SE431809B - Anordning for styrning av seriekopplade tyristorer - Google Patents

Description

8206-527-3* 2e Det finnes kända anordningar.för styrning av seríekopplade tyristorer, som arbetar med principen kompensering av kapacitans- strömmar. En sådan anordning (jämför USSR'uppfinnarcertifikat 256.0H9, publicerad i "Bulletin of Discoveries, Inventions, Industrial Designs and Trademarksf, nr Så, 1969ï omfattar pulstransformatorer till ett antal lika med antalet seríekopplade tyristorer. Transfor- matorerna har en gemensam primärlindning, som är ansluten till en Primärlindningen är av slingtyp. styrpulsgenerator. Ena grenen av slingan sträcker sig inuti magnetkretsen i pulstransformatorerna; Den andra grenen av slingan är belägen utanför dessa magnetkretsar.

Var och en av sekundärlindningarna till pulstransformatorerna är förbunden med styrövergângen till respektive tyristor.

Anordningen ifråga omfattar vidare en anordning för att för- hindra passage av kapacitansströmmar genom tyristorernas styrövergång- ar, vilken anordning innefattar en grupp ytterligare pulstransfor- matorer till ett antal lika med antalet huvudpulstransformatorer.

De ytterligare pulstransformatorerna är identiska med huvudtransfor- matorerna. Den gren av den gemensamma primärlindningen till huvud- transformatorerna, som är belägen utanför magnetkretsarna till huvudtransformatorerna, sträcker sig inuti magnetkretsarna till de ytterligare pulstransformatorerna. Den första och den andra grenen tjänar såsom en gemensam primärlindning för både huvudtransforma- torerna och de ytterligare transformatorerna, så att det finns ett par transformatorer för varje tyristor.

Sekundärlindningarna i de ytterligare transformatorerna är förbundna med sekundärlindningarna i huvudtransformatorerna, så att i varje par av transformatorer strömmarna i sekundärlindningarna, som alstras av styrpulsgeneratorn, adderas i styrövergångskretsen, under det att de strömmar som förorsakas av strökapacitanser subtra- heras, dvs. kompenseras i styrövergångskretsen.

I denna anordning för styrning av seríekopplade tyristorer kan den ömsesidiga kompensering av strömmar, som förorsakas av strökapacitanser, endast vara tillfredsställande om de elektromag- netiska parametrarna i bägge slingorna av primärlindningen och i pulstransformatorerna är identiska. Dessa parametrar omfattar re- sistansen ochinduktansen.i primårlindningsslingorna, strökapacitan- serna för primårlindningsslingorna med avseende på kraftelementen i de seríekopplade tyristorerna och med avseende på sekundärlindning- arna i alla pulstransformatorerna, de magnetiska egenskaperna hos 8206527-7 3 pulstransformatorerna och slutligen symmetrin i utgångarna hos den pulsgenerator, som matar primärlindningen. I praktiken är det mycket svårt att säkra likhet i ovannämnda parametrar. Anordningen ifråga är vidare icke i stånd att eliminera de verkningar av magnetfältet, som förorsakas av effektdelen till kretsen av seriekopplade tyris- torer, på primärlindningsslingan eller på bulstransformatorerna.

Ingen kompensering är anordnad för elektromotoriska krafter, som induceras på detta sätt i sekundärlindningarna av pulstransformato- rerna. r Det finnes vidare en känd anordning för styrning av serie- kopplade tyristorer (jämför USSR uppfinnarcertifikat 259,998, pub- licerad i "Bulletin of Discoveries, Inventions, Industrial Designs and Trademarks", nr 3, 1970), innefattande pulstransformatorer till ett antal lika med antalet seriekopplade tyristorer. Utgångsled- ningarna från den första och den sista tyristorn är elektriskt för- bundna med polerna till en snabbt ökande spänningskälla. Pulstrans- formatorerna har en gemensam primärlindning av slingtyp, som är för- bunden med en styrpulsgenerator. En gren av slingan sträcker sig inuti magnetkretsarna till pulstransformatorerna. Den andra grenen av slingan befinner sig utanför magnetkretsarna till pulstransforma- torerna. Sekundärlindníngen i varje pulstransformator är förbunden med styrövergången i respektive tyristor. Anordningen innefattar även en anordning för att förhindra passage av kapacitansströmmar genom styrövergångarna i tyristorerna, vilken anordning innefattar strömledande skärmar, som innesluter grenen inuti magnetkretsarna utefter hela längden av denna gren.

Skärmarna består i sin tur av ett flertal koaxiella strömle- dande skikt med olika längd i axiell riktning och anordnade så i för- hållande till varandra i radiell riktning, att ett längre skikt är omslutet av ett kortare skikt.

