DE1538099A1 - Anordnung zur Erzeugung von Impulsen aus einer Wechselspannung - Google Patents

Description

• Anordnung zur Erzeugung von Impulsen aus einer Wechselspannung Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erzeugung von Impulsen aus einer Wechselspannung mit einet Impulekondenea%or, der in Reihe mit einer Ladediode der Wecheelspannungequelle parallelgeschaltet ist. Zur Entladung des Impulskondensatore ist ein Hilfsthyristor vorgesehen, dessen Zündzeitpunkt den Anfang eines -Impulsen bestimmt. Die Impulse können vorzugsweise zur Steuerung von Stromrichterventilen, insbesondere von Thyristoren, verwendet werden.
• Es ist bekannt, zur Erzeugung von Zündimpulsen für zündstiftgesteuerte Entladungsgefäße einen Impulskondensator vorzusehen, der von einer Wechselspannungsquelle über eine Ladediode periodisch aufgeladen und,über die Reihenschaltung einer gittergesteuerten Gleichrichterröhre mit der Steuerstrecke des Entladungsgefäßes entladen werden kann. Ferner kann zu der Wechselspannung noch eine.Gleichspannung addiert werden. Die Gleichspannungequelle bedeutet jedoch einen zusätzlichen Aufwand. Als .Steuerwechselspannung kann auch die Sperrspannung eines zu steuernden Stromrichterventils_ verwendet werden und als kontaktloses Schaltelement für die w Entladung des Impulskondensators kann auch eine Doppelbasis- , diode oder eine Shockley-Diode vorgesehen sein. Diese bekannten Anordnungen haben aber den Nachteil eines begrenzten. Steuerbereichea,"weil ein ausreichender Sicherheitsabstand von den Nulldurchgängen der Wechselspannung eingehalten werden muß. .
• Diese Nachteile können erfindungsgemäß dadurch weitgehend vermieden worden, daß zur Ladung des Impulskondensators eine Spannungsverdopplerschaltung vorgesehen ist. Spannungsverdopplerschaltungen sind zur Erzeugung von hohen Gleichspannungen durch Kaskadenschaltungen, beispielsweise die sogenannte Greinacher-Kaskade, bekannt. Die bekannte Anordnung zur-Impulserzeugung wird nach der Erfindung lediglich durch eine in Sperrichtung der Ladediode gepolte Sperrdiode und einen Schubkondensator ergänzt. In einer derartigen Schaltung hat der Impplskondensator in den Nulldurchgängen der Eingangswechselsparinung bereits eine zur, Impulsbildung ausreichende Spannung. Die Anordnung ermöglicht somit die Erzeugung von Impulsen in einem Bereich -von wesentlich mehr als 180o der Eingangswechselspannung. Weitere Vorteile der Erfindung sind aus der Zeichnung zu entnehmen, auf die in der folgenden Beschreibung Bezug genommen wird. In Figur 1 ist eine Anordnung nach Y er Erfindung mit einem Hilfsthyristor als kontaktloses Schaltelement veranschaulicht. Figur 2 zeigt eine-Anordnung zur Steuerung eines elektrischen Ventils mit einem lichtgesteuerten Thyriscor äls Schaltelement.
• Nach Figur 1 ist eine Wechselspannungsquelle mit einer Wechselspannung U1 zwischen den Klemmen R und 0 einer Spannungsverdopplerschaltung mit einem Schubkondensator 4, .einer Sperrdiode 5, einer Ladediode 6 und einem Glättungskondensator 7 angeschlossen. Der Glättungskondensator 7 ist zur Lieferung der Impulse vorgesehen und soll deshalb in der folgenden Beschreibung als Impulskondensator bezeichnet werden. Er kann zu diesem Zweck über einen in der Ausgangsleitung der Anordnung angeordneten-Hilfsthyristor 15 entladen werden und liefert dann Impulse mit einer Spannung UA. Der Hilfsthyristor 15 kann in bekannter Weise, beispielsweise durch einen in der Figur angedeuteten Steuerübertrager 16, dessen Primärwicklung die Zündimpulse vorgegeben sind, gesteuert werden. .-Durch die in Pfeilrichtung gerichtete Halbwelle der Wechselspannung Uw wird der Schubkondensator 4 auf den Scheitelwert der Eingangswechselspannung UW aufgeladen. Eine Entladung in der folgenden Halbwelle wird durch die Sperrdiode 5 verhindert, so daß der Punkt S immer mindestens das Potential der Eingangsklemme 0 hat. In der folgenden Halbwelle -wird die Ladung über die Ladediode 6 zum Impulskondensator 7 abgeleitet. Am Impulskondensator 7 liegt somit eine pulsierende-Gleichspannung, die beim Scheitelwert der positiven Halbwelle der Eingangswechselspannung Uw den doppelten Betrag-dieser Eingangsspannung Uw und beim negativen Scheitelwert der Eingangswechselspannung den Betrag 0 und in den Nulldurchgängen der Eingangswechsel'spannung Uw den Scheitelwert dieser Spannung hat.. Da die Ladezeit des Kondensators wesentlich kürzer. ist als eine Halbschwingung der Wechselspannung, so kann der Hilfsthyristor 15 nahezu während der gesamten Schwingung der Wechselspannung zwecks Impulsbildung gezündet werden. Nach der Entladung des Impulskondensators 7 erlischt der Hilfsthyristor 15 wieder.
