SE457841B - Anordning med seriekopplade tyristorer - Google Patents

Description

457 841 (11 lO 2 124 består av en självstyrd oscillator, vilken under inverkan av en från AND-kretsen l23a på dess anslutning A erhàllen insignal matar en långvarig styrsignal GP till tyristorns 8 styre och fortsätter med detta konti- nuerligt tills en signal från AND-kretsen l23b kommer på dess anslutning B.

Pig 2 visar ett strömstyrorgan 6, vilket används när anordningens huvudkrets är av högspänningstyp. Detta styrorgan består av ett flertal seriekopplade dioder 7a, 7b och 7c och ett flertal seriekopplade tyristorer Bb och 8c. En pulstransformator 13 och demodulatorer l4a, l4b och l4c visas också. 8a, I det följande kommer denna anordnings funktion att beskrivas med hänvisning till vàgformsdiagrammen i fig 4 och 5.

Eftersom tyristorn 8 förblir i sitt tills ordersignalen q kommer, laddas den kondensatorn 5 till en potential, som är fråntíllstånd faskompenserande lika med spän- ningens V negativa maximivärde Vmax, vilket leder till att en spänning VA_K, vilken har en i fig 4 (c) visad vàgform och inbegriper både matningsspänningen V och den därpå superponerade utspänningen VC från kondensa- torn 5, pàlägges mellan tyristorns 8 anod och katod.

Antag nu att kondensatorutmatningsstyrsignalen g alstras vid tiden to. Då matas inte tändstvrsignalen PON ut förrän vid tiden tl, vid vilken matningsspänningen V när sitt negativa maximivärde, trots avgivandet av signalen q till styrsignalgeneratorn 12, så att inte heller styrsignalen GP genereras före tiden tl. Denna kretskonfiguration är anordnad på ett sådant sätt att den förhindrar en strömrusning från den faskompenserande kondensatorn 5 genom att tyristorn 8 försätts i ett ledande tillstånd när den däröver pàlagda spänningen VA_K befinner sig i närheten av sin nollnivà. När styr- signalen GP alstras tänds tyristorn 8 för att möjliggöra för en kondensatorström Ic enligt fig 4 att flyta via den faskompenserande kondensatorn 5, varigenom den .KI lO 457 841 3 kompenserar för den reaktiva effekten i huvudkretsen och förbättrar dess effektfaktor.

När effektfaktorn sålunda har förbättrats för att minska den reaktiva effekten till under ett förutbestämt värde utsläcks ordersignalen q. Men även efter den i figuren vid tiden tz visade utsläckningen av signalen q fortsätter kondensatorströmmen Ic att flyta via dio- den 7 fram till tiden t4, vid vilken matningsspänningen V når sitt negativa maximivärde. På grund av detta för- inställs släckstyrpulsen P till att ha en längd, som är tyristorns 8 frànslgšítid TOFF kortare än en period av matningsspänningen V.

Den konventionella anordningen ovan fungerar på det beskrivna sättet när belastningen 3 är induktiv.