Den gemensamma primärlindningen i pulstransformatorerna sträc- ker sig inuti det längsta skiktet. Ändarna av.varje skikt befinner sig i motsatta grenar av slingan. Skikten är så anordnade i förhål- lande till varandra i axiell riktning, att bägge ändarna av varje längre skikt skjuter ut förbi ändarna av det kortare skiktet. Alla skikten och den gemensamma primärlindningen i pulstransformatorerna är isolerade från varandra. _ Anordningen är så konstruerad, att alla pulstransformatorerna befinner sig i en gren av den gemensamma primärlindningen till puls- 82Û6527~7 _ 14 pulstransformatorerna och så att de magnetiska kretsarna i pulstrans- formatorerna omsluter de utskjutande ändarna av respektive skikt och är förbundna medelst ledare med motsatta ändar av samma skikt på den andra grenen i den gemensamma primärlindningen. Den gren av den gemensamma primärlindningen, som befinner sig inuti pulstransforma- torerna, och ändarna av de skikt, som befinner sig på denna gren, är isolerade från magnetkretsarna och sekundärlindningarna i puls- transformatorerna. Den ände av det djupaste skiktet, som befinner sig på den gren av den gemensamma primärlindningen, som är belägen utanför magnetkretsarna, är förbunden med katoden i den sista tyris- torn i strömriktningen genom tyristorerna. Den ände av det yttre skiktet, som befinner sig på samma gren av den gemensamma primär- lindningen, är förbunden med anoden i den första tyristorn. Utgångs- ledarna i den gemensamma primärlindningen till pulstransformatorerna har en potential lika med eller nära potentialen för katoden i den sista av tyristorerna. I Varje startsignal, som pålägges ingången till pulsgeneratorn från en speciell styranordning, vars detaljer saknar betydelse för föreliggande beskrivning, påverkar pulsgeneratorn, varigenom en strömpuls alstras i den gemensamma primärlindningen till pulsgene- ratorerna. Denna strömpuls alstras samtidigt i sekundärlindningar- na till pulstransformatorerna. De transformerade strömmarna passe- rar genom styrövergången i alla tyristorerna, varigenom dessa bring- as till verksamt tillstånd. Anordningen för att förhindra passage av kapacitansströmmar genom styrövergångarna i tyristorerna, bringas att fungera, då en snabbt ökande spänning alstras mellan anod- och katodledningarna i tyristorkretsen, vilken spänning kan framkalla farligt stora strömmar genom strökapacitanserna i lindningarna till gpulstransformatorerna.

Anordningen för att förhindra strömning av kapacitansströmmar fungerar så, att den förhindrar strömning av kapacitansströmmar i den gemensamma primärlindningen till pulstransformatorerna. Den förhindrar sålunda en addition av sådana strömmar i den gemensamma primärlindningen och transformering av den totala strömmen till se- kundärlindningarna i pulstransformatorerna.

Oberoende av vilken typ av tyristorstyrningsanordning som an- vändes är kretsarna i de seriekopplade tyristorerna normalt.försed- da med ytterligare kretsar omfattande seriekopplade kapacitanser och resistanser. Tanken är att säkra en likformig fördelning av den 8206527-7 5 totala spänningen bland de enskilda tyristorerna. Såsom ett resul- tat skiljer sig anodpotentialen för närmast efterföljande tyrístor från anodpotentialen för varje föregående tyristor med samma värde (med andra ord, det förefinnes ett likformigt steg av anodpotential från en tyristor till nästa). Varje strömskena, som sammanbinder anoden och katoden i två närbelägna tyristorer är förbunden med ett av nämnda koaxiella skikt. Varje koaxiellt skikt har en elektrisk kapacitans i förhållande till närbelägna skikt. Det djupast liggan- de skiktet har en kapacitans med avseende på den gemensamma primär- lindningen i pulstransformatorerna, vars potential är lika med eller nära den för katoden i den sista tyristorn. Sålunda har anoden i varje tyristor en viss ekvivalent kapacitans i förhållande till katoden i den sista tyristorn, vars värde bestämmes av antalet av isolerande gap och kapacitanser mellan skikten. Förekomsten av en snabbt ökande spänning medför att olika stora strömmar flyter genom dessa kapacitanser. Mellan varje par av närbelägna skikt flyter kapacitansströmmen genom dessa skikt i olika riktningar med ett konstant värde. Såsom ett resultat kompenserar de kapacitansströmmar, som flyter genom skikten och den gemensamma primärlindningen inuti de magnetiska kretsarna till pulstransformatorerna varandra, och den resulterande elektromotoriska kraft, som induceras av dessa strömmar i sekundärlindningarna till pulstransformatorerna, är noll. Sålunda kan icke en snabbt ökande spänning, som kan uppträda över tyristor- kretsen, leda till en spontan omkoppling av tyristorerna.

Anordningen ifråga har den olägenheten att den är komplex till sin konstruktion. Dessutom kan kapacitanserna för två närbe- lägna skikt vara alltför stor för att säkra en likformig spännings- fördelning bland tyristorerna. Urladdningsströmmar i dessa kapaci- tanser, som flyter genom de ledande tyristorerna, kan icke-begränsas med hjälp av aktiva motstånd, såsom normalt sker i spänningsdelare av kondensator/motståndstyp. Såsom ett resultat kan tillväxtökning- en och amplituden för sådana strömmar nå farliga värden och påverka tyristorernas funktion.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en anordning för att styra seriekopplade tyristorer, som eliminerar verkningarna av kapacitansströmmar på styrövergångarna i tyristorer- na i fall av kraftiga spänningsfluktuationer.

