DE1488326A1 - Multi-phase converter arrangement - Google Patents

Description

Mehrphasige Stromrichteranordnung Die Erfindung betrifft eine mehrphasige Stromrichteranordnung mit einer Parallelschaltung von steuerbaren Halbleitergleichrichterzelien, insbesondere steuerbaren Siliziumgleichrichterzellen, denen mindestens ein Kondensator parallelgeschaltet ist.Multi-phase converter arrangement The invention relates to a multi-phase converter arrangement Converter arrangement with a parallel connection of controllable semiconductor rectifier cells, in particular controllable silicon rectifier cells, which at least a capacitor is connected in parallel.

Bei einer Parallelschaltung von ungesteuerten Gleichrichterzellen haben diese Kondensatoren keine Spannung, da ungesteuerte Halbleitergleichrichterzellen den Strom praktisch im Nulldurchgang der anliegenden Spannung übernehmen. Gesteuerte Haibleitergleichrichterzellen können auch Spannungen in Durchlaßrichtung sperren und zwar. solange, bis ein Zündimpuls den Durchlaßvorgang einleitet. Die' parallelgeschalteten Kondensatoren sind also zum Zündzeitpunkt auf den dann vorliegenden Wert der positiven Sperrspannung aufgeladen.With a parallel connection of uncontrolled rectifier cells these capacitors have no voltage because they are uncontrolled semiconductor rectifier cells take over the current practically in the zero crossing of the applied voltage. Controlled Semiconductor rectifier cells can also block voltages in the forward direction in fact. until an ignition pulse initiates the passage process. The 'parallel connected Capacitors are therefore positive at the time of ignition at the then present value Reverse voltage charged.

Die Zündimpulse für die Gleichrichterzellen einer Parallelschaltung müssen synchronisiert sein und diese Gleichrichterzellen müssen jeweils untereinander gleichen Schaltverzug haben. Ist diese Voraussetzung nicht erfüllt, so kann eine Gleichrichterzelle der Parallelschaltung vorzeitig zünden. In diesem Fall entladen sich die Kondensatoren der Parallelschaltung über die. vorzeitig gezündete Gleichrichterzelle. Um eine Zerstörung des Gleichrichters durch die steile Anstiegsflanke des Endladestromstoßes zu verhin-dern, kann man jeder Gleichrichterzelle eine Drossel vorschalten. Eine derartige Anordnung erfordert jedoch einen verhältnismäßig großen Aufwand und hat darüber hinaus den Nachteil, daß die Drosseln im Kommutierungskreis der Gleichrichter liegen. Diese Nachteile können erfindungsgemäß dadurch weitgehend vermieden werden, daß jede Parallelschaltung der Gleichrichterzellen in mehrere Gruppenunterteilt ist, denen mindestens ein Kondensator parallelgeschaltet ist und daß in Reihe mit je einer Zellengruppe der verschiedenen Phasen eine gemeinsame Drossel angeordnet ist. Die Anzahl der parallelgeschalteten Zellen einer Gruppe wird so gewählt, daß im Falle einer vorzeitigen Zündung einer der Gleichrichterzellen der Anstieg des Entladestromes der Kondensatoren den zulässigen Wert für die verwendete Gleichrichterzelle nicht überschreitet. Die Drosseln entkoppeln zwar die Gleichrichtergruppen bezüglich der Beschaltungskondensatoren, sie beeinflussen jedoch die Arbeitsweise der Anordnung bezüglich der Kommutierung nicht. Die Drosseln können vorteilhaft als Glättungsdrosseln ausgelegt sein, so daß besondere Glättungseinrichtungen im Gleichstromkreis entfallen kcnndn.The ignition pulses for the rectifier cells of a parallel connection must be synchronized and these rectifier cells must each have the same switching delay. If this requirement is not met, a rectifier cell in the parallel circuit can fire prematurely. In this case, the capacitors in the parallel circuit discharge via the. Rectifier cell ignited prematurely. In order to prevent the rectifier from being destroyed by the steep rising edge of the discharge current surge , each rectifier cell can be preceded by a choke. However, such an arrangement requires a relatively great effort and also has the disadvantage that the chokes are located in the commutation circuit of the rectifier. According to the invention, these disadvantages can largely be avoided by dividing each parallel connection of the rectifier cells into several groups, each of which has at least one capacitor connected in parallel, and that a common choke is arranged in series with each cell group of the different phases. The number of cells connected in parallel in a group is chosen so that in the event of premature ignition of one of the rectifier cells, the rise in the discharge current of the capacitors does not exceed the permissible value for the rectifier cell used. The chokes decouple the rectifier groups with respect to the wiring capacitors, but they do not influence the operation of the arrangement with respect to the commutation. The chokes can advantageously be designed as smoothing chokes, so that special smoothing devices in the direct current circuit can be dispensed with.

