SE508074C2 - Tyristorventil för högspänd likströmsöverföring innefattande organ, som motverkar tändning av tyristorn under ett tidsintervall efter ett ledintervall - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 sus 074 2 Varje tyristorstyrenhet avger en tändpuls till sin tyristor då tändpuls erhålles från ventilstyrenheten, under förut- sättning av att samtidigt dels en blockspänning av tillräck- lig storlek (t ex ca 30-40 V) ligger över tyristorn och dels' tillräcklig tändenergi finns tillgänglig i tyristorenheten.

För skydd av tyristorn mot överspänning i blockriktningen finns en krets som utlöser skyddständning av tyristorn om blockspänningen uppnår en förutbestämd nivà, t ex 7 kV. Det bör observeras att alla uppgifter om nivåer i denna ansökan är baserade pà en dimensionerande tyristorblockspänning strax över 7 kv. Andra dimensionerande blockspänningar ger givetvis andra nivàer.

Under en tyristors áterhämtningsintervall efter ett ledin- tervall har tyristorn inte hunnit àterfà full förmåga att utan självtändning ta upp spänning i blockriktningen. En återvändande blockspänning under detta intervall kan därför orsaka att tyristorn självtänder. Tyristorn kan därvid utan att skadas självtända eller skyddständas vid låga blockspän- ningar, men om självtändning (eller skyddständning) sker vid högre blockspänningar kan resultatet bli att tyristorn ska- das eller förstörs. För att skydda tyristorerna mot denna risk är varje tyristorstyrenhet i de här beskrivna kända ventilerna så utformad att den under áterhämtningsinterval- let sänker den nivå, vid vilken skyddständning görs, till ett relativt làgt värde, t ex ca l kV. Detta ástadkommes i dessa kända ventiler genom att en krets avkänner när efter ett ledintervall spärrspänning uppträder över tyristorn.

Denna krets triggar en tidkrets som avger en s k RP-puls (RP = Recovery Protection) med förutbestämd längd, t ex ca 1 ms.

Om under varaktigheten av denna puls en blockspänning uppnå- ende till det nyssnämnda lägre värdet uppträder över tyris- torn, avges en tändpuls för skyddständning av tyristorn.

Härigenom undviks risken för skador genom självtändning frán alltför hög spänning. 10 15 20 25 30 35 sus 074 4 tändningar, och därmed för kommuteringsfel och driftstör- ningar, kan reduceras jämfört med tidigare kända ventiler.

Uppfinningen avser vidare att göra det möjligt att åstad- komma dessa fördelar med hjälp av väl utprovade och till- förlitliga tyristorstyrenheter av tidigare känt slag, i vilka endast obetydliga ändringar behöver göras.

Vad som kännetecknar en tyristorventil enligt uppfinningen framgår av bifogade patentkrav.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas i anslutning till bifogade figurer l - 6. Figur 1 visar en tyristorventil enligt uppfinningen. Figur 2 visar en av de i ventilen ingående tyristorstyrenheterna. Figur 3 visar sche- matiskt en del av ett snitt genom en av ventilens tyristo- rer. Figur 4 visar som funktion av tiden spänningen över och strömmen genom tyristorn vid avslutningen av ett ledinter- vall. Figur Sa visar en s k GATT-tyristor och figur 5b dess anslutning till sin styrenhet vid användning i en alternativ utföringsform av en ventil enligt uppfinningen. Figur 6a visar ett alternativt sätt att detektera återhämtningsinter- vallets början genom att avkänna tyristorströmmens noll- genomgáng, och figur 6b visar tyristorströmmen och mätsig- nalen som funktion av tiden.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL Figur 1 visar schematiskt en tyristorventil V enligt uppfin- ningen. ventilen har ett antal (m stycken) seriekopplade tyristorer Tl ... Tn heter TCUl ...TCUn Tm med tillhörande tyristorstyren- ...TCUm. Tyristorstyrenheterna mottar från ett icke visat och pà jordpotential anordnat ventil- CPn tilens tyristorer och avger till ventilstyrdonet indike- IPn styrdon styrpulser CPl CPm för tändning av ven- ringspulser IP1 IPm. Ventilstyrdonet är anordnat pá jordpotential, och styr- och indikeringspulserna överförs mellan ventil- och tyristorstyrenheterna med hjälp av ljus- 10 15 20 25 30 35 5 sus 074 ledare. Varje tyristorstyrenhet är ansluten till motsvarande tyristors anod och katod och avger till sin tyristor dels en tändpuls FP1 FPn RPn RPm. och dels en blockeringspuls RP1 Tyristorerna är vid ventilen enligt denna utföringsform av uppfinningen av den typ som har MOS-transistorstyrda emit- terkortslutningar. Sådana tyristorer är tidigare kända genom t ex den svenska utläggningsskriften 392 783 och "Power Devices with MOS-controlled Bd. 14 I dessa skrifter beskrivs uppbyggna- Stoisiek, Emitter Shorts", (1985) nr 2, sid 45-49. den av sådana tyristorer samt användning av de styrbara Patalong: Siemens Forsch. u. Entwickl.-Ber., kortslutningarna för blockering av tändning av tyristorn och/eller för släckning av tyristorn. I den senare av de båda skrifterna föreslås kortslutningarna vara konstant aktiverade och bortkopplas under tyristorns tändförlopp och ledintervall.

