SE440716B - En- eller flerfaldigt sekvensstyrd, tvangssleckbar bryggkoppling - Google Patents

Description

7a11§49-2 Denna uppgift löses enligt uppfinning genom att från hjälpkonden- satorn år dennas ena elektrod ansluten till ett på sekundärsidan anordnat mittuttag på strömriktartransformatorn och är dennas andra elektrod över minst en laddningsdiod ansluten till lindnings- ändarna på sekundärsidan av strömriktartransformatorn. f På fördelaktigt sätt bortfaller genom användning av en ström- riktartransformator med mittuttag hjälptyristorer och last- dioder, vilket bidrar till minimering av kopplingarna.

Den ytterligare insatta hjälpkondensatorn (stödkondensatorn) är på fördelaktigt sätt verksam för alla tvångskommuteringar i likriktar- och växelriktardrift. Den ligger driftmässigt parallellt med kommuteringskondensatorn och hindrar stark överladdning av denna kondensator genom avmagnetiseringen av' transformatorns lednings- och läckinduktans. Den är dessutom ägnad att uppta överspänningar vid nätsidan och kan urladdas i riktning mot likströmssidan.

Emedan den spänning fill vilken kommuteringskondensatorn om- laddas vid ett kommuteringsförlopp bland annat beror på nät- spänningens momentanvärde, kan detta tändvinkelberoende av spänningen undvikas genom att hjälpkondensatorn övertar av- kommuteringen av nätströmmen och dessutom såsom stödkonden- sator övertar omladdningenzy kommuteringskondensatorn till ett närmelsevis konstant, tändvinkeloberoende spänningsvärde.

När bryggkopplingsanordningen har två bryggrenar med styrbara halv- ledarventiler, är på fördelaktigt sätt hjälpkondensatorns andra elektrod ansluten- över två hjälptyristorer till kommuteringskon- 'densatorn.

När bryggkopplingsanordningen enligt uppfinningen har tre brygg- renar med styrbarahahdedænæntüer, elektrod ansluten över en, motriktat laddningsdioderna inkopplade, är hjälpkondensatorns andra hjälptyristor till lindningsändarna på sekundärsidan av ström- riktartransformatorn. 78119lf9~2 I en vidareutveckling av detta sista utförande är från ytterligare en hjälpkondensator dess första elektrod ansluten till avtappnings- Vuttaget på sekundärsidan av strömriktartransformatorn och är dennas andra elektrod ansluten över en parallellkoppling från ytterligare en laddningsdiod med en härtill i polaritet motsatt hjälptyristor till lindningsändarna på sekundärsidan av strömriktartransformatorn varvid de likartade halvledarelementen i de parallellkopplingar, som är förbundna med den ytterligare hjälpkondensatorns andra elek- 'kitrod har motsatt polaritet mot de likartade halvledarelementen i de parallellkopplingar som är förbundna med den första hjälpkonden- satorn.

Denna andra hjälpkondensator används med fördel, när en icke ideal koppling föreligger mellan transformatorlindningarna, vilket medför högre överspänning hos kommuteringskondensatorn (släckningskondensator)§ Man uppnår att vid varje tvångskom- mutering en hjälpkondensator kopplas direkt till och den andra genom transformator parallellt med den ifrågavarande kommu- teringskondensatorn.

Utföringsexempel av uppfinningen visas på bifogade ritnignar, på vilka fig.1 visar en helstvrd, släckbar bryggkoppling, vid vilken den ena elektroden hos hjälpkondensatorn är ansluten till ett mittuttag på strömriktartransformatorn, fig.2 en tvåstegs, tänd- och s1äck~ bar helstyrd bryggkoppling, vid vilken en bryggren och en elekt- rod hos hjälpkondensatorn är anslutna till ett mittuttag på strömriktartransformatorn, samt fig.3' en tvåstegs, tänd- och släckbar, helstyrd bryggkoppling, vid vilken en bryggren och vid varje tidpunkt en elektrod hos två, relativt en mittpunkts- koppling med motriktad polaritet sammankopplade hjälpkonden- satorer är anslutna till ett mittuttag på strömriktartransfor~ matorn.

Emedan de i det följande framställda kopplingsanordninqarna stöder sig på den i den ovan nämnda patentansökninqen be- skrivna principiella bryggkopplingarna och är uppbyggda på dessa, hänvisas för utförlig beskrivning av detaljerna hos dessa kopplingar och funktionsförloppet till nämnda patent- ansökning. För identifiering används även samma hänvisnings- beteckningar. ?a119a9-2) I fiflf l Visas en helstyrd, i ett steg tänd- och släckbar enfäSbrY99koppling¿ Den uppvisar i sina grenar huvudtyris- torer nl, n2, n3 och n4, ävensom i serie med nl respektive H3 dioder nl_l respektive n3_l. Mellan de av nl och n3 bil- da§e grenarna ligger en kommuteringskondensator Cl. En hjälp- k0nåenSator C2 är över sin ena klämma förbunden med den ena likströmspolen, dess andrà klämma är över laddningsdioder nl_2 och nl_3 ansluten till grenarna med nl och n3 och över hjä1PtYIi$t0rer«n2_2 och n2_3 ansluten till kommuteringskon- densatorns C elektroder.

