DE1810273B2

DE1810273B2 - Anordnung zur lastumschaltung bei stufentransformatoren mit antiparallel geschalteten thyristoren

Info

Publication number: DE1810273B2
Application number: DE19681810273
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Ing 8411 Zeitlarn Matzl
Original assignee: Maschinenfabnk Reinhausen Gebruder Scheubeck KG, 8400 Regensburg
Priority date: 1966-04-16
Filing date: 1968-11-22
Publication date: 1972-04-20
Also published as: CH497816A; DE1810273A1; GB1275588A

Description

!»schalteten Thyristoren 7 und 8, denen ein Kondensator 11, ein Dämpfungswiderstand 13 und eine Luftdrossel 15 in Reihe parallel geschaltet ist. Der Stromkreis St., ist gleichartig aufgebaut. Er besitzt «Jie Thyristoren 9, 10, den Kondensator 12, den Dämpfungswiderstand 14 und die Luftdrossel 16.

Der Impulsverstärker JV besteht aus den Impulstransformatoren 17, 18, deren Primärwicklungen mit Transistoren 19, 20 in einem Stromkreis zusammengeschaltet sind, der von der Stromquelle 21 -r und 21 gespeist wird. Parallel zu den Primärwicklungen sind Dioden 22 geschaltet. Die unterteilten Sekundärwicklungen sind jeweils zwischen die Kathode und die Steuerelektrode je eines Thyristors 7,8 bzw. 9. 10 geschaltet. 23 und 24 sind Basis-Emitterwiderstände.

Nach der Erfindung sind weiter im Impulsverstärker JV zwei zusätzliche Oszillatoren vorgesehen, die für jeden parallelliegenden Stromkreis Si₁ bzw. St₂ aus einem einstellbaren ohmschen Wiuerstand 91 bzw. 92, aus einem aufladbaren Kondensator 93 bzw. 94 und einem Unijunction-Transistor 95, 96 bestehen. Außerdem sind Begrenzungswiderstände 25, 26 vorgesehen.

Parallel zu den Thyristoren 7 und 8 des Stromkreises St₁ bzw. zu den Thyristoren 9 und 10 des Stromkreises St., liegt je ein Sperrspannungsgerät 31 bzw. 32. Der äußere Einschaltbefehl an die Stromkreise St₁ bzw. St., wird über die Eingänge E₁ bzw. E., einer bistabilen Kippstufe 40 gegeben und über je eine NOR-Stufe 41 bzw. 42 weitergegeben, wobei die Eingangskontakte E₁ der NOR-Stufe 41 und 42 jeweils mit dem Sperrspannungsgerät 32 bzw. 31 in Verbindung stehen. Der Ausgangskontakt A der Stufen 41 bzw. 42 ist über je eine Inverterstufe 43 bzw. 44. welche das Ausgangssignal der Stufen 41 bzw. 42 umkehren, mit den einstellbaren ohmschen Widerständen 91, 92 an den Eingängen E₁ bzw. E., des Impulsverstärkers JV verbunden.

Die Wirkung der Oszillatoren nach der vorliegenden Erfindung ist folgendermaßen:

Sobald an einen der beiden Eingänge E₁ oder E., des Impuisverstärkers JV Spannung gelegt wird, beginnt sich der entsprechende Kondensator 93 bzw. 94 über den einstellbaren ohmschen Widerstand 91 bzw. 92 aufzuladen. Bei Erreichen einer bestimmten Ladesp«nnung zündet der entsprechende Unijunction-Transistor 95 bzw. 96 und der Kondensator 93 bzw. 94 entlädt sich über den Basis-Emitter-Kreis der Transistoren 19 bzw. 20, welche nun ihrerseits über die Impulstransformator^! 17 bzw. 18 einen Zündinipuls an die entsprechenden Thyristoren 7, 8 bzw. 9, 10 liefern. Sobald sich die Kondensatoren 93 bzw. 94 entladen haben, sperren die entsprechenden Unijunctions-Transistoren 95 bzw. 96 wieder, und

ίο der Aufladevorgang beginnt von neuem. Der Impulsverstärker besitzt mithin die Eigenschaft, daß er nach seiner Freigabe, d. h. nachdem Spannung aus dem Digitalbaustein 43 bzw. 44 an ihn gelegt wird, immer mit einer Impulspause, sozusagen zur Vorbereitung

des ersten Impulses beginnt (s. F i g. 2). Auch nach dem Nullwerden des Laststromes im abschaltenden Stromkreis St₁ bzw. Sr₂ und der Freigabe des Impuisverstärkers JV für den einzuschaltenden Stromkreis beginnt der Impulsverstärker mit einer Impulspause

und erst danach werden die Thyristoren 7, 8 bzw. 9, 10 des entsprechenden Stromkreises gezündet.