Varje tyristor (t ex Tl) har således dels en styrelektrod, (PPI) och dels en styrelektrod för MOS-kortslutningarna, vilken vilken tillförs en tändpuls för tändning av tyristorn, elektrod tillförs en blockeringspuls (RP1). En tyristor av aktuellt slag beskrivs nedan i anslutning till figur 3.

Ventilen kan i övrigt vara uppbyggd pà tidigare känt sätt, och för tydlighets skull visas därför inte ytterligare detaljer hos ventilen, såsom t ex spänningsdelare.

Figur 2 visar den principiella uppbyggnaden av tyristorstyr- enheten TCUI. Den har liksom tidigare kända styrenheter en funktion för normal tändning av tyristorn, en funktion för skyddständning av tyristorn samt en övervakningsfunktion.

Styrenheten är ansluten till tyristorns T1 anod och katod.

Med hjälp av en effektmatningskrets PC uppladdas ett energi- magasin i form av en kondensator C2, vars spänning utgör matningsspänning för de i styrenheten ingående kretsarna.

Effektmatningskretsen PC är ansluten till tyristorns katod och till dess anod, det senare via en spänningsdelarkoppling 10 15 20 25 30 35 sus 074 6 som dels innefattar en gren med ett motstånd Rl och en kon- densator Cl och dels en rent resistiv gren med motstånden R2 och R3. Från den sistnämnda grenen erhålles en signal VD som är proportionell mot spänningen över tyristorn Tl.

Den normala tändningen av tyristorn utlöses av en styrpuls CPI från ventilstyrenheten. Denna detekteras i en förstär- kare AM1 och tillförs en ingång hos en OCH-krets AGl. Signa- len Vb tillförs en nivádetektor NVl, som avger en signal om blockspänningen över tyristorn är tillräckligt hög för att säker tändning skall kunna göras, exempelvis högre än 30 V.

Denna signal tillförs en ingång hos en andra OCH-krets AG2.

En andra ingång hos denna krets tillförs utsignalen från en nivádetektor NV2. Denna avkänner om spänningen hos konden- satorn C2 uppgår till ett förutbestämt minimivärde, vilket är så avpassat att utsignalen från nivàdetektorn indikerar att tillräcklig tändenergi finns tillgänglig för tändning av tyristorn. Om alltså tillräcklig tändenergi finns lagrad i styrenheten och blockspänning av för tändning tillräcklig storlek råder över tyristorn, avger OCH-kretsen AG2 en sig- nal till en andra ingång hos OCH-kretsen AGl. Normalt avges denna signal vid början av tyristorns blockspänningsinter- vall, och när styrpulsen CPI anländer avges från kretsen AGl en signal NFP för normal tändning av tyristorn. Denna signal tillförs en ELLER-krets OGl, vilken därvid via en förstär- kare AM2 för anpassning av tändpulsens effekt- och spän- ningsnivá avger en tändpuls FP1 till tyristorns tändstyre FG för tändning av tyristorn.

