DE1092118B

DE1092118B - Schutzeinrichtung fuer Stromrichter in Gleichrichterbrueckenschaltung mit Halbleiterventilen

Info

Publication number: DE1092118B
Application number: DES62516A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Helmut Lichtenberg
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1959-04-10
Filing date: 1959-04-10
Publication date: 1960-11-03
Also published as: CH382277A; FR1246547A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzeinrichtung für Stromrichter in Gleichrichterbrückenschaltung mit Halbleiterventilen auf der Basis eines Halbleiters aus oder nach Art von Germanium oder Silizium, bei denen zur Steuerung der von dem Stromrichter gelieferten Ausgangsleistung bzw. -spannung in zwischen den Gleichstrompolen benachbarten Brückenzweigen jeweils eine steuerbare Transduktordrossel (Regeldrossel) in Reihe mit der Ventilanordnung liegt und die Regeldrosseln der benachbarten Brückenzweige der Wechselstromzuleitung der Brücke benachbart liegen. Bei solchen Anlagen muß Vorsorge getroffen werden, daß durch die insbesondere beim Übergang der Ventile in die Sperrphase auftretende große Stromanderungsgeschwindigkeit zufolge des Trägerstaueffektes an den einzelnen Ventilen keine unzulässig hohen Spannungen auftreten, die zu einer Gefährdung der Ventile führen können.

Nach der Erfindung wird für diese Zwecke eine neuartige Schaltung vorgeschlagen, deren Wesen darin besteht, daß zwischen der Verbindungsleitung jeder Regeldrossel und dem zugehörigen Hauptventil eines Brückenzweiges sowie dem Gleichstrompol, an welchem der zwischen den Gleichstrompolen benachbarte Brückenzweig angeschlossen ist, ein Hilfsventil eingeschaltet ist, welches mit gleicher Durchlaßrichtung gepolt ist wie das an die Verbindungsleitung angeschlossene Hauptventil, und daß zwischen den Gleichstrompolen des Stromrichters ein Kondensator eingeschaltet ist.

Eine beispielsweise Ausführung für die Anwendung der Erfindung veranschaulicht die Zeichnung. An den Klemmen 1, 2 und 3 der Schaltung liegt das dreiphasige Wechselstromnetz. Von diesem wird über die Leitungen 4, 5 und 6 eine dreiphasige Brückenschaltung gespeist, deren einzelne Brückenzweige mit 7 bis 12 bezeichnet sind. In jedem dieser Brückenzweige 7 bis 12 liegt in Reihe mit je einer der Ventilanordnungen 13 bis 18 je eine der Regeldrosseln 19 bis 24, von welchen der Einfachheit halber nur die Arbeitswicklungen wiedergegeben sind. Die genannten Brückenzweige 7 bis 12 sind an die Gleichstrompole 25 und 26 der Brückenschaltung angeschlossen, so daß von den Klemmen 27 und 28 ein Verbraucher 29 gespeist werden kann. Zwischen den Gleichstrompolen 25 und 26 des Gleichrichters ist als Teil der Schutzeinrichtung ein Kondensator 30 eingeschaltet, mit welchem gegebenenfalls, wie gestrichelt eingetragen, ein ohmscher Widerstand 31 in Reihe geschaltet werden kann. Als weitere Teile der Schutzeinrichtung sind in die Schaltung die Hilfsventile 32 bis 37 aufgenommen. Wie zu erkennen ist, ist beispielsweise das Ventil 32 zwischen dem negativen Gleichstrompol 26 bzw. dem Anschluß des Ventils 14 an diesen Gleich-Schutzeinrichtung für Stromrichter

in Gleichrichterbrückenschaltung

mit Halbleiterventilen

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dipl.rlng. Helmut Lichtenberg, Berlin,
ist als Erfinder genannt worden