I det fall då belastningen 3 är en tyristorenhet eller liknande störs emellertid matningsspänningens V våg- form, såsom visas i fig 6, beroende på att högre över- toner ingår i kretsströmmen I, så att en distorderad ström kommer att flyta i den faskompenserande konden- satorn 5. Ett exempel på en sådan distorderad ström visas i fig 6 (d). Om den tidpunkt, vid vilken den i dioden 7 flytande strömmen Icd (hädanefter benämnd diod- strömmen) blir noll, liksom kondensatorströmmen Ic, driver mot styrsignalens GP släckningstid t3 i det fall då strömstyrorganet 6, såsom visas i fig 2, är försett med seriekopplade tyristorer 8a, 8b och 8c kan det oönska- de fenomenet inträffa att exempelvis tyristorerna 8a och Bb slås ifrån, medan tyristorn 8c inte slår ifrån pà grund av någon variation i de enskilda tyristorernas frànslagskaraktäristikor. Med den följande ökningen av matningsspänningen V efter tiden t4 kommer då hela spänningen att päläggas enbart över tyristorn 8c och slutligen orsaka spänningsöverslag i denna. (Hädanefter kommer detta att betecknas som det första fallet av spänningsöverslag.) När kondensatorströmmens Ic vågform är så distorderad, 457 841 LII ,- U 4 str visas i fig 7 (d), d v 5 flyter i i det fall då ström, som kretsen med tyristorer Ba, Sb och 8c vid styr- :~~n=1nf= GP släckningstid, överförs till kretsen med a, 7b och 7c vid tiden t42 och därefter blocke- : tyristorerna 8a, 8b och 8c vid tiden t43, är rån tiden t42 till tiden t43 alldeles för är att säkerställa en tillräcklig fránslagstid, beroende pà variationen i de enskilda tyristorernas naraktäristikor inträffar fenomenet att exempelvis ty- ristorn 8c ensam lämnas i sitt till-tillstånd, vilket slutligen leder till spänningsöverslag. (Hädanefter kommer detta att betecknas som det andra fallet av spän- ningsöverslag.) Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstad- komma en förbättrad anordning, vilken är utrustad med vilka kan eliminera den förutnämnda nackdelen genom att effektivt förhindra felet att nya organ, en eller flera tyristorer vid frânslagstidpunkten för ett flertal seriekopplade tyristorer ensamma slås från före de andra pà grund av de ovan nämnda skälen och att de därigenom förstörs på grund av överspänning.

Enligt en exemplifierande utföringsform av denna uppfinning kan vilken som helst tyristor som har sådan karaktäristika att dess frånslag inträffar tidigare än andras skyddas genom att en tänd- eller tillslags- signal matas till varje seriekopplad tyristors styre, om den tid som krävs för att en ström, ett spärrande, som flyter i på ett antiparallellt sätt till tyristorerna anslutet halvledarelemcnt, ska bli noll är kortare än en förutbestämd tid, vilken krävs för att samtliga tyris- torer skall slå ifrån och sålunda för att det oönskade fenomenet att endast de tyristorer som har en kortare frånslagstid slås ifrån skall undvikas.

I det följande kommer en exemplifierande utförings- form av föreliggande uppfinning att beskrivas i detalj med hänvisning till bifogade ritningar.

Pig l är ett blockschema för en konventionell kom- pensator för reaktiv effekt. Pig 2 är ett kretsschema ff Ko U' 457 841 nnat strömstyrorgan, vilket är avsett för använd- d) >- detaljer i en i anordningen 1 fig l använd styrsign»lgenerator. Pig 4-7 visar spänningsvàgformer _ ïvcr en exemplifierande utföringsform av denna 'aning med seriekopplade tyristorer. Fig l0 visar r signaler i anordningen i fig 9.

I fig 8 visas en växelströmskälla l för tillförsel av en matningsspänning V, en inre impedans 2, en induk- tiv belastning 3 och en kompensator 4 för reaktiv effekt.

Denna kompensator 4 innefattar en faskompenserande kon- densator 5, ett strömstyrorgan 6, bestående av en diod 7 och en tyristor 8, vilka är antiparallellkopplade, en spänningstransformator 9, en strömtransformator l0, en detektor ll för reaktiv effekt och en styrsignal- generator l2. Eftersom dessa komponenter är likvärdiga med de i fiq l och strömstyrorganet 6 är uppbyqqt på samma sätt som det som visas i fig 2 betecknas motsva- rande delar med samma hänvisningssiffror och detaljerade förklaringar av dessa delar är utelämnade här.