Skyddständning av tyristorn utlöses av en nivádetektor NV3, vilken avger en signal PFP1 vid ett förutbestämt värde, t ex ca 7 kV, hos tyristorns blockspänning. Härigenom skyddas tyristorn mot överspänning i blockriktningen. Nivådetektorn avger signalen PFPI till en andra ingång hos ELLER-kretsen OGl, vilken därvid via förstärkaren AM2 avger en tändsignal till tyristorn. Övervakningsfunktionen erhålles med hjälp av utsignalen från OCH-kretsen AG2. Denna signal tillförs ventilstyrenheten via 10 15 20 25 30 35 ? 508 074 en förstärkare AM3 och en ljusledare i form av en indike- ringssignal IPl för övervakning av tyristorns tillstànd och funktion.

På tidigare känt sätt innehåller styrenheten vidare organ för alstrande av den inledningsvis nämnda RP-pulsen. Dessa organ består av en nivádetektor NV4, vilken avger en signal när tyristorspänningen vid slutet av tyristorns ledintervall blir negativ - tyristorn tar upp spärrspänning. Denna signal ett-ställer en bistabil krets BV2, vilken i sin tur triggar en pulsgenererande krets PGl, vilken avger en puls RP med förutbestämd längd. Pulsens längd kan t ex vara ca 1000 ps.

Den bistabila kretsen BV2 noll-ställs vid tändning av tyris- torn av tändpulsen FPl.

Vid styrenheter av det ovan beskrivna tidigare kända slaget har RP-pulsen använts för att aktivera en krets som under pulsens varaktighet, dvs under tyristorns àterhämtningsin- tervall, ger skyddständning av tyristorn vid en väsentligt lägre spänning än eljest. Enligt uppfinningen styr i stället RP-pulsen tyristorn via dess blockeringselektrod (tändnings- förhindrande styrelektrod) BG på sådant sätt att tyristorns emitterkortslutningar aktiveras under RP-pulsens varaktighet för förhindrande av tändning av tyristorn. RP-pulsen från kretsen PGl tillförs tyristorns blockeringselektrod BG via en bistabil krets BVl och en förstärkare AM4. RP-pulsen tillförs en dynamisk S-ingång hos kretsen BVl, vilken alltså ett-ställs vid RP-pulsens början. RP-pulsen tillförs vidare en negerad dynamisk R-ingång R1 hos kretsen BVl, vilken alltså noll-ställs vid slutet av RP-pulsen. Utsignalen RP' från kretsen BVl kommer alltsà (liksom signalen RPl) i nor- malfallet att sammanfalla med RP-pulsen, och den tillförs tyristorns blockeringselektrod BG via förstärkaren AM4 och åstadkommer att tyristorns emitterkortslutningar är aktive- rade under RP-pulsens varaktighet.

Om av någon anledning tändning av tyristorn beordras under RP-pulsens varaktighet bör aktiveringen av emitterkortslut- ningarna upphävas för att tändning skall möjliggöras. Detta 10 15 20 25 30 35 sus 074 S fall kan inträffa antingen genom att spänningen över tyris- torn blir sà hög att en signal PFPI för skyddständning erhålles från vippan NV3 eller genom att en styrpuls CPl erhålles från ventilstyrdonet. I dessa fall avger förstär- karen AM2 en tändsignal till tyristorn, och denna signal tillförs en dynamisk R-ingång R2 hos kretsen BVl, vilken därvid noll-ställs, varvid emitterkortslutningarnas aktive- ring upphävs.

Den bistabila vippan BV2 noll-ställs av signalen FPl vid tändning av tyristorn. Härigenom àstadkommes att RP-pulsen enbart avges vid den första nollgenomgángen hos tyristor- spänningen, vilket förhindrar att obefogade RP-pulser avges till tyristorn vid sådana upprepade nollgenomgàngar som kan inträffa vid nätstörningar.

Det kan vara önskvärt att under återhämtningsintervallet i viss grad sänka den spänningsnivå vid vilken skyddständning sker. För att åstadkomma detta är vid den i figur 2 visade tyristorstyrenheten, en ytterligare nivávippa NVS anordnad att tillföras spänningssignalen VD och att avge en signal PFP2 när tyristorspänningen överstiger en förutbestämd nivå.

Denna nivå väljes då något lägre - t ex 5 kV - än den nivå - t ex 7 kV - vid vilken den i anslutning till figur 2 beskrivna skyddständningen (via vippan NV3) äger rum. Vip- pans utsignal tillförs då tyristorn för tändning av denna, genom att tillföras en ytterligare ingång hos ELLER-kretsen OGl. aktiveras endast under tyristorns àterhämtningsintervall För att åstadkomma att den lägre skyddständningsnivån tillförs nivåvippans utsignal PFP2 ELLER-kretsen via en OCH- krets AG3 som styrs av RP-pulsen.