Detta ändamål uppnås medelst en anordning för styrning av seriekopplade tyristorer, innefattande pulstransformatorer till ett s2o6527-7 6 antal lika med antalet seriekopplade tyristorer, av vilka den första och den sista har sina utgångsledare förbundna med polerna i en källa med snabbt ökande spänning, varvid pulstransformatorerna har en gemensam primärlindning, som är.förbunden med en styrpulsgenera- tor, vilken lindning'är utförd såsom en slinga, vars första gren sträcker sig inuti pulstransformatorernas magnetkretsar,'under det att den andra grenen befinner sig utanför magnetkretsarna, och vars sekundärlindningar var för sig är förbundna med styrövergången i respektive tyristor, vilken anordning även innefattar organ för för- hindrande av strömning av kapacitansströmmar genom styrövergångarna i transistorerna, vilka organ innefattar strömförande skärmar, som omsluter grenen inuti magnetkretsarna utefter hela längden av denna gren, varvid det för anordningen utmärkande är, att skärmarna i organen för förhindrande av strömning av kapacitansströmmar genom styrövergångarna i tyristorerna är successivt anordnade utefter längden av grenen av den gemensamma primärlindningen, så att mellan närbelägna skärmar förefinnes gap, vars minsta bredd säkrar elekt- risk isolering av ändarna till närbelägna skärmar, varjämte varje skärm har potentialen för en av polerna i källan med snabbt ökande spänning. _ Det är lämpligt, att skärmarna i organen för förhindrande av strömning av kapacitansströmmar genom styrövergångarna i tyristorer- na är anordnade längs grenen på sådant sätt, att de elektriska kapa- citanserna för närbelägna skärmar på bägge sidor om respektive puls- transformator är lika med avseende på den transformatorn.

Det är även lämpligt att organen för att förhindra strömming av kapacitansströmmar genom styrövergångarna i tyristorerna inne- håller en ytterligare strömförande skärm, som omsluter grenen av den gemensamma primärlindningen utanför magnetkretsarna utefter längden av den grenen, varvid de ytterligare skärmarna har samma potential som huvudskärmarna.

Det är likaledes lämpligt, att anordningen enligt uppfinning- en innefattar en ledare, som är anordnad utanför magnetkretsarna i pulstransformatorerna, varvid_ledarens ändar är elektriskt förbundna med den ytterligare skärmens ändar, och ledarens axel är belägen i ett plan innehållande axlarna till grenarna av den gemensamma pri- märlindningen och på motsatt sida om grenen inuti magnetkretsarna med avseende på grenen utanför magnetkretsarna, så att en sluten elektrisk slinga bildas, som omsluter slingan av den gemensamma pri- 82016527-7 7 märlindningen och pulstransformatorerna och försvagar det variabla magnetfältet, som täcker slingan av primärlindningen och magnetkret- sarna. .

Anordningen enligt uppfinningen för styrning av seriekopplade tyristorer är enkel till sin konstrnktion och förhindrar effektivt uppträdandet av ströstyrpulser.

Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig. 1 är ett översiktsdiagram av en anordning för styrning av seriekopplade tyristorer i enlighet med uppfinningen med huvudskärmarna och isoleringen av grenen av den gemensamma primärkretsen bortskurna, fig. 2 är ett diagram liknande fig. 1, som även visar en ytterligare skärm på den andra grenen av den gemensamma primärlindningen, vilken ytterligare skärm är för- bunden till huvudskärmen medelst förbindelsetrådar i enlighet med uppfinningen, fig. 3 är ett diagram liknande det i fig. 1 men visar även en ledare, som bildar en sluten slinga med den ytterligare skär- men, fig. 4 är en vy tagen i riktningen av pilen B i fig. 3 med den ytterligare skärmen bortskuren, fig. 5 är en vy av en annan utfö- ringsform av anordningen enligt fig. 2 med huset delvis bortskuret och visande ytterligare skärm och hållare samt plattor och transfor- matorer delvis sektionerade, fig. 6 är en sektion tagen längs lin- jen VI-VI i fig. 5, fig. 7 är en sektion tagen längs linjen VII- VII i fig. 5, och fig. 8 är en sektion tagen längs linjen VIII-VIII i fig. 5.

Såsom framgår av ritningen innefattar anordningen för styrning av seriekopplade tyristorer pulstransformatorer 1 (fig. 1), 2, 3, N, 5 och 6, vars antal är lika med antalet seriekopplade tyristorer 7, 8, 9, 10, 11 respektive 12. Pulstransformatorerna 1, 2, 3, Ä, 5 och 6 har en gemensam primärlindning förbunden med en styrpulsgene- rator 13. Den gemensamma primärlindningen är en slinga, vars första gren lä sträcker sig inuti magnetkretsarna 15 till pulstransformato- rerna 1, 2, 3, 4, 5 och 6. En andra gren 16 av slingan är belägen utanför magnetkretsarna 15 och innehåller en del, som är parallell med grenen 1H. _ Var och en av pulstransformatorernas 1, 2, 3, 4, 5 och 6 sekundärlindningar 17 är förbunden med styrövergången i respektive tyristor 7, 8, 9, 10, 11 och 12.

Anordningen enligt uppfinningen innefattar ytterligare organ för att förhindra en strömning av kapacitansströmmar genom styröver- 8206527-7 8 3 gångarna i tyristorerna 7, 8,19, 10, 11 och 12. Dessa organ omfat- tar strömförande skärmar 18, 19, 20, 21, 22, 23 och 24, som omslu- ter grenen 14 i den gemensamma primärlindningen'över hela längden av denna lindning. Skärmarna 18, 19, 20, 21, 22, 23 och 24 är an- ordnade i följd efter varandra längs grenen 14. Det förefinnes ett gap 25 mellan närbelägna skärmar,.vars minsta bredd säkrar elektrisk isolering av ändarna i närbelägna skärmar 18 och 19, 19 och 20, 20 och 21, 21 och 22, 22 och 23, samt 23 och 24. Denna isolering är anpassad efter spänningen i ett lindningsvarv i pulstransformatorer- -na 1, 2, 3, 4, 5 och 6. Var och en av skärmarna 18, 19, 20, 21, 22, 23 och 24 har potentialen av den ena polen 26 till en källa 27 för snabbt ökande spänning, som är elektriskt förbunden med utgångsledar- na från den första tyristorn 12 och den sista tyristorn 7. I denna utföringsform åstadkommes denna potential genom att skärmarna 18-24 är förbundna med en gemensam punkt A medelst separata ledningstrâdar.