En skyddsenhet 20 har den i fig 9 visade krets- xrnstruktionen och har som funktion att alstra en åter- :1.dningspuls GF som svar på utsignalen från en ström- transformator 21, vilken detekterar en i strömstyror- ganet 6 flytande kondensatorström Ic, och också som svar på en från en styrsignalgenerator 12 mottagen styr- signal GP. I fig 9 visas en med 201 märkt ledningsperiod- detektor, vilken mottager utsignalen Ic från strömtrans- formatorn Zl och matar en detekteringssignal m med en spänningsvágform enligt fig 10 (f) till en monostabil multivibrator 202, under den tid då diodströmmen Icd flyter. Den monostabila multivibratorn 202 alstrar en nolldetekteringspuls P21 synkront med detekteringssigna- lens m fall, och en annan monostabil multivibrator 203 alstrar en puls P22 synkront med styrsignalens GP fall.

Pulsen P22 har en längd, vilken motsvarar en frånslagstid TOFÛ, vilken inte är kortare än den tid det tar från -lerna i anordningen i fig l. Pig 8 är ett block-A 457 841 rv) .(5 6 det att den till var och en av tyristorernas Ba, 8b och Sc styren förda styrsignalen GP börjar släckas ut till det att denna signal är fullständigt utsläckt.

En hänvisningssiffra 204 betecknar en AND-krets, till vilken pulserna P21 och P22 matas. Denna krets 204 alst- rar àtertändningsorderpulsen GF under inverkan av sam- tidig inmatning av de tvà pulsernan både orderpulsen GF och orderpulsen generatorn l2 via en OR-krets 22.

Följaktligen matas q till styrsignal- När kondensatorströmmen Ic distorderas, gare beskrivits i anslutning till fig 6, men Icd blir noll vid tiden t såsom tidi- och diodström- 40 innan matningsspänningen V ökar till sitt maximala värde efter utsläckningen av styrsignalen GP, anbringas i denna kretskonstruktion àtertändningsordersignalen GF från skyddsenheten 20 via OR-kretsen 22 till styrsignalgeneratorn 12 så länge som perioden från tiden t3 till tiden t 4Oär inom pulsens P22 längd T OFF, så att styrsignalen GP matas ut igen vid tiden t40. Följaktligen tänds tyristorerna 8a, 8b och 8: igen vid tiden tqo för att helt och hållet för- hindra det första fallet av spänningsöverslag. Den med en streckad linje i fig 10 (c) visade vàgformen represen- som pàlägges tyristorserie- kretsen Ba - 8c, när tyristorerna inte tänds igen. :erat en framàtspënning, Förutom den ovan beskrivna utföringsformen, där serietyristorkretsen och seriediodkretsen är anslutna pà ett antiparallellt sätt till varandra är det möjligt att uppnå samma verkan genom användning av rer istället för diodkretsen. serietyristo- Diodkretsen kan dessutom lika gärna bestå av en enda diod.

Claims (2)

1. lO 15 20 25 " 457 841 PATENTKRAV l. Anordning med seriekopplade tyristorer, k ä n n e - t e C k n a d (6), innefattande en seriekrets, bestående av ett flertal seriekopplade av ett strömstyrorgan, tyristorer (8), ett spärrande halvledarelement (7), vilket är anslutet till seriekretsen på ett antiparal- lellt sätt; en styrsignalgenerator (12) för matning av en styrsignal till varje tyristors styrelektrod; och en tyristorskyddande enhet (20), bestående av en krets för detektering av en nollpunkt för den i det spärrande halvledarelementet flytande strömmen och för alstring av en nolldetekteringspuls, en monostabil multi- vibrator (203) för alstring av en puls med förutbestämd längd synkront med tidpunkten för styrsignalens släck- ning, och ett AND-element (204), vilket är anslutet för mottagning av de två pulserna, samt organ för mat- ning av AND-elementets (204) utsignal som en àtertänd- ningspuls till styrsignalgeneratorn.

2. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att kretsen för alstring av en nolldetekteringspuls är försedd med en ledningsperioddetektor (201), vilken kan alstra en utsignal enbart under det spärrande halv- ledarelementets (7) ledande period, och en monostabil multivibrator (202) för alstring av en nolldetekterings- puls, vilken är synkroniserad med fallet i utsignalen från ledningsperioddetektorn (201).