De övriga tyristorstyrenheterna är till sin uppbyggnad och funktion identiska med den i figur 2 visade och ovan beskrivna.

Figur 3 visar schematiskt en del av ett snitt genom en av ventilens tyristorer. Tyristorn har ett anodemitterskikt 1, ett n-basskikt 2, ett p-basskikt eller styrskikt 3 samt ett 10 15 20 25 30 35 q 508 Û74 katodemitterskikt 4 som består av partierna 4a, 4b etc, vilka kan vara delar av ett sammanhängande mönster eller utgöra separata delar. Tyristorn har en anodkontakt AE och en katodkontakt KE med delarna KEa, KEb etc, vilka kontak- terar emitterpartierna 4a, 4b osv. Mellan katodemitterparti- erna 4a och 4b är styrskiktet 3 kontakterat av en kortslut- ningskontakt SE, under vilken ett p*-dopat omrâde 5 är anordnat för att ge en làgresistiv ohmsk kontakt. Vid ömse sidor av området 5 är n*-dopade områden Sa och 5b anordnade i styrskiktet och i kontakt med kortslutningskontakten SE.

Området 5a och emitterpartiet 4a utgör source- och drain-om- råden hos en n-kanal MOS-transistor med den på styroxidskik- tet SOa anordnade styrelektroden GEa. På samma sätt utgör området 5b och emitterpartiet 4b source- och drain-områden hos en transistor med den på styroxidskiktet SOb anordnade styrelektroden GEb. MOS-transistorernas styrelektroder är kopplade till tyristorns blockeringselektrod BG. En styr- elektrod FG för tändning av tyristorn på konventionellt sätt är ansluten till styrskiktet 3.

Emitterskiktet 4 med katodkontakten KE och MOS-transistor- strukturerna anordnas lämpligen pà i och för sig känt sätt som ett så pass finförgrenat mönster att en tillräckligt effektiv kortslutning av katodemitterövergången kan erhål- las. För att få god motståndskraft mot självtändning (hög V30 och god dvp/dt-tålighet) anordnas härutöver lämpligen ett mönster av permanenta emitterkortslutningar, t ex i form av kortslutningshål 6a, 6b, 7a, 7b i emitterskiktet, genom vilka styrskiktet när upp till och är kontakterat av katod- kontakten KE.

MOS-transistorerna är icke-ledande vid frånvaro av styrsig- nal på elektroden BG. En ström från styrskiktet 3 till emit- terskiktet 4 flyter normalt direkt till katodemitterparti- erna 4a, 4b etc och orsakar en injektion vid emitteröver- gången. Tyristorn kan då försättas i ledande tillstànd - genom styrd tändning eller självtändning - eller kvarbli i ledande tillstånd, och föra ström med lågt spänningsfall. En positiv signal till elektroden BG orsakar bildandet av en n- 10 15 20 25 30 35 508 074 w ledande kanal under varje MOS-transistors styre. En ström från styrskiktet 3 till emitterskiktet 4 kommer då att flyta från styrskiktet 3 genom området 5, kontakten SE, områdena Sa och 5b samt n-kanalerna till katodemittern. Emitteröver- gången kan pà detta sätt effektivt kortslutas och injektio- nen vid emitterövergángen därmed reduceras så kraftigt att tändning av tyristorn förhindras.

Figur 4 visar funktionen hos den ovan beskrivna ventilen i samband med avslutningen av ett ledintervall hos en tyris- tor, t ex tyristorn Tl i figur 2. Tyristorns spänning "u" och ström "i" är positiva i tyristorns block-/ledriktning.

Före tidpunkten t=O leder tyristorn ström med làg ledspän- ning. Strömmen avtar därvid under det pågående kommuterings- förloppet med en av kommuteringsspänning och kommuteringsin- duktans bestämd hastighet. Vid t=O går strömmen genom noll, och strax därefter, vid t=tl, börjar tyristorn ta upp spärr- spänning. Nivávippan NV4 avger dá en signal som triggar pulsgeneratorn PGl vilken därvid avger RP-pulsen. Denna puls tillförs tyristorns blockeringsstyre BG och styr de emitter- kortslutande MOS-transistorerna till ledande tillstànd, var- igenom som ovan beskrivits injektionen vid katodemittern reduceras och tändning förhindras. RP-pulsen varar från t=tl till t=t3, och pulslängden (t3-tl) kan vara t ex 1000 ps.

