DE1267339B

DE1267339B - Arrangement for load switching in step transformers with controllable semiconductor rectifiers

Info

Publication number: DE1267339B
Application number: DE19611267339
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Werner Stein
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1961-08-24
Filing date: 1961-08-24
Publication date: 1968-05-02

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESGHRIFTDESIGN SCREEN

Int. CL:Int. CL:

HOIfHOIf

Deutsche KL: 21 d2-53/03 German KL: 21 d2- 53/03

Nummer
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:number
File number:
Registration date:
Display day:

P 12 67 339.1-32
24. August 1961
2. Mai 1968P 12 67 339.1-32
August 24, 1961
May 2, 1968

Gegenstand der Hauptpatentanmeldung ist eine Anordnung zur Lastumschaltung bei Stufentransformatoren im natürlichen Nulldurchgang des Laststromes innerhalb weniger Mikrosekunden mittels je eines gesteuerten Halbleitergleichrichtergerätes in beiden Wählerannen ohne Überschaltwiderstände und/oder Drosseln. Dabei liegt zu jedem der beiden Halbleitergleichrichtergeräte der Eingang des Steuergerätes mit hoher Eingangskapazität parallel, dessen Ausgang an den Steuereingang des Halbleitergleichrichtergerätes im anderen Wählerarm angeschlossen ist. Ferner liegt innerhalb des Steuergerätes parallel zu seinem Eingang die mit einem Kondensator in Reihe geschaltete Primärwicklung eines ersten Übertragers und die mit einem Widerstand in Reihe geschaltete Primärwicklung eines zweiten Übertragers. Die Sekundärwicklungen der beiden Übertrager sind dabei an je einen Gleichrichter angeschlossen, deren Gleichstromseiten additiv zusammengeschaltet den Ausgang des Steuergerätes bilden. 'The subject of the main patent application is an arrangement for load switching in step transformers in the natural zero crossing of the load current within a few microseconds by means of each a controlled semiconductor rectifier device in both selector slots without transition resistors and / or chokes. The input of the control device is located for each of the two semiconductor rectifier devices with high input capacitance in parallel, its output to the control input of the semiconductor rectifier device is connected in the other voter arm. Furthermore, lies within the control unit in parallel at its input the primary winding of a first transformer connected in series with a capacitor and the primary winding of a second transformer connected in series with a resistor. The secondary windings of the two transformers are each connected to a rectifier DC sides connected together additively form the output of the control unit. '

Die F i g. 1 zeigt die Schaltung eines Steuerkreises gemäß Fig. 2 der Hauptpatentanmeldung. Dabei liegt das weiter nicht dargestellte Steuergerät an den Zuleitungen 61 und 62. Der Schalter 63 befindet sich in einer Gleichrichteranordnung 65, deren Ausgang über die Kapazität 661 mit parallelem Ableitwiderstand 662 zu einem Übertrager 69 mit parallelgeschalteter Kapazität 691 führt. Der andere Ausgang führt über den Widerstand 67 zu einem zweiten Übertrager 68, dem eine Kapazität 681 parallel liegt. Beide Übertrager sind einseitig verbunden und an die Zuleitung 61 angeschlossen. Die Sekundärwicklungen der Übertrager, denen jeweils ein Parallelwiderstand zugeordnet ist, speisen über die Gleichrichter 641 und 642 die Erregerleitung, die an einen mit 51 bezeichneten steuerbaren Halbleitergleichrichter angeschlossen ist. Wie gestrichelt angedeutet, können sekundär mehrere Steuerkreise geschaffen werden. Das RC-Glied 643, 644 bewirkt zusammen mit dem parallel zur Sekundärwicklung der Übertrager liegenden Widerstand 645 ein schnelles Absinken des Steuerstromes. Der beschriebene Steuerkreis muß unter anderem die Eigenschaft haben, bei Erregung am Eingang 61, 62 einen lückenlosen Gleichstrom über den Ausgang 64 an den steuerbaren Halbleitergleichrichter 51 und alle anderen angeschlossenen Gleichrichter zu liefern. Dieser Gleichstrom muß beim Abschalten innerhalb weniger Mikrosekunden auf Null zurückgehen, damit dann, wenn die Erregung zufällig kurz vor dem Nulldurchgang des Laststromes abgeschaltet wird, während des Nulldurchganges kein Erregerstrom Undefinierter Höhe Anordnung zur Lastumschaltung bei
Stufentransformatoren mit steuerbaren
HalbleitergleichrichternThe F i g. 1 shows the circuit of a control circuit according to FIG. 2 of the main patent application. The control device, not shown, is connected to the supply lines 61 and 62. The switch 63 is located in a rectifier arrangement 65, the output of which leads via the capacitance 661 with a parallel bleeder resistor 662 to a transformer 69 with a capacitance 691 connected in parallel. The other output leads via the resistor 67 to a second transformer 68, to which a capacitance 681 is parallel. Both transformers are connected on one side and connected to the supply line 61 . The secondary windings of the transformers, each of which is assigned a parallel resistor, feed the excitation line via rectifiers 641 and 642 , which is connected to a controllable semiconductor rectifier labeled 51. As indicated by dashed lines, several secondary control circuits can be created. The RC element 643, 644 , together with the resistor 645 lying parallel to the secondary winding of the transformer, causes the control current to drop rapidly. The control circuit described must have the property, among other things, of supplying a continuous direct current via the output 64 to the controllable semiconductor rectifier 51 and all other connected rectifiers when the input 61, 62 is excited. This direct current must go back to zero within a few microseconds when switched off, so that if the excitation is switched off by chance shortly before the zero crossing of the load current, no excitation current during the zero crossing
Step transformers with controllable
Semiconductor rectifiers