Anordningen enligt uppfinningen innefattar även skärmar 28, 29, 30, 31, 32 och 33, som även är avsedda att leda kapacitansström- mar bort från styrövergångarna i tyristorerna 7, 8, 9, 10, 11 och 12. Var och en av skärmarna 28, 29, 30, 31, 32 och 33 är förbunden med katoden i respektive tyristor 7, 8, 9, 10, 11 eller 12. I varje sektion av magnetkretsarna 15, skärmarna 28-33 och sekundärlindning- arna 17, som är vinkelräta mot magnetflödet, har skärmarna 28-33 en tvärsektion i form av en öppen slinga med minsta möjliga gap mellan sina ändar. Gapet är avsett att åstadkomma en elektrisk isolering anpassad för spänningen i ett lindningsvarv. _ .Skärmarna 28, 29, 30, 31, 32 och 33 har samma potential som katoderna i tyristorerna 7-12 och.är isolerade från grenarna 14 och 16 i den gemensamma primärlindningen, skärmarna 18, 19, 20, 21, 22, 23 och 24 samt de ledningstrådar, som förbinder dessa skärmar med punkten A. Isoleringen är avpassad för en maximal spänning mellan anoden i tyristorn 7 och katoden i tyristorn 12. I föreliggande utföringsform är denna isolering ett luftgap. Den maximala spänning, för vilken isoleringen är anpassad, bestämmes av antalet seriekopp- lade tyristorer, som skall styras medelst anordningen enligt uppfin- ningen. * Grenen 14 till den gemensamma primärlindningen är isolerad från skärmarna 18-24. Isoleringen är avpassad att motstå pulsspän- ningen över'utgängen.från styrpulsgeneratorn 13. 8 I och för kompensering av kapacitansströmmar i varje magnet- krets 15 till respektive 'pulstransfopmator 1, 2, 3, u, 5 eller 6, 8206527-7 9 är skärmarna 18, 19, 20, 21, 22, 23 och âü anbragta med mellanrum längs grenen 14 på sådant sätt, att de elektriska kapacitanserna i närbelägna skärmar 18 och 19 (fig. 2), 19 och 20, 20 och 21, 21 och 22, 22 och 23, samt 23 och 23 och skärmarna 28, 29, 30, 31, 32 och 33, anordnade på bägge sidor om respektive pulstransformatorer, är lika med avseende på dessa transformatorer. Kapacitansströmmarna i skärmarna 18-24 i vart och ett av dessa par är lika och flyter i motsatta riktningar, varför de ömsesidigt kompenserar varandra.

För bättre skärmning av den gemensamma primärlindningen inne- fattar organen för att hindra strömning av kapacitansströmmar genom styrövergångarna tyristorerna 7, 8, 9, 10, 11 och 12 en ytterligare strömförande skärm 3H, som omsluter grenen 16 till den gemensamma primärlindningen över hela dess längd. Skärmen 3H har samma poten- tial som huvudskärmarna 18, 19, 20, 21, 22, 23 och 2U. För förenk- ling av konstruktionen av anordningen enligt uppfinningen, dvs. för att minska längden av de ledningstrådar, som förbinder skärmarna 18-2Ä med polen 26 till källan 27 för snabbt ökande spänning, utgöres dessa trådar av enkla förbindelsetrådar 35 mellan huvudskärmarna 18-2Ä och den ytterligare skärmen 34.

Bortsett från av kapacitansströmmar påverkas även tyristorer- nas 7, 8, 9, 10, 11 och 12 driftstabilitet av det magnetiska fält, som alstras av den ström som flyter genom spänningsdelarna (icke visade), som är avsedda att säkra en likformig spänningsfördelning bland tyristorerna 7-12. För upphävande av inverkan av dessa magnet- fält innefattar anordningen enligt uppfinningen en ledare 36 (fig. 3), som är anordnad utanför magnetkretsarna 15 till pulstransforma- torerna 1, 2, 3, Ä, 5 och 6. Ledarens 36 ändar är elektriskt för- bundna med ändarna av den ytterligare skärmen 3Ä. Den geometriska axeln för ledaren 36 (fig. 4) befinner sig i ett och samma plan som de geometriska axlarna för grenarna 16 och 18 (fig. 3) till den gemensamma primärlindningen och på motsatt sida om grenen 1Ä i för- hållande till grenen 16, varigenom en sluten elektrisk slinga bil- das, som omsluter den gemensamma primärlindningsslingan och puls- transformatorerna 1-6. Den så bildade elektriska slingan försvagar det variabla magnetfält, som ~täcker primärlindningsslingan och magnetkretsarna 15. I denna utföringsform är ledaren 36 en lednings- tråd.