Legt man die Impulspause durch entsprechende Eins'-»llung der einstellbaren Widerstände 91, 92 so aus, daß sie immer größer ist als die Freiwerdezeit

der jeweiligen Thyristoren 7, 8, 9,10, so kann man auf zusätzliche Verzögerungsglieder, wie sie bereits vorgeschlagen wurden, verzichteri, weil der Impulsverstärker selbst bereits eine entsprechende Verzögerung erzeugt. Damit ist eine sehr sichere und einfache

Anordnung zur Lastumschaltung von Stufentransformatoren gegeben.

In F i g. 2 ist die Wirkung des Impuisverstärkers in zwei Spannungsdiagrammen dargestellt. Die obere Kurve zeigt die Freigabespannung am Eingang E₁

bzw. E., des Impuisverstärkers JV, wie sie aus den Digitalbausteinen 43 bzw. 44 gegeben wird. Die Spannung wird im Zeitpunkt i, freigegeben. Die untere Kurve zeigt die Zündimpulse für die Thyristoren an den Sekundärwicklungen des Impulstrans-

formators 17 bzw. 18, die erst im Zeitpunkt t., wirksam werden, wodurch eine Impulspause α zwischen dem Zeitpunkt I₁ und /_a eingetreten ist. Die Thyristoren 7, 8 bzw. 9, 10 werden also erst nach einer gewissen Zeit Impulse erhalten, wobei diese Zeit,

Impulspause a, durch die Einstellbarkeit der ohmschen Widerstände 91, 92 einstellbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Anordnung zur Lastumschaltung hei Stufentransformatoren mit antiparullel geschalteten Thyristoren in zwei gleichartigen Stromkreisen, die jeweils zwischen einer von zwei Anzapfstiifen des Stufentransformators und der gemeinsamen Ableitung liegen, und mit je einem die Thyristoren steuernden Impulsverstärker, wobei zur Verriegelung der Stromkreise gegeneinander die Ausgangsspannungen von zwei Sperrspannungseeräten mit Schwellwert zur Erfassung der Spannung an dem jeweils zugeordneten Thyristorpaar und die Ausgangsspannungen der beiden Ausgänge eines gemeinsamen bistabilen Befehlsgebers zur Einleitung der Lastumschaltung über logische Bausteine miteinander verknüpft sind derart, daß für jeden Stromkreis die logische Verknüpfung a ■ b (UND-Verknüpfung) gebildet ist. wobei α die Ausgangsspannung des Sperrspannungsgerätes des zuerst stromführenden Stromkreises und h die Ausg-ngsspannung desjenigen Ausganges des Befehlsgebers ist, welcher einen Zündbefehl für den stromübernehmenden Stromkreis vorgibt, nach Patent 1 563 280, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsverstärker (JV) mit zusätzlichen zwei Oszillatoren versehen ist, welche für jede.· parallelliegenden Stromkreis (5/, bzw. 5/_A) aus einem über einen einstellbaren ohmschen Widerst .nd (91 bzw. 92) auf.adbarcn Kondensator (93 bzw. 94) und einem Unijunction-Transistor (95 bzw. 96) bestehen und welche die einstellbar verzögerten Zündimpulse über Transistoren (19 bzw. 20) und Impulstransformatoren (17 bzw. 18) des Impulsverstärkers an die entsprechenden Thyristoren (7. 8 bzw. 9. 10) liefern.

Das Hauptpatent 1 563 280 bezieht sich auf eine Anordnung zur Lastumschaltung bei Stufentransformatoren mit antiparallcl geschalteten Thyristoren in zwei gleichartigen Stromkreisen, die jeweils zwischen einer von zwei Anzapfstufen des Stufentransformators und der gemeinsamen Ableitung liegen, und mit je einem die Thyristoren steuernden Impulsverstärker, wobei zur Verriegelung der Stromkreise gegeneinander die Ausgangsspannungen von zwei Sperrspannungsgeräten mit Schwellwerl zur Erfassung der Spannung an dem jeweils zugeordneten Thyristorpaar und die Ausgangsspannungen der beiden Ausgänge eines gemeinsamen bistabilen Befehlsgcbers zur Einleitung der Lastumschaltung über logische Bausteine miteinander verknüpft sind derart, daß für jeden Stromkreis die logische Verknüpfung a ■ b (UND-Verknüpfung) gebildet ist. wobei a die Ausgangsspannung des Sperrspannungsgerätes des zuerst stromfühlenden Stromkreises und h die Ausgangsspannung desjenigen Ausganges des Befehlsgebers ist, welcher einen Zündbefehl für den stromiibernchmenden Stromkreis vorgibt.