Hjälpkondensatorns C2 minuspol är ansluten till ett mittuttag på den strömriktarkopplingen matande, sekundära transformatorlind- ningen. Strömriktartransformatons primärlindning ligger vid nät- växelspänningen_UN, den matande växelströmmen betecknas IN och nät- och transformatorinduktansen representeras av LN i primär- kretsen. Primärspänningen är betecknad U1, och sekundärt finns mellan dellindningarnas klämmor vid varje tidpunkt spänningarna El. Kortslutningsinduktansen mellan de båda lindningshalvorna 2 . . uppger till L1.

Utgångsströmmen vid likströmssidan betecknas Iå och utgângsspän- ningen vid likströmssidan med Ud. vid denna variant av den i fiq. 14 i nämnda patentansökning visade kopplingsanordningen bortfaller de där fortfarande nödvändiga hjälptyristorerna n3 3 och ns 4 ävensom ladd- nin9sdioderna n och n3 6 genom användnipg av en ström- 3.5 riktartransformator med mittuttag. Med denna nya anordning av hjälpkondensatorn C2 bortfaller på fördelaktigt sätt ven- tilerna för anslutning av en negativ pol, som skulle vara nödvändig för växelriktardriften vid nätet.

'När en fast koppling föreligger mellan de båda lindningshal- vorna, dvs. när L1 lindningshalva ingripande hjälpkondensatorn CZ; liksom en hjälpkondensator få på hela lindningen. Hjälpkondensatorns 4 _ 5 7811949-2 märkeffekt är i båda fallen danamma, alltså vid den ur- sprungligen visade kopplingen enligt den nämnda natent- ansökningen, ävensom vid utfiüæmdet enligt fiq. 1- Samma ovan framförda tanke kan även tillämpas för utrust- ning av den vid växelströmssidan sekvensstyrda, i.flera steg tänd- och släckbara, helstyrda bryqgkopplingen enligt fig. 6'i den nämnda patentansökningen. Den här enligt upp- finningen ytterligare insatta hjälpkondensatorn C2 är verk- I sam för alla tvångskommuteringar i likriktar- och växelrik- tardrift. Förutsättningen är härför emellertid att transfor- matorns dellindningar är tillräckligt fast kopplade med va- randra.

Fig.2 visar utförandet av en i tvåsteg tänd- och släckbar koppling. Förutom enligt den nämnda patentansökningen är åter den vid primärsidan på samma sätt som i fiq. 1 kopplade in- matningstransformatorn infogad med sekundärsidigt mittuttag, varvid kortslutningsinduktansen mellan de två dellindningarna representeras av Ll.

Huvudtyristorerna i grenarna betecknas nl, n2, n3, nå, ns och n6, kommuterings- och släckkondensatorerna mellan dessa grenar Cl och C3 samt de med huvudtyristorerna nl, n3 och ns seriekopplade dioderna nl 1, n3_l och ns 1. Hjälpkonden- satorn C2 är med sin ena elektrod ansluten till transforma- torns mittuttag och samtidigt till mellangrenarna; med sin andra elektrod är den över en antiparallellkoppling av ladd- ningsdioder nl_2 och nl_3 ävensom hjälptyristorer nz-2 och nz 3 förbunden med transformatorns sekundärlindning och de yttre grenarna.

Verkningssättet hos kopplingen enligt fig. 2 förklaras i det följande i korthet.

Man antar att UN7> 0. Likströmmen Id har utqående från fri- gång över n i två steg med nätkommutering övergått 2"“1.1““1 pa banan n6 - hela lindningen -nl 1 -nl. Likspänningen U¿ är lika med den momentana nätspänningen UN, varvid ett omsätt- ningsförhållande 1 förutsätts. vßiflaigez Den första släckningen inleds genom tändning av n3 och n2_2.

I stället för över nl flyter nu Ia över Cl-n3. Samtidigt fly- ter en urladdningsström från den till mer än UN/2 laddade hjälpkondensatorn C2 över hjälptyristorn n2_2 i den övre lindningshalvan och försvagar nätströmmen. Den från början negativt laddade kommuteringskondensatorn Cl omladdas av Id, till dess vid likhet mellan dess spänning och spänningen hos C2 dioden n3_l börjar att leda. Därmed är Cl och C2 över de ledande ventilerna nl 1, n3_l och n2_2 respektive nl_2 di- rekt parallellkopplade. De upptar gemensamt den av LN vidare drivna strömmen, till dess IN = Id/2. Id flyter därefter över n6- under lindningshalvan - n3_l -n3.

' Vid övergång från den första till den andra fasen av kom- muteringen växlar strömmen i Ci brant sin styrka och i C2 riktning och styrka.