Såsom påpekats ovan fungerar luftgapen såsom isolering mellan skärmarna 28, 29, 30, 31, 32 och 33 och alla de övriga skärmarna, 82065 27- 7 10 dvs. huvudskärmarna 18-2Ä och den ytterligare skärmen 3G, liksom även mellan skärmarna 28-33 och förbindelsetrådarna 35, mellan skär- marna 28-33 och ledaren 38 och mellan skärmarna 28-33 och de leda- re, som är anslutna till punkten A (fig.'1). Man_kan även använda transformatorolja och hårda isolerïngsmaterial, såsom epoxiharts.

Hig. 5-8 visar en alternativ utföringsform av uppfinningen, motsvarande anordningen i fig. 2. Anordningen enligt denna utfö- ringsform är inrymd i ett hölje 37 av ett elektriskt isolerande ma- terial, försett med lock 38 av samma material. Huvudskärmarna 18, 19, 20, 21, 22, 23 och 2Ä är rör av koppar eller aluminium. Skärmar- na 28, 29, 30, 31, 32 och 33 är ringformade och anordnade koaxiellt med huvudskärmarna 18-2ü. 8Luftgapen mellan skärmarna 28-33 och huvud- skärmarna 18-2U måste anpassas för spänningen hos hela kretsen av seriekopplade tyristorer 7-12 (fig. 1). Gapen mellan skärmarna 28-33 och den ytterligare skärmen 3Ä (fig. 5) och mellan skärmarna 28-33 samt förbindelsetrådarna 35 måste anpassas för samma spänning.

Skärmarna 28-33 fästes på plats och centreras i förhållande itill huvudskärmarna 18-24 och förbíndelsetrådarna 35 (i axiell rikt- ning) medelst plattor 39 (fig. 5-8) och hållare 40 av ett elektriskt isolerande material. 3 'I den senare utföringsformen måste det kortaste avståndet över ytan av konstruktionselementen av elektriskt isolerande material, dvs. mellan huvudskärmarna 18-2Ä (f8g. 5) och skärmarna 28-33 samt mellan skärmarna 18-28 och skärmarna H1 till ledarna i de sekundära lindningarna 17 väljas med hänsyn till spänningen för hela kretsen av seriekopplade tyristorer.

I Höljet 38 är tätt och fyllt med gas under tryck eller med en elektriskt isolerande vätska. Detta förbättrar avsevärt den elekt- riska hållfastheten av isoleringen såsom helhet.

Under normala betingelser arbetar anordningen enligt uppfin- ningen för styrning av seriekopplade tyristorer på följande sätt.

Startsignaler pälägges ingången till styrpulsgeneratorn 13 (fig. 1).

Dessa utgöres av ljus- eller elektriska pulser alstrade genom lämp- liga anordningar (icke visade). Varje startpuls påverkar styrpuls- generatorn 13 pâ sâdant sätt, att strömpulser alstras i den slinga, som bildas av styrpulsgeneratorn 13 och grenarna lü och 16 till den gemensamma primärlindningen i pulstransformatorerna 1, 2, 3, Å, 5 och 6. Strömpulserna i grenen 14 av den gemensamma primärlindningen alstrar samtidigt magnetiska.flöden i alla magnetkretsarna 15 till 82Û6527~7 11 pulstransformatorerna 1-6. Samtidigt bildas strömpulser för styr- ning av tyristorerna 7-12 i de slingor; som bildas av styrövergång- arna i tyristorerna 7-12 och sekundärlindningarna 17 till pulstrans- formatorerna 1-6. Vid uppträdandet av styrströmpulser i styröver- gångarna till tyristorerna 7-12 göres de senare ledande; dvs. bring- as till aktivt tillstånd.

Bortsett från normala sitnationer såsom den ovan beskrivna kan tyristorerna 7-12 felaktigt bringas att bli ledande, då en snabbt ökande spänning pålägges kretsen av dessa tyristorer. Denna spänning kan ha formen av stötspänningar eller pulser och kan bero på både normala omkopplingsprocesser i närbelägna armar av ström- riktarbryggan och kristillstând i närbelägna armar av strömbrytar- bryggan, i kraftöverföringsledningen eller någon annan del av ut- rustningen vid en understation.

Alla anordningar som är istånd att alstra snabbt ökande spän- ningar är representerade i fig. 1, 2 och 3 såsom en enda källa 27 med snabbt ökande spänning, Kretsar av seriekopplade tyristorer är normalt försedda med speciella kretsar bestående av seriekopplade kondensatorer och motstånd. Ändamålet med sådana speciella kretsar (icke visade) är att säkra en likformig fördelning av spänningen bland tyristorerna. Då en speciell krets av detta slag bringas i funktion skiljer sig potentialen vid anoden för varje efterföljande tyristor från potentialen vid anoden i varje föregående tyristor med ett och samma värde. Vid den sista tyristorn, dvs. tyristorn 7, uppgår den till den fulla spänningen över kretsen av de serie- kopplade tyristorerna 7-12. Potentialerna i utgångsledarna till grenarna 14 och 16 av'den gemensamma primärlindningen i pulstrans- formatorerna 1-6 år lika med eller nära potentialen för en av poler- .na 26 till källan 27 och potentialen vid tyristorns 12 katod. Poten- tialerna i sekundärlindningarna 17 till pulstransformatorerna 1-6 är lika med potentialerna vid katoderna i respektive tyristorer 7-12 eller potentialerna vid anoderna i de närliggande tyristorerna.