Zusatz zur Anmeldung: S 72959 VIII b/21 d2 Auslegeschrift 1258 970Addition to registration: S 72959 VIII b / 21 d2 Auslegeschrift 1258 970

Anmelder:Applicant:

Siemens Aktiengesellschaft,Siemens Aktiengesellschaft,

Berlin und München,Berlin and Munich,

8520 Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 508520 Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Dr.-Ing. Werner Stein, 8500 NürnbergDr.-Ing. Werner Stein, 8500 Nuremberg

fließt. Zum Abschalten dient hier der Schalter 63, während die Gleichrichteranordnung 65 unerwünschte Ausgleichsvorgänge nach dem Abschalten verhindert. Die i?C-Kombination 643, 644 und der Ableitwiderstand 645 unterstützen das Abschalten. Diese Schaltung hat noch den Nachteil, daß der Schalter 63 nicht immer funkenfrei arbeitet und dadurch Undefinierte Zustände schafft, daß die Ableitwiderstände 645 unerwünschte Leistungsverbraucher sind und daß der relativ große Kondensator 643 schlecht realisierbar ist.flows. The switch 63 is used for switching off, while the rectifier arrangement 65 prevents undesired equalization processes after switching off. The i? C combination 643, 644 and the bleeder resistor 645 support the shutdown. This circuit still has the disadvantage that the switch 63 does not always work spark-free and thus creates undefined states, that the bleeder resistors 645 are undesirable power consumers and that the relatively large capacitor 643 is difficult to implement.

Eine Vereinfachung und Verbesserung erreicht man demgegenüber dadurch, daß gemäß der Erfindung die beiden, die phasenverschobenen Teilströme führenden Übertrager primärseitig durch nur einen Schalter gleichzeitig kurzschließbar sind mit Hilfe einer Gleichrichteranordnung, die aus sechs Gleichrichterventilen besteht, wobei vier Ventile eine Graetz-Brücke bilden, deren Wechselspannungseckpunkte an die dem Widerstand bzw. dem Kondensator zugewandten Anschlüsse der Übertrager führen und zwischen deren Gleichspannungseckpunkten der Schalter liegt, und wobei die zwei weiteren Ventile jeweils einen Gleichspannungseckpunkt der Graetz-Brücke mit dem gemeinsamen Anschluß der Übertrager derart verbinden, daß ein Stromfluß innerhalb der Gleichrichteranordnung nur über den Schalter möglich ist.In contrast, a simplification and improvement is achieved in that according to the invention the two transformers carrying the phase-shifted partial currents on the primary side through only one Switches can be short-circuited at the same time with the aid of a rectifier arrangement consisting of six rectifier valves consists, with four valves forming a Graetz bridge, their AC voltage corner points to the connections of the transformers facing the resistor or the capacitor lead and between the DC voltage corner points of the switch, and the two other Valves each have a DC voltage corner point of the Graetz bridge with the common connection of the Connect transformer in such a way that a current flow within the rectifier arrangement only via the Switch is possible.

809 574/162809 574/162

Die F i g. 2 zeigt den Steuerkreis gemäß der Erfindung. In dieser sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen. Die ohne weitere Erklärung verständliche Schaltung zeigt, wie mittels des Schalters 63 die beiden Übertrager 68 und 69 auf der Primärseite mit Hilfe der Gleichrichteranordnung gleichzeitig kurzschließbar sind. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung sind keine besonderen Mittel mehr erforderlich, um das Abklingen des Stromes nach dem Schalten zu beschleunigen. Das i?C-Glied611 und 612 dient dazu, nur einen Teil des Laststromes durch den Übertrager 69 fließen zu lassen.The F i g. 2 shows the control circuit according to the invention. In this, identical parts are identical Reference numerals as provided in FIG. 1. The one without A circuit, which is understandable for a further explanation, shows how the two transformers 68 are operated by means of the switch 63 and 69 on the primary side can be short-circuited at the same time with the aid of the rectifier arrangement. With the arrangement according to the invention, no special means are required for the decay to accelerate the current after switching. The i? C element 611 and 612 is used only to allow part of the load current to flow through the transformer 69.

Claims

Claim:

An arrangement for load transfer in step transformers in the natural zero crossing of the load current within a few microseconds _Km the means depending on a controlled semiconductor rectifier device in two selector arms without transition resistors and / or inductors, which is parallel to each of the two semiconductor rectifiers the input of a control unit with a high input capacitance, the output of which the control input of the semiconductor rectifier device is connected in the other selector arm, and furthermore, the primary winding of a first transformer connected in series with a capacitor and the primary winding of a second transformer connected in series with a resistor and the secondary windings of the two are located inside the control device in parallel to its input Transformers are each connected to a rectifier, the DC sides of which, when connected together, form the output of the control unit, according to patent application S 72959 Vnib / 21 da (German Auslegeschrift 1258 970), characterized in that the two transformers (68, 69) carrying the phase-shifted partial currents can be short-circuited simultaneously on the primary side by only one switch (63) with the aid of a rectifier arrangement (65) which consists of six rectifier valves, with four valves a Graetz bridge (Fig. 2) whose alternating voltage corner points lead to the connections of the transformers (68, 69) facing the resistor (67) or the capacitor (661) and the switch (63) lies between their direct voltage corner points, and the two further valves each have a direct voltage corner point Connect the Graetz bridge to the common connection (61) of the transformers (68, 69) in such a way that a current flow within the rectifier arrangement is only possible via the switch (63).

1 sheet of drawings