäxmingar.

Tyristorn T är en av ett antal i en strömriktarventil ingående seriekopplade tyristorer. Tyristorn har ett styrdon SD, vilket vid mottagandet av en styr- puls SP avger en tändströmmils till tyristorns styre. En förstärkare eller komparator F tillförs dels en mot tyristorspänningen 11,1, svarande signal un, dels en referensspänning ur; Om tyristorspänningen överstiger den av ur be- stämda nivån avger komparatorn F en signal till styrdonet SP för tändning av tyristorn oberoende av styrpulsen SP. Mätsigxalen un kan även (eller alternativt) användas för andra ändamål i styrdonet, t e: för att tillåta tändning av tyristom endast om tyristorspänningen överstiger ett förutbe- stömt minimivärde, eller för övervalmingsändamâl. 10 15 20 25 50 7910516-9 Tyristom i' är försedd med en spänningsdelarkoppling för åstadkommande av likformig spänningsfördelning mellan ventilens tyristorer, för matning av till tyristorn hörande styrdon och övrig elektronisk utrustning samt för mätning av tyristorspäirmingen.

Spänningsdelningen mellan tyristorezna under normaldrift ombesörjes på känt sätt av en parallellt med varje tyristor ansluten RC-krets, som består av kondensatorn G5 och motståndet RB.

För matning av tyristonm styrdon (SP) och övrig elektronik (F) och för mätning av tyristorspänningen anordnas enligt uppfinningen en spännings- delarkopplixzg som består av en högfrekvensdel och en lågfrekvensdel.

Högfrekvensdelen består av en kondensator 01 och två motstånd, R1 och H2 och delar ner de högfrekventa komponenterna. hos tyrietorspänningen HT från exempelvis något eller några tusental volt till några hundra. volt (spänningen i punkten IB). Vis. de nu nämnda komponenterna erhålles vid snabba (högfrekven- ta) förlopp en snabb uppladdning av kondensatorn G2, som utgör energimagasin för tyristoms styr-kretsar, vilka matas från kondensatorn vis. en matning-s- skena S. Matningsspäzmingen begränsas till önskad nivå, (t ex något tiotal volt) av en zenerdiod D1. i spänningen 1 punkten B enas ner un for kamper-atom r mmpng nns (nagra volt) med hjälp av kondensatorenza G3 och G4. Genom att spänningen i punkten B vid högre frekvenser är mycket högre än matningsspänningen us blir spänningen i punkten B med god .precision proportionell mot tyristorspänningen vi! och kan - via spänningsdelaren G3, G4 - användas som ett mått på. tyristorspänningen.

Spänningsdelarkopplingens lågfrekvensdel består av motstånden H3, H4 och RS.

Dessa är så. dimensionerade att punkten L befinner sig på en spänningsnivå som är mycket högre än spänningen u” över motståndet H5. Exempelvis kan spänningen i pxmkten A vara. något hundratal volt medan spänningen vn som ovan nämnts uppgår till några få volt.

Tack vare att punkten A ligger på nnrcket högre spänning u" kan spänningen i punkten i användas för att - vis ett motstånd H6 - ge lâgfrekvensmatning till matningsskenan S utan att nämnvärt störa proportionaliteten mellan uæ ooh 11". 7919516- 9 10 15 20 25 50 Spänningen i punkten A används även för att med hjälp av ett motstånd R? och en zenerdiod 112 alstra en referensspänning u! till komparatom F.

Hopkopplingepuxflcten mellan zenerdioden 112 och motståndet R? är via en kon- densator C6 förbunden med kopplingspunkten B. Härigenom kan en referens- spänning u: erhållas även när tyrietorsphlrzningen 11,1, är negativ men har positiv tidsderivata.

Ile i serie med motstânden R2 och R6 anslutna dioderna DS och D6 förhindrar att kondensatorn G2 laddar ur sig vid negativ tyristorepäxming. Den mellan tyristonxs katod och kopplingepumcten B anslutna dioden IM, möjliggör om- laddning av kondensatorn G1. Den mellan tyrietonle katod och kopplingapurzk- i ten A anslutna dioden 133 ger punkten A en definierad potential - lika med tyrietonxs katodpotential - när tyristorspänningen är negativ.