Såsom ett resultat ändrar sig potentialskillnaderna i sekundärlind- ningarna 17 till pulstransformatorerna 1-6 och grenarna 1H och 16 till den gemensamma primärlindningen på samma sätt som anodpotentia- lerna i tyristorerna 7-12. Potentialskillnaden motsvarande puls- transformatorn 6 är sålunda nära noll. Potentialskillnaden motsva- rande pulstransformatorn 1 understiger den fulla spänningen över kretsen av seriekopplade tyristorer 7-12 med ett värde lika med spänningsfallet vid enbart tyristorn 7. Liknande potentialskillna- 8206527-7 12 der uppträder mellan seknndärlindningarna 17 och huvudskärmarna 18- ZÄ, mellan sekundärlindningarna 17 och den ytterligare skärmen 3Ä (fig. 2) och mellan sekundärlindningarna 17 och ledaren 36 (fig. 3).

Potentialerna för skärmarna 28-33 är lika med potentialerna i res- pektive seknndärlindningar 17. ïšåsom ett resultat_föreligger poten- tialskillnader mellan skärmarna 28-33 och alla ovannämnda element.

Det förefinnes även potentialskillnader mellan vilket som helst par av pulstransformatorer 1-6.

Bortsett från potentialskillnader finnes även strökapacitan- ser mellan alla ovannämnda element.

Då det förekommer en spänningsändring över kretsen av serie- kopplade tyristorer 7-12, alstrar potentialskillnaderna och strö- kapacitanserna kapacitansströmmar mellan ovannämnda element. Inten- siteten av kapacitansströmmen mellan vilka som helst två element är proportionell mot ändringshastigheten i potentialskillnaden mel- lan dessa element och värdet av strökapacitansen mellan dessa ele- ment. Z Antager man att anordningen enligt uppfinningen icke innehål- ler några organ för att förhindra strömning av kapacitansströmmar till styrövergångarna i tyristorerna (med andra ord antag att det icke förefinnes nàça skärmar 28-33, 18-24 samt 34) så kommer i sådant fall banan för kapacitansströmmarna att vara följande: källan 27 - spänningsdelarkretsen - utgångsledarna från sekundär- lindningarna 17 - grenarna 1H och 16 i den gemensamma primärlindning- en till pulstransformatorerna - styrpulsgeneratorn 13 - källan 27.

Då kapacitansströmmarna följer ovanstående bana adderas de i grenen 14 av den gemensamma primärlindningen till pulstransformato- rerna 1-6. Den totala strömmen flyter genom grenen 14 och bringar tyristorerna 7-12 att bli ledande på samma sätt som styrpulsgenera- torn 13 skulle göra.

I Strömningen av kapacitansströmmar i grenen lä förhindras medelst huvudskärmarna 18-2U, vars potentialer är lika med eller nåra potentialen för grenen lä. Till följd av en liten potential- 'skillnad mellan skärmarna 18-Zü och grenen 14 uppkommer praktiskt taget icke nâgra kapacitansströmmar mellan skärmarna 18-2M och grenen'1ü. De pulsströmmar; som når skärmarna 18-2H från sekundär- lindningarna 17 i pnlstransformatorerna 1-6 kan icke adderas på grund av de lågspänningsisolerande gapen 25. Såsom.framgår av fig. 1 flyter dessa strömmar genom var och en av skärmarna 18-2H och fort- 8206527-7 13 skrider genom de ledningar, som förbinder skärmarna 18-24 med polen 26 till källan 27 för snabht ökande spänning. En del av den ström som passerar genom var och en av skärmarna 18-24 flyter inuti mag- netkretsarna 15 till pulstransformatorerna 1-5 och transformeras i sekundärlindningarna 17 till dessa pulstransformatorer under bild- ning av bruspulser i styrövergângarna till tyristorerna 7-11. Amp- lituden hos bruspulserna är mycket lägre än amplituden hos brus- pulser, som alstras av den totala kapacitansström, som flyter genom grenen 14, vilken totala ström upphäves medelst skärmarna 18-24.

Antag att utgångsledningarna från sekundärlindningarna 17 till pulstransformatorerna 1-6 icke har nâgra skärmar 28-33. I sådant fall alstras kapacitansströmmar genom strökapacitanserna i sekundärlindningarna 17 i förhållande till grenarna 14 och 16, skärmarna 18-24 och sekundärlindningarna 17 i närliggande pulstrans- formatorer 1-6. Från utgångsledningarna till sekundärlindningarna 17, som är förbundna med styrelektroderna i tyristorerna 7-12, fly- ter strömmen direkt till styrövergångarna i transistorerna 7-12 och kan förorsaka ett felaktigt verkningssätt hos tyristorerna 7-12.

I ändamål att eliminera dessa strömmar är magnetkretsarna 15 och sekundärlindningarna 17 inneslutna i skärmar 28-33, vars potentialer ligger-nära potentialen hos sekundärlindningarna 17 och magnetkret- sarna 15. För alla praktiska ändamål förekommer icke några kapaci- tansströmmar mellan sekundärlindningarna 17 och skärmarna 28-33 till följd av den ringa potentialskillnaden. Sålunda uppträder icke några kapacitansströmmar i utgångsledningarna till sekundärlindning- arna 17.

Såsom framgår av fig. 1 eliminerar skärmarna 28-33 och 18-24 icke helt kapacitansströmmar i tyristorernas 7-12 styrövergângar.