Den väljes enligt uppfinningen minst sà làng att den motsva- rar tyristorns àterhämtníngstid, lämpligen med viss marginal för att ta hänsyn till spridning mellan tyristorexemplaren_ Eftersom tyristorns tändning effektivt blockeras under dess áterhämtningsintervall behöver vid fastställande av respekt- avståndet (minimivärdet hos släckvinkeln fi någon hänsyn inte tas till tyristorns áterhämtningstid utan enbart till de inledningsvis nämnda marginalerna för beräkningsfel, oförut- sedda spänningsändringar, variationer i tyristoregenskaper etc. Respektavstándet kan därför vid en tyristorventil enligt uppfinningen i ett typiskt fall minskas fràn cirka l7° till typiskt 10-l2°. Detta resulterar i en kraftig minskning av förbrukningen av reaktiv effekt vid växelrik- tardrift och vidare i en ökning av den maximalt tillgängliga likspänningen. 10 15 20 25 30 35 .f sos 074 Enligt en alternativ utföringsform av uppfinningen kan tyristorerna i ventilen utgöras av GATT-tyristorer (GATT = eller GTO-tyristorer (GTO = Gate Turn-Off). Sådana tyristorer är tidigare kända genom Gate Assisted Turn-off Thyristor) t ex Earl S. Schlegel:“Gate-Assisted Turnoff Thyristors", IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. ED-23, no. 8, August 1976, s 888-892, och genom "SCR Manual", 5th Edition, N.Y., USA, 1972, sid 12. En sådan tyristor har ett finförgrenat styrmönster med kraftigt General Electric, Syracuse, ingrepp. Figur Sa visar schematiskt en sådan tyristor. Upp- byggnad och beteckningar överensstämmer med den i figur 3 visade tyristorn med undantag av att MOS-transistorer saknas och att det finförgrenade styrmönstret med sin kontakt SE och underliggande p*-dopade område 5 är anslutet till styr- anslutningen BG'.

När spärrspänning börjar växa upp över tyristorn, dvs när RP-signalen anländer, får tyristorns katodemitterövergáng spärrspänning. Tyristorns styrenhet behöver ej agera i detta skede, men enheten måste vara utformad att tåla den uppträ- dande spänningen mellan katod och styre. Om däremot under RP-pulsens varaktighet tyristorspänningen skulle bli positiv och ge upphov till en kapacitiv ström som kan tända tyris- torn, måste styrenheten - för att kunna förhindra tändning av tyristorn - vara så utformad så att den dels kan sluka denna ström (som kan vara av storleksordningen tiotals eller hundratals ampere) och dels kan hålla katodemitterövergàngen spärrad i tillräcklig grad.

Figur Sb visar en tyristor Tl' av i figur Sa visat slag, ansluten till sin styrenhet TCUl'. Denna kan i huvudsak vara utformat som det i figur 2 visade styrdonet varvid förstär- karen AM4 utförs så att den kan ge en lämplig styrsignal RPl', dvs en negativ spänning och ström av tillräcklig stor- lek. Av i föregående stycke angivna skäl behöver någon styr- signal ej avges under hela RP-pulsen för att tändning skall förhindras, utan endast om tyristorspänningen blir positiv under RP-pulsen. Därför modifieras lämpligen styrenheten så 10 15 20 25 30 35 508 074 ll att den nämnda styrsignalen endast avges till tyristorn om under RP-pulsen tyristorspänningen blir positiv.

Som visas i figur Sb kan alternativt en diod D anordnas i styranslutningen med sin ledriktning sammanfallande med riktningen av den negativa styrström som tillförs styret BG' fràn styrenheten TCU'. Dioden kan som visas vara en separat diod eller också utgöras av en med tyristorn integrerad diod. Dioden förhindrar en oönskad hàlinjektion från området 5 under släckförloppet.