Den resistiva epänningsdelaren 113-34-115 ger - utöver ovan nämnda funktioner - en likfomig epänningsfördelning över ventilen: tyrietorer vid låga frekven- ser och vid ren likspänning över ventilen.

Genom lämpligt val av kopfiingene komponenter kan man uppnå. att mätsigzalen uM vid en påtryckt etegepâmingiöver tyrietom momentant får ett högre värde och därefter med lämplig tidskonotant sjunker ner mot det av den resietiva spänningsdelaren 35-34-35 bestämda värdet. Härigenom erhålles via kompara- torn F en tändning av tyristorn vid lägre spänning vid branta överepänningar. vilket medför lägre spänningspåkäxmingar på tyrietorn.

I den nu beskrivna apänningedolarkopplingen krävs endast ett enda. högeffekt- motstånd - Rä - och endast en enda högspänningakondeneator - 01. tta f medför en väsentlig reduktion av kopplingens pris, utrymmeebehov och effekt- förbrukning. Eftersom en typisk tyristorventil för högspänning kan innehålla hundratals eeriekopplade tyristorer blir vinsten betydande. Eftersom all förlusteffekt måste kylas bort erhålles vidare en väsentlig besparing be- träffande ventilens lcylsystem.

Med uttrycket "tyristorns huvudelektroder" avses tyrietonxe enod- och kated- anslutningar.

Motståndet H2 i. figuren kan alternativt ersättas med en kondensator eller med en kombination av motstånd och kondeneatorer.

Claims (1)