Detta beror på det faktum, att en del av strömmen i skärmarna 18-24 flyter inuti pulstransformatorerna 1-6. Detta beror även på det faktum, att kapacitansströmmarna når grenen 16 och adderas där samt fortsätter till polen 26 i källan 27, delvis genom grenen 16 och delvis genom grenen 14. Den ström som passerar.genom grenen 14 flyter inuti pulstransformatorerna 1-6 och transformeras i sekundär- lindningarna 17 till brusström.

För att denna ström skall undanröjas i grenen 14 är grenen 16 innesluten i skärmen 34 (fig. 2), vars potential ligger nära poten- tialen för grenen 16. Det förefinnes praktiskt taget icke någon kapacitansström mellan skärmen 34 och grenen 16 på grund av den ringa potentialskillnaden. De kapacitansströmmar, som når skärmen 34 szoaâzv- '1 _ lä från-pulstransformatorerna 1-5, flyter genom skärmen BÄ till polen 26 i källan 27.för snabbt ökande spänning.via pnlstransformatorerna 1-6. I ändamål att eliminera kapacitansströmmar, som_flyter genom skärmarna 18-22 innti magnetkretsarna 15 till pulstransformatorerna 1-5, är dessa skärmar 18-22 anordnade axiellt i.förhållande till magnetkretsarna 15 till pdlstransformatorerna 1-5 på sådant sätt, att strökapacitanserna i var och en av pnlstransformatorerna 1-5 är lika med avseende på de två närbelägna skärmarna 18-22. Kapaci- tansströmmarna i två närbelägna skärmar 18-22 är lika och strömmar i motsatta riktningar så att de kompenserar varandra.

Skärmen 34 gör det möjligt att minska längden av de lednings- trâdar, som förbinder skärmarna 18-2U med polen 26 i källan 27.

Såsom ett resultat kan dylika ledningstrådar ersättas med förbindel- setrådarna'35.

En snabbt ökande spänning, som kan uppträda i kretsen av de seriekopplade tyristorerna 7-12 ger även upphov till en pulsström av avsevärd intensitet i spänningsdelarnas krets (icke visad), som tjänar till att fördela spänningen mellan tyristorerna 7-12. Amp- lituden hos denna pulsström kan uppnå tiotals och även hundratals ampere. Ett högfrekvent magnetfält med stor effekt alstras runt spänníngsdelarna. När detta magnetfält påverkar olika element i anordningen för styrning av seriekopplade tyristorer, kan det alstra ströströmpulser, vilka i sin tur kan göra tyristorerna 7-12 ledande.

Det högfrekventa magnetfältet verkar i huvudsak på den gemensamma primärlindningen till pulstransformatorerna 1-6 och på den slinga, som bildas av den lindningen. Fältet påverkar även sekundärlindning- arna 17 i pulstransformatorerna 1-6.

Det högfrekventa magnetfältet inducerar en elektromotorisk kraft i slingan av den gemensamma primärlindningen till pulstransfor- matorerna 1-6.. Denna elektromotoriska krafts värde är proportionellt mot magnetfältets frekvens. Om resistansen i styrpulsgeneratorn 13 är låg, alstras en pulsström i grenarna 14 och 16 och transformeras i pulstransformatorernas 1-6 sekundärlindningar 17 till ströstyr- pulser, som gör tyristorerna 7-12 ledande.

Det högfrekventa magnetiska fältet verkar på ett liknande sätt på sekundärlindningarna 17 till pulstransformatorerna 1-6, om det når magnetkretsarna 15. Såsom ett resnltat alstras ströstyr- pulser i seknndärlindningarna 17. Dessa ströpulser kan även föror- sexa ett felaktigt' arbets-sätt nos 'tyristorernar 7-12. 8206527-7 15 Amplituden hos de ströstyrpulser; som alstras såsom ett resul- tat av en genomträngning av det högfrekventa magnetiska fältet i magnetkretsarna 15, kan minskas genom att man lägger lindningsvarven i sekundärlindningarna 17 med likformiga mellanrum utefter magnet- kretsarnas 15 längd och genom virvelströmmar som alstras i skärmarna 28-33. Virvelströmmar alstras i skärmarna 28-35 genom ett yttre högfrekvent magnetfält. De i sin tur alstrar ett annat högfrekvent magnetfält, vars riktning är motsatt riktningen av det yttre hög- frekventa magnetfältet. Det förra kompenserar sålunda delvis det senare, dvs. det högfrekventa magnetfält som når magnetkretsarna 15.

Kompensationen är mera effektiv, om magnetfältets frekvens är hög, dimensionerna hos skärmarna 28-33 är stora och resistiviteten hos det material, av vilket skärmarna 28-33 är gjorda, är låg. Uppen- barligen är koppar och aluminium de bästa material för framställning av skärmarna 28-33.

Amplituden hos de ströstyrpulser, som resulterar av en intrång- ning av det högfrekventa magnetfältet i slingan av den gemensamma primärlindningen till pulstransformatorerna 1-6 kan minskas genom ökning av den inre resistansen i styrpulsgeneratorn 13 under inter- vallen mellan styrpulserna och genom att man anordnar en strömföran- de slinga i samma plan som slingan av den gemensamma primärlindning- en till pulstransformatorerna 1-6 och vilken förstnämnda slinga om- sluter den senare. Denna ytterligare slinga bildas av den ytterli- gare ledaren 36 (fig. 3), förbindelsetråden 35 och den ytterligare skärmen 3H.