. Det andra steget av tvångssläckningen, i vilket IN från Id/2 skall bringas till noll, inleds genom tändning av ns och nz-2.

Den första fasen av den linjära omladdningen av C3 och ur- laddningen av C2 mot nätspänningen fullbordas liksom i den första kommuteringen, till dess n5_1 blir ledande vid likhet med kondensatorspänningen. Därvid ligger C3 och C2 icke di- rekt parallellt utan är kopplade över de båda lindningshal- VOIIla . , De branta strömändringarna i omfördelningen av kondensator- strömmarna år endast möjliga vid ideal koppling. Den icke ideala kopplingen, uttryckt genom induktansen Ll/4 i trans- formatorns mittuttao, leder till en fördröjning av strömför- ,skjutningen mellan de båda deltagande kondensatorerna och i 'ogynnsamma fall till en högre överspänning på kommuterings- _kondensatorn.

För att undvika denna effekt vid otillräckligt fast kopp- liflgf anbringas, såsom visas i fiq.3, en andra hjä1pk°n_ densator C4 1 en mot mittpunktskopplingen motriktad pola- ri tet . 78119l+9~2 7 Förutøm kopplingen enligt fig.2 liqger den andra hjälpkon- densatorn med sin ena elektrod vid transformatorns mittut- tag, med sin andra elektrod över de ytterligare antiparal- lellkopplade hjälptyristorerna n4_2 och n4_3 ävensom ladd- ningsdioderna n3_2 och n3 3 vid strömriktartransformatorns sekundärklämmor.

Därmed kan vid varje tvângskommutering en hjälpkondensator _kopplas direkt och den andra.över transformatorn parallellt med den ifrågavarande kommuterings- eller släckkondensatorn.

Emedan båda bidrar till begränsning av överspänningen, är kondensatorbehovet lika stort som vid en enda hjälpkonden- sator.

Claims (4)

d? Ibryggrenen, samt vid vilken förutom kommuteringskondensatorn (kon- ¶(C2) är dennas ena elektrod ansluten till ett på sekundärsidan 7311949-2 Patentkrav.

1. En- eller flerfaldigt sekvensstyrd, tvångssläckbar bryggkopplingsanordning, som på likströmssidan per likströmspol uppvisar ett lika antal av m bryggrenar med styrbara halvledarven- tiler, varvid m är ett heltal större än eller lika med 2, som på växelströmssidan över en strömriktartransformator är ansluten still en induktiv växelspänningskälla, vid vilken i de,m brygg- grenarna mellan den vid varje tidpunkt gällande anslutnings- punkten för strömriktartransformatorn och den styrbara halvledar- ventilen är anslutenâtminstone en halvledarlikriktare med samma ledriktning, varvid den från strömriktartransformatorn vända an- slutningen hos denna halvledarlikriktare över en kommuterings- kondensator är förbunden med den styrbara halvledarventilens an- slutning vid växelströmssidan i den vid varje tidpunkt efterföljande densatorerna) dessutom för till- och avkommutering finns en hjälp- kondensator, k ä n n e t e c k n a d av att från hjälpkondensatorn anordnat mittuttag på strömriktartransformatorn och är daumsandra elektrod över minst en laddningsdiod (n1_2, n1_3) ansluten till lindningsändarna på sekundärsidan av strömriktartransformatorn.

2. Bryggkopplingsanordning enligt krav 1 för två bryggrenar ímed styrbara halvledarventiler, k ä n n e t e c k n a d av att hjälpkondensatorns (C2) andra elektrod är ansluten över tvâ hjälp- tyristorer (n2_2, n2_3) till kommuteringskondensatorn (C1) (fig.1).

3. Bryggkopplingsanordning enligt krav 1 för tre bryggrenar med styrbara halvledarventiler, k ä n n e t e c k n a d av att hjälpkondensatorns (C2) andra elektrod är ansluten över en, mot- riktat laddningsdioderna (n1_2, n1_3) inkopplad, hjälptyristor 'ïnz 2, nz 3) till lindningsändarna på sekundärsidan av ström- riktartransformatorn (fig.3 ).

4. Bryggkopplingsanordning enligt krav 3, k ä n n e t e Q k - n a d av att från ytterligare en hjälpkondensator (C4) är dennas första elektrod ansluten till avtappningsuttaget på sekundärsidan av strömriktartransformatorn och är dennas andra elektrod ansluten 78119lr9-»2 över ”en parallellkoppling från ytterligare en laddningsdiod (n3_2, n3_3) med en härtill i polaritet motsatt riktad hjälptyristor (n4-2, n4_3) till lindningsändarna på sekundärsidan av ström- riktartransformatorn, varvid de likartade halvledarelementen i de para-llellkopplingar, som är förbundna med den ytterligare hjälpkondensatorns (G4) andra elektrod har motsatt polaritet mot de likartade halvledarelementen i de parallellkopplingar, som är förbundna med den första hjälpkondensatorn (G2) (fig. 3).