Vid tyristorer av det i figur Sa visade slaget kan alterna- tivt samma styre användas för tändning av tyristorn genom en positiv styrsignal som för blockering av tändning genom en negativ styrsignal under RP-pulsens varaktighet.

En diod för reduktion av oönskad injektion kan även anordnas vid en MOS-styrd tyristor av det i figur 3 visade slaget.

Dioden anordnas dá i strömbanan fràn kortslutningskontakten (SE) genom det kortslutande organet (MOS-transistorn) till katodkontakten (KE). Dioden bör ha làg ledspänning och kan t ex utgöras av en s k Schottky-diod. Den kan utgöras av en separat diod eller av en i tyristorkroppen integrerad diod.

Enligt en annat alternativ kan den spänningsnivå, vid vilken skyddständning sker, göras tidsberoende sà att den vid åter- hämtningsintervallets början har ett lågt värde, vilket successivt höjs och vid RP-pulsens slut bringas att anta sitt fulla värde.

Spänningsniván vid vilken skyddständning sker kan vidare göras beroende av tyristorspänningens tidsderivata pá så sätt att vid en snabbt tillväxande spänning skyddständningen äger rum vid en lägre spänningsnivå.

I den ovan i anslutning till figur 2 beskrivna tyristorstyr- enheten detekteras àterhämtningsintervallets början - och initieras RP-pulsen - genom att avkänna när tyristorspän- ningen blir negativ. Alternativt kan detta göras i beroende lO 15 20 25 30 35 iå 5()8 0774 av tyristorströmmen. Figur 6 visar ett exempel på hur detta kan göras. Figur 6a visar hur en strömtransformator PCT kan anordnas i serie med en tyristor Tl för avkänning av tyris- torströmmen ITy. Strömtransformatorns sekundärlindning är ansluten till ett strömmätdon CM som genererar en mot tyris- torströmmen svarande mätsignal IPCT. Signalen IPCT tillförs en nivávippa NV6 som avger en utsignal när signalen IPCT blir negativ. Utsignalen från vippan tillförs den bistabila kretsen BV2 i figur 2. Strömtransformatorn utförs företrä- desvis så att den mättas vid en förhållandevis låg ström.

Figur 6b visar tyristorströmmen ITy och mätsignalen IPCT som funktioner av tiden t. Vid början av tyristorns ledinter- vall, dvs vid t = t10 i figur 6b, erhålles en positiv puls från mätdonet CM. Vid slutet av ledintervallet, dvs vid t = t11 i figur 6b, går tyristorströmmen genom noll och blir negativ. Mätdonet CM avger då en negativ puls som via nivå- vippan NV6 ett-ställer kretsen BV2. Funktionen hos tyris- torns styrkretsar överensstämmer i övrigt med den i anslut- ning till figur 2 beskrivna.

Ovan har beskrivits hur RP-pulsen genereras lokalt i varje tyristors styrdon. Alternativt kan pulsen RP' erhållas med hjälp av en extra signal från jord.

Vid de i anslutning till figurerna 2-4 beskrivna emitter- kortslutningarna med hjälp av MOS-transistorer är MOS-tran- sistorerna av s k "Normally-OFF"-typ, dvs transistorerna är icke-ledande vid frånvaro av styrsignal och försätts i ledande tillstånd vid tillförande av en lämplig styrsignal.

Alternativt kan MOS-transistorer av s k “Normally-ON"-typ användas vid tyristorerna i en ventil enligt uppfinningen.

Sådana transistorer är ledande vid frånvaro av styrsignal och görs oledande genom tillförande av en lämplig styrsig- nal. Styrkretsarna utformas då så att styrena hos tyristo- rernas emitterkortslutande MOS-transistorer normalt tillförs en sådan styrsignal att de försätts i icke-ledande till- stånd. Under RP-pulsen försätts transistorerna i ledande tillstånd, t ex genom att styrsignalen inhiberas, och vid RP-pulsens slut (eller tidigare, om signal för tändning av 10 15 20 25 30 35 508 074 14 tyristorn ges före RP-pulsens slut) försätts transistorerna i icke-ledande tillstànd genom att den nämnda styrsignalen ånyo tillförs transistorernas styren. En sådan funktion kan erhållas genom en enkel modifiering av den i figur 2 visade styrenheten.