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein drehzahlgeregelter Gleichstromantrieb veranschaulicht. In the drawing, a speed-controlled direct current drive is illustrated as an embodiment of the invention.

Ein Gleichstromreihenschlußmotor 2 mit einem Anker 3 und einer Feldwicklungr4 ist über eine Stromrichteranordnung 5 in Drehstrombrückenschaltung an ein Drehstromnetz mit den Phasen R, S und T angeschlossen. Die Stromrichteranordnung 5 enthält in jedem Brückenzweig sechs steuerbare Gleichrichterzellen mit einem einkristallinen Halbleiterkörper, insbesondere aus Silizium. Die Gleichriehterzellen der an die Phase R angeschlossenen beiden Brückenzweige sind jeweils in drei Gruppen mit Ventilen 6 und aufgeteilt. In gleicher Weise sind die an die Phasen S und T angeschlossenen Brückenzweige unterteilt in je drei Zellengruppen von jeweils zwei Zellen $ und 9 bzw. 10 und 11. Den Gleichrichterzellen ist je ein Kondensator 12 parallelgeschaltet. Jeweils einer Zellengruppe einer Brückenhälfte der Phasen kann vorteilhaft eine gemeinsame Drossel 14 bzw. 15 bzw. 16 zugeordnet sein. Die Reihenschaltungen der Zellengruppen einer Phase mit den zugehörigen Drosseln sind somit einander parallelgeschaltet.A direct current series motor 2 with an armature 3 and a field winding r4 is connected to a three-phase network via a converter arrangement 5 in a three-phase bridge circuit connected to phases R, S and T. The converter arrangement 5 contains in each bridge branch six controllable rectifier cells with a single crystal Semiconductor bodies, in particular made of silicon. The cells in the same row of the Phase R connected both Bridge branches are each in three Groups with valves 6 and divided. The phases are in the same way S and T connected bridge branches divided into three cell groups of each two cells $ and 9 or 10 and 11. Each rectifier cell has a capacitor 12 connected in parallel. One cell group each of one bridge half of the phases A common throttle 14 or 15 or 16 can advantageously be assigned. the Series connections of the cell groups of a phase with the associated reactors are thus connected in parallel to each other.

Sofern keine Glättung des Gleichstromes erforderlich ist, wird die Induktivität der Drosseln 14, 15 und 16 nach der maximal zulässigen Stromsteilheit der Ventilströme bemessen. Ist ein gegen Oberschwingungen empfindlicher Gleichstromveröraucher angeschlossen, so können . die Drosseln zweckmäßig zugleich die Glättung des Gleichstromes Übernehmen.If the direct current does not need to be smoothed, the inductance of the chokes 14, 15 and 16 is measured according to the maximum permissible current gradient of the valve currents. If a DC consumer that is sensitive to harmonics is connected, then. the chokes expediently take over the smoothing of the direct current at the same time.

Im Ausführungsbeispiel ist eine Stromrichteranordnung in Drehstrom-Bräckenschaltung gewählt. Die Erfindung kann jedoch auch bei anderen Anordnungen, beispielsweise bei einer Einphasen-Brückenschaltung angewendet werden.In the exemplary embodiment, a converter arrangement is in a three-phase bridge circuit chosen. However, the invention can be applied to other arrangements, for example can be used in a single-phase bridge circuit.

Claims (2)

Patentansprüche 1-. ehrphasige Stromrichteranordnung mit einer Parallelschaltung von steuerbaren Halbleitergleichrichterzellen, insbesondere steuerbaren Siliziumgleichrichterzellen, denen mindestens ein Kondensator parallelgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daB jede Parallelschaltung der Gleichrichterzellen in mehrere Gruppen unterteilt ist, denen mindestens je ein Kondensator parallelgeschaltet ist, und daB in Reihe mit je einer Gruppe von Gleiehrichterzellen der verschiedenen Phasen eine gemeinsaure Drossel angeordnet ist. Claims 1-. multi-phase converter arrangement with a parallel connection of controllable semiconductor rectifier cells, in particular controllable silicon rectifier cells, which at least one capacitor is connected in parallel, characterized in that that each parallel connection of the rectifier cells is divided into several groups with at least one capacitor each connected in parallel, and that in series each with a group of equalizer cells of the different phases a common Throttle is arranged. 2. Mehrphasige Stromrichteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB die Drosseln als Glättungsdrosseln ausgelegt sind.2. Multi-phase converter arrangement according to claim 1, characterized that the chokes are designed as smoothing chokes.