Den ytterligare slingan fungerar såsom skärmarna 28-33, då dessa utsättes för ett högfrekvent magnetfält. Med andra ord lik- som i fallet skärmarna 28-33 bildas virvelström i den ytterligare slingan, och en kompensering av det yttre högfrekventa magnetfältet äger rum. För att den ytterligare slingan skall bli mer effektiv måste ledaren 36, förbindelsetråden 35 och den ytterligare skärmen 3H alla ha lågt ohmskt motstånd. Detta innebär att de måste fram- ställas av koppar eller aluminium och att de måste ha en stor tvär- sektion. I I ändamål att minska belastningen på högspänningsisoleringen måste man minska intensiteten hos elektriska fält nära de spetsiga kanterna av skärmarna 28-33. Det är sålunda lämpligt att dessa vinklar avrundas såsom visas i fig. 5. För samma ändamål överlappas de isolerande gapen mellan skärmarna 28-33 och de isolerande gapen 25

Claims (3)

82065 27- 7 p 16 mellan huvudskärmarna 18-âü medelst ett speciellt band (icke.visat), som har hög elektrisk resistans. I 7 _ Med anordningen enligt uppfinningen för styrning av serie- kopplade tyristorer undanröjes för alla praktiska ändamål ströstyr- pulser beroende på kapacitansströmmar och högfrekventa magnetfält. Praktiska prov utförda med anordningar enligt fig. 5-8 visar, att tyristorerna 7-12 icke göres ledande av ströstyrpulser med spänningar över kretsen av seríekopplade tyristorer som ökar med en hastighet av upp till_60_kVzus. _i_ I _ Strökapacitanser saknar betydelse, särskilt i utföringsformer där luftgap användes för isolering, och påverkar på intet sätt den likformiga fördelningen av spänningen över tyristorerna 7-12. Anordningen enligt uppfinningen kan användas i strömriktar- bryggor för likströmsöverföringsledningar och i statiska kompensato- rer för reaktiv effekt. _Patentkrav

1. Anordning för styrning av seriekopplade tyristorer, innefat- tande pulstransformatorer till ett antal lika med antalet seriekopp- lade tyristorer, av vilka den första och den sista har sina utgångs- ledningar förbundna med polerna till en källa för snabbt ökande spänning, varvid pulstransformatorerna har en gemensam primärlind- ning, som är förbunden med en styrpulsgenerator och som är utförd såsom en slinga, vars första gren sträcker sig inuti pulstransforma- torernas magnetkretsar, under det att den andra grenen befinner sig utanför magnetkretsarna, medan pulstransformatorernas sekundärlind- ningar var för sig är förbundna med styrövergången i respektive ty- ristor, samt organ för att förhindra strömming av kapacitansströmmar ”egenom tyristorernas styrövergångar, vilka organ omfattar strömföran- de skärmar, som omsluter grenen inuti magnetkretsarna utefter denna grens hela längd, k ä n n e t e c k n a d av att skärmarna (18, 19, 20, 21, 22, 23, 24) i organen för att förhindra strömning av kapaci- tansströmmar genom styrövergångarna till tyrístorerna (7, 8, 9, 10, 11, 12) är anordnade i.följd efter varandra över längden av den inre grenen (lä) av den gemensamma primärlindningen, så att mellan når- belägna skärmar bildas gap (25), vars minsta bredd säkrar elektrisk isolering mellan angränsande ändar i närliggande skärmar (18-19, 19-20, 20-21, 21-22, 22-23, 23-24), varvid varje skärm (18-2Ä) har samma potential som en av polerna (26) i källan (27).för snabbt ökande spänning. 82Ü6527~7 17

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att skärmarna (18-PH) i organen för att förhindra strömming av kapaci- tansströmmar genom styrövergångarna i tyristorerna (7-12) är anord- nade längs den inre grenen (1Ä) på sådant sätt, att de elektriska kapacitanserna nos närbelägna skärmar (18-19, 19-20, 20-21, 21-22, 22-23, 23-2Ä) på bägge sidor av respektive pulstransformator (1, 2, 3, U, 5, 6) är desamma med avseende på denna transformator.

3. Anordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av att organen för att förhindra strömning av kapaoitansströmmar genom styrövergångarna i transistorerna (7-12) innefattar en ytterligare strömförande skärm (3H), som omsluter grenen (16) av den gemensamma primärlindningen utanför magnetkretsarna (15) utefter hela dess längd, varvid den ytterligare skärmen (3ü) har samma potential som huvudskärmarna (18-ER). Ä. Anordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar en ledare (36), som är placerad utanför magnetkretsarna (15) i pulstransformatorerna (1-6), varvid ledarens (36) ändar är elektriskt förbundna med den ytterligare skärmens (3U) ändar, var- jämte ledarens (36) geometriska axel ligger i ett plan som innefat- tar de geometriska axlarna för den gemensamma primärlindningens gre- nar (lü, 16) och på motsatta sidan om grenen (1Ä) inuti magnetkret- sarna (15), så att en sluten elektrisk slinga bildas, som omsluter den gemensamma primärlindningens slinga och pulstransformatorerna (1-6) och därigenom försvagar det variabla magnetfält, som täcker slingan av den primära lindningen och magnetkretsarna (15).