En tyristorventil enligt uppfinningen ger som ovan beskri- vits väsentliga fördelar i form av minskad förbrukning av reaktiv effekt, av sådana driftstörningar som orsakas av skyddständningar, lägre övertonsgenerering, minskad frekvens samt lägre spänningskrav på ventiler och andra apparater i anläggningen. Speciellt stora är dessa fördelar vid en strömriktare som arbetar nära maximal likspänning i växel- riktardrift.

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 .5 sos 074 PATENTKRAV

1. Tyristorventil för en strömriktare för kraftöverföring med hjälp av högspänd likström, vilken ventil innefattar minst en tyristor (t ex T1) samt organ (NV4, BV2, PG1; PCT, CM, NV6) tyristorn avslutas och att under ett tidsintervall därefter anordnade att avkänna när ett ledintervall hos (tl-t3) alstra en styrsignal (RP) för påverkan av tyris- torns tändning vid uppväxande blockspänning under tyris- torns återhämtningsintervall, k ä n n e t e c k n a d a v att tyristorn är försedd med kortslutningsorgan (BG, GEa, SOa, 5a, 4a) för styrbar kortslutning av en emitterövergàng (3-4a) hos tyristorn samt att styrsignalen (RP; RP1) är anordnad att tillföras kortslutningsorganen på sådant sätt att dessa under tidsintervallet bringas till ledande till- stånd och motverkar tändning av tyristorn under tidsinter- vallet.

2. Tyristorventil enligt patentkravet l, kär1net:ecJ<- r1ad. av att tidsintervallet har en förutbestämd längd (tl-t3).

3. Tyristorventil enligt patentkraven 1 och 2, lcänrxe- te<:kr1ad. av att tidsintervallets längd motsvarar tyris- torns áterhämtningstid.

4. Tyristorventil enligt något av patentkraven l-3, kännetecknad av att styrsignalen (RP; RP1) är anord- nad att tillföras kortslutningsorganen på sådant sätt att dessa vid tidsintervallets slut (t=t3) bringas till ole- dande tillstànd.

5. Tyristorventil enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d a v att kortslutningsorganen utgörs av 10 15 20 25 30 35 5[)8 ÛÉ74' |6 (GEa, SOa, 5a, 4a), vilka är anordnade att bringas till ledande tillstånd med tyristorn integrerade MOS-transistorer under tidsintervallet.

6. Tyristorventil enligt något av föregående patentkrav, vilken ventil har ett flertal seriekopplade tyristorer (Tl Tn Tm), kännetecknad av att var och en av tyristorerna är försedd med kortslutningsorgan.

7. Tyristorventil enligt något av föregående patentkrav, vilken innefattar organ (NV3) anordnade att initiera skyddständning av en tyristor i beroende av spänningen över tyristorn, kär1ne1:e<:kr1ad av att ventilen innefattar organ (BVl) anordnade att vid en under nämnda tidsintervall (tl-t3) initierad skyddständning bringa kortslutningsorga- nen till oledande tillstànd.

8. Tyristorventil enligt något av föregående patentkrav, vilken innefattar organ (AMl, AGl) anordnade att initiera tändning av en tyristor vid mottagande av en tändsignal (CPI) för tändning av ventilens samtliga tyristorer, kärï- att ventilen innefattar organ (BVl) (tl-t3) mottagen tändsignal bringa kortslutningsorganen till ole- dande tillstånd. netecknad av anordnade att vid en under nämnda tidsintervall

9. Tyristorventil enligt något av föregående patentkrav av att de organ (NV4, BV2, PG1; PCT, som är anordnade att avkänna när ett ledintervall kännetecknad CM, NV6), hos tyristorn avslutas, innefattar nivåkännande organ (NV4) anordnade att tillföras en mot tyristorspänningen svarande signal (VD) och att avge en signal då tyristorspänningen vid slutet av ett ledintervall blir negativ.

10. Tyristorventil enligt något av patentkraven 1-8 käri- att de organ (NV4, BV2, PG1; PCT, CM, NV6), som är anordnade att avkänna när ett ledintervall hos netecknad av tyristorn avslutas, innefattar organ (PCT, CM) anordnade att bilda en mot tyristorströmmen (ITy) svarande signal 508 074 I? (IPCT) samt nivákännande organ (NV6) anordnade att tillfö- ras nämnda signal och att avge en signal dà tyristorström- men vid slutet av ett ledintervall blir negativ.