10 15 20 noter-änden m (och även sz) ger en begränsning av strömmen 'genom hög-frekvens- spänningsdelaren vid höga frekvenser (snabba förlopp). I figuren och beskrivningen är alla spänningar refererade till tyristoms katOd-e Eventuellt kan làgfrekvensspäxmingsdelaren utföras så. bredbandig att mätsigns- len från denna spánningsdelare avbildar tyristorspänningen med tillräcklig nog- grannhet även vid högre frekvenser. Om en högfrekvezasspäzmingsdelare finns an- ordnad för matning av styrkretsarna behöver denna då, ej anordnas även för mät- ning av tyristorspäxmingen. En noggrannare mätning vid höga frekvenser erhålles dock om högfrekvenespäzmingsdelaren även används för mätning. Spänningsdelaren 05-128 i fig 1 måste ofta utföras sv flera seriekopplade element för att få tillräcklig spänningshâllfasthet. I detta fall kan hög- frekvensspäxmingsdelaren anslutas till en uttagspunkt på spänningsdelaren 05-128 i stället för till tyristorns anod som i fig 1. Fig 2 visar hur spännings- delaren 05-118 är utförd med tvâ. kondensatorer CS' och G5" och tvâ motstånd H8' och RB". Högfrekvensspänningsdelaren är ansluten till punkten C mellan H8" och G5" och utsätts endast för cirka halva tyristorspäzuiingen, vilket :innebär en reduktion av de ingående komponenterna: (främst G1 och H1) dimensioner, pris och effektförluater. Om spänningsdelarens 05-118 element uppdelas på fler än två. enheter av varje slag kan en motsvarande högre grad av reduktion av spänningnpåkänningen på. högfrekvensspäxmingsdelaren erhållas. Kopplingen enligt fig 2 överensstämmer i övrigt med kopplingen enligt fig 1. PATEZNTKRAV 1. Spänningsdelarkopplirlg för anslutning parallellt med en tyristor (T) och innefattande spänningedelarelement för effektmatning av tyristorns styr- kretsar (F, SD) samt spänningsdelarelement för bildande av en mot tyristor- spänningen (uT) svarande mätspänxxing (un), k ä. n n e t e c k n a d därav, att den innefattar en för effektmatning och mätning gemenam första spännings- delare (123, H4, H5, R6) med en första kopplingeplnxkt (L), vilken via ett för- sta impedlanselement (R6) är förbunden med en matningsskena. (S) för styrkret- sarzxa, och till vilken en första mätspäxmingsdelare (H4, RE) för bildande av mätepänningen (un) är ansluten. 7910516-9 “f vefesfie-9* 2. Spänningsdelarkoppling enligt patentlcrav 1, k ä n n e t e c k n a. d därav, att den första spänningsdelaren innefattar ett mellan en första huvud- elektrod hoe tyrietorn och den första kopplingepunkten (A) anslutet motstånd (H5) anordnat att uppta huvuddelen av tyriatorspänningen, varvid den företa mätepänníngsdelaren (H4, H5) är ansluten mellan kopplingspunkten (A) och tyristorns andra huvudelektrod. 3. Spänningsdelarkopplizig enligt patentkrav 1, k ä. n n e t e c k n a d därav, att den företa spänningadelaren (H3, H4, H5) är så. dimensionerad att spänningen över den fareve mätepafmingeaaeren (114, ns) är väeennigc högre än matningsspänningen (us) till tyristoms styrkretsar och mätepänningen (un). 4. Spänningsdelarkoppling enligt patentkrav 1, vid vilken den företa epäimsngeaeleren (ns, 114, ns, 126) är eneranea för iågfrekvene meaning ev i styrkretsarna, k ä n n e t e c k n a d därav, att enzandra spänningsdelare (G1, H1, H2, G3, G4) är anordnad för högfrekvent matning av etyrkretearna och för hög-frekvent mätning av tyristorspänningen, vilken spänningsdelare har en andra kopplingen (B), vilken via ett andra impedanselement (H2) är förbzmden med matningsskenan (S), och till vilken en andra mätspännings- aelare (G3, G4) för bildande ev mätepänningen vid hage. frekvenser är an- sluten. 5. Spänningsdelarkoppling enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a d därav, att den andra spänningsdelaren innefattar mellan en första huvud- elektrod hos tyristorn och den andra kopplingspunkten (B) anordnade åtmin- stone delvis kapacitive impedanselement (H1, G1) anordnade att uppta huvud- delen ev tyrieterepäzmingen, ver-via den :man maeepämingeaeleren (03, 04) ansluten mellan kopplingepunkten (B) och tyristorns andra huvudelektrod. 6.. Spänningsdelarkoppling enligt patentkrav 4, lc ä. n n e t e c k n a d därav, att den andra spänning-sdelaren (G1, H1, H2, G5, G4) är så. dimensione- rad att spänningen över den andra mätspännizgedelalren (G3, G4) är väsentligt högre än matningepäzmingen till tyristorns styrkretsar och mätspänningen (v14) ' 7- Spänningadelarkopplíng enligt patentkrav 4, vid vilken en ytterligare sPä-flflinßßfïelfi-ffl (CT, G5", H8', 28") är parallellkopplad med tyristorn, k ä. n n e t e e k n a. d därav, att den andra spänningsdelaren (G1, H1, H2, G5, 04) a: mine-n nu m: uttag (o) pa den ytan-ngar» epazmingeaueren. '791os16-9 e. "špärinmgeaeierkeppnng enligt petentkrev 1, k ä n n e t e e x n e <1 därav, att den är så. dimensionerad att mätepänningen vid. en över tyrístom påtryckt stegspämxing momentant antar ett högre värde än det enbart av lågfrekvensspänningsdelaren bestämda värdet. 9. Spänning-sdelarkoppling enligt patentkrav 1, k ä. n n e t e c k n e. d. därav, ett den mnefetter en tm den fören kepplmgepwmxten (A) ansluten krets (H7, 102) för alstrande av en referensspänning (ur) för styrkretsama.. 10. Spänningsdelarkoppling enligt patentkrav 9, k ä. n n e t e c k n a. d. därav, att kretsen för alstranrle av en referensspännizng är via ett impe- daneelement (G6) ansluten även till den andra. kopplingspxmkten (B).