strompol und die Verbindungsleitung zwischen dem Hauptventil 13 und der Regeldrossel 19 eingeschaltet. Wird z. B. unterstellt, daß das Ventil 13 sich in der Durchlaßphase befindet, so wird beispielsweise auch das Ventil 16 sich in der Durchlaßphase befinden. Bei einer nachfolgenden Kommutierung der Stromführung vom Ventil 16, beispielsweise auf das Ventil 18, kann, wenn keine besondere Schutzeinrichtung vorgesehen ist, an dem Ventil 16 eine Spannungsspitze zufolge des Trägerstaueffektes auftreten, die größer ist als die Spannungsdifferenz zwischen den beiden Gleichstrompolen. Da aber nun an der Verbindungsleitung zwischen der Regeldrossel 22 und dem Ventil 16 das Ventil 35 angeschlossen ist, welches andererseits mit dem Pluspol 25 des Stromrichters verbunden ist, wird das Ventil 35, wenn das Potential der Verbindungsleitung zwischen der Regeldrossel 22 und dem Ventil 16 höher ist als das Potential des Gleichstrompols 25, in seiner Durchlaßrichtung leitend, so daß auf diese Weise dann der Schutzkondensator 30 parallel an die Klemmen des Ventils 16 angeschlossen ist. Er bewirkt auf diese Weise, daß die maximal an den Klemmen des Ventils 16 auftretende Spannungsspitze etwa durch die Spannungsdifferenz bestimmt ist, die zwischen den Gleichstrompolen 25, 26 der Anlage besteht. Hierbei ist in Rechnung gestellt, daß die beiden Gleichstrompole einem Schwingkreis angehören, der von der oberen Klemme des Kondensators 30 über das Ventil 35, die Regeldrossel 22, die Leitung 5, die Wechselstromquelle bzw. die Streuinduktivität des Speisetransformators zwischen den Anschluß punkten 2 und 3, die Leitung 6, die Drossel 24 und das im Durchlaß-

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zustand befindliche Ventil 18 zurück zum unteren Belag des Kondensators 30 verläuft.

Die gleiche Schutzwirkung ergibt sich sinngemäß für die anderen Stromrichterventile der Schaltung.

Wenn von dem Stromrichter Verbraucher gespeist werden, welche zu einer nachteiligen Rückwirkung mit Spannungsspitzen auf den Stromrichter Anlaß geben können, und es aus diesem Grunde erwünscht ist, daß der Ausgangskondensator der Stromrichterschaltung dem Verbraucher unmittelbar, also unter \'ermeidung eines Reihenwiderstandes, parallel geschaltet ist, kann nach einer Weiterbildung der Erfindung der Aufbau auch derart getroffen werden, daß in Reihe mit den einzelnen Hilfsventilen je ein Dämpfungswiderstand in Form eines ohmschen Wider-Standes geschaltet wird.

Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf solche Stromrichteranlagen beschränkt, bei denen je Brückenzweig nur ein einzelnes Gleichrichterelement benutzt wird. In jedem der Brückenzweige kann auch eine Ventilanordnung benutzt werden, die ihrerseits aus einer Reihenschaltung, einer Parallelschaltung oder einer Reihenparallelschaltung von Gleichrichterelementen mit Rücksicht auf die zu beherrschende Spannung bzw. die zu führenden Ströme besteht.

Die Erfindung ist ferner bei Stromrichterbrückenschaltungen beliebiger Phasenzahl anwendbar, also auch bei einphasigen Brückenschaltungen, und zwar sowohl, wenn es sich in bezug auf die Regeldrosseln um symmetrisch aufgebaute Brückenschaltungen als auch sogenannte unvollständige Brückenschaltungen handelt, wobei bekanntermaßen im letzteren Falle nur in zwei zwischen den Gleichstrompolen benachbarten Zweigen der Brücke je eine Regeldrossel vorgesehen ist.

Die Elemente einer solchen Brückenschaltung können aus Zweckmäßigkeitsgründen, wenn z. B. eine Kühlung durch ein flüssiges Kühlmittel, wie öl, stattfinden soll, in einem gemeinsamen Kessel untergebracht sein.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schutzeinrichtung für Stromrichter in Gleichrichterbrückenschaltung mit Halbleiterventilen auf der Basis eines Halbleiters aus oder nach Art von Germanium oder Silizium, bei denen zur Steuerung der von dem Stromrichter gelieferten Ausgangsleistung bzw. -spannung in zwischen den Gleichstrompolen benachbarten Brückenzweigen jeweils eine steuerbare Transduktordrossel (Regeldrossel) in Reihe mit der Ventilanordnung liegt und die Regeldrosseln der benachbarten Brückenzweige der Wechselstromzuleitung der Brücke benachbart liegen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Verbindungsleitung jeder Regeldrossel und dem zugehörigen Hauptventil eines Brückenzweiges sowie dem Gleichstrompol, an welchem der zwischen den Gleichstrompolen benachbarte Brückenzweig angeschlossen ist, ein Hilfsventil eingeschaltet ist, welches mit gleicher Durchlaßrichtung gepolt ist wie das an die Verbindungsleitung angeschlossene Hauptventil, und daß zwischen den Gleichstrompolen des Stromrichters ein Kondensator eingeschaltet ist.

2. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem zwischen den Gleichstrompolen eingeschalteten Kondensator ein ohmscher Widerstand eingeschaltet ist.

3. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Verbindung mit dem unmittelbar zwischen den Gleichstrompolen der Anlage eingeschalteten Kondensator in Reihe mit jedem der Hilfsventile je ein ohmscher Widerstand eingeschaltet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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