Bei einer derartigen, bereits bekannten Anordnung zur Lastumschaltung und auch bei ähnlichen Schaltanordnungen tritt bei Umschaltung von kapazitiver oder induktiver Last bei Zündung der Thyristoren fhs einschaltenden Stromkreises an den Thyristoren des abschaltenden Stromkreises ein Spannungsspruin< in positiver Richtung auf. Für Thyristoren gilt jedoch. daß nach dem Nulldurchgang des Laststrome: hl· zum Auftreten einer Sperrspannung in positiver Richtung eine gewisse Mindestwartezeit, die sogenannte Freiwerdezeit, vergehen muß. wenn von den Thyristoren eine einwandfreie Umschaltung erreich; werden soll. Wird der Thyristor bereits nach eine, kürzeren Zeit mit Sperrspannung in positiver Rieh tun« beansprucht, so zündet er durch, er wird aK ■ leitend.

Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, bei der Anordnung zur Lastumschaltung nach dem Hauptpatent Durchzündungen zu vermeiden, unerreicht dies dadurch, daß der Impulsverstärker m/ zusätzlichen zwei Oszillatoren versehen ist, welch j für jeden parallelliegenden Stromkreis aus einem über einen einstellbaren ohmschen Widerstand auf ladbaren Kondensator und einem Unijunction-Tran sistor bestehen und welche die einstellbar verzögerten Zündimpulse über Transistoren und Impulstransformatoren des Impulsverstärkers an die entsprechenden Thyristoren liefern.

Es ist zwar bekanntgeworden, neben verschiedenen Digitalbausteinen auch eine Verzögerungsstufe mit Oszillatoren zu verwenden (belgische Patentschrift 662 475). Diese Verzögerungsstufe dient aber nicht der Bildung einer Zündverzögerung zur Einhaltung der Freiwerdezeit der verwendeten Thyristoren während der Umschaltung von einer Stufe auf die nächste Stufe des Regeltransformators, sondern zur Bildung von Zündimpulsen für die entsprechenden Halbleiterventile während ihrer Verzögerungszeit.

Durch diese Anordnung nach der Erfindung besitzt der Impulsverstärker mithiii die Eigenschaft, daß er nach seiner Freigabe stets mit einer Impulspause, sozusagen zur Vorbereitung des ersten Impulses beginnt, wobei diese Impulspause durch die Einstellbarkeit der ohmschen Widerstände selbst einstellbar ist. und daß er die entsprechenden Thyristoren mit Impulsreihen zündet, so daß die Typengröße der verwendeten Impulstransformatoren stark verringert werden kann. Damit wird das Durchzünden der Thyristoren und somit Störungen bei der Lastumschaltung wirkungsvoll vermieden.

An Hand eines Ausführungsbeispieles in Form ei.'.cs Schaltbildes, welches dem Schaltbild der

F i g. 1 des Hauptpatentes in der Grundschaltung entspricht, soll der Gegenstand der Erfindung näher erläutert werden:

Fig. 2 zeigt die Freigabespannung am Eingang und die Zündimpulsc am Ausgang des Impulsverstärkers abhängig von der Zeit.

In F i g. 1 ist ein Teil der Regclwicklung Tr des Regeltransformator mit den Anzapfungen A und Ii dargestellt, 1 und 2 sind zwei Wählerkontakte, die an den Stufenanzapfungen A und Ii liegen. Der Wählerkontakt I bzw. 2 ist jeweils über einen Dauerkontakt 3 bzw. 4 mit der Ableitung/IW verbunden. Jeweils einer der Kontakte 3 bzw. 4 führt im stationären Zustand den Laststrom. Parallel zu den Dauerkontakten 3,4 sind zwei gleichartige Stromkreise St _v St₃ geschaltet, die über Trennschalter S und 6 mit den Wählerkontakten 1 und 2 verbunden sind. Die Trennschalter 5. 6 machen die Stromkreise Si, und St., nach erfolgter Umschaltung spannungsfrei.

Der Stromkreis .SV₁ besteht aus den gegenparallel