• Nach Figur 2 ist die Anordnung zum Steuerung eines elektrischeu Ventils 2, das beispielsweise eine Spannung mi-t einem Scheitelwert von 400 V sperren soll und vorzugsweise-ein Thyristor sein kann, vorgesehen, dem in bekannter Weise ein RC-Glied mit einem Kondensator 4 mit einer Kapazität von beispielsweise etwa 2/uF und einem Widerstand 3 mit etwa 20 Ohm zugeordnet ist. Der Kondensator 4 wird nach der Erfindung-zugleich als Schubkondensator-für die Zündanordnung verwendet. Zu diesem. Zweck wird er über die Sperrdiode 5 an eine Hauptelektride des Thyristors 2 angeschlossen. In Reihe mit der Steuerstrecke des Thyristors 2 und dem als kontaktloses Schaltelement vorgesehenen Hilfsthyristör 15 ist noch ein Entladewiderstand 10 mit etwa 50 Ohm vorgesehen. Durch diesen Entladewiderstand 10 wird die Entladezeitkonstante des Entladekreises für den Impulskondensator vergrößert und die Amplitude des Entladestromes festgelegt.
• Dem Impulskondensator 7,- der eine Kapazität von etwa 20fuF haben soll, ist ferner eine Zenerdiode 11 mit einer Zenerspannung von beispielsweise etwa 40 V sowie ein RC-Glied ,mit einem Kondensator 14 mit einer Kapazität von etwa 2/uF und einem Widerstand 13 mit etwa 10 Ohm parallelgeschaltet. Der Hilfsthyristor 15 sollbeispielsweise ein lichtgesteuerter Thyristor sein, der durch Lichteinstrahlung von einer Lichtquelle gezündet werden kann, die in der Figur als Lampe 17 angedeutet ist. Eine derartige Steuerung ermög= licht den Betrieb des Thyristors 2 auf einem hohen Potential von beispielsweise 100 kV. Zur Verminderung der Sperrspaxlnung für den Hilfathyristor 15 kann in Verbindung mit der Erfindung vorteilhaft die Zenerdiode 11 und der kapazitive Spannungsteiler der Kondensatoren 4 und 7 vorgesehen sein. -Durch die Wahl der Zenerspannung der Zenerdiode 11 und der Größe der Kapazität der Kondensatoren 4 und 7 kann nach der Erfindung die Betriebsspannung für den Hilfsthyristor 15 nahezu frei gewählt 'und somit ein Thyristor oder ein entsprechendes Schaltelement, beispielsweise ein Transistor,: mit entsprechend geringer Sperrspannung verwendet werden. Das RC-Glied_13, 14 kann vorzugsweise so bemessen sein, daß der Kondensator 14 beim Zünden des Hilfsthyristors 15 mit einer kleinen Zeitkonetante und einer verhältnismäßig großen Amplitude von beispielsweise 3 Ampere entladen wird.
• ' Der Zündstrom über di.e Steuerstrecke des Thyristors 2 erhält somit am Anfang eine kurze Stromspitze mit einem steilen Anstieg, der eine schnelle Zündung und einen geringen Einschaltverzug des Thyristors 2 ermöglicht. Demgegenüber wird die iibrige Form des Ausgangsimpulses im wesentlichen durch den Entladewiderstand 10 in Verbindung mit der Zenerdiode » bestimmt. Zu diesem Zweck kann der Kondensator 14 vorzugsweise weniger als die halbe'Kapazität, insbesondere etwa 10 bis 20 % der Kapazität des Impulskondensgtors 7,_ erhalten.
• Nach dem Ausführungsbeispiel ist eine besonders einfache Spannungsverdopplerschaltung mit einem direkt an einen Pol der Wechselspannungsquelle angeschlossenem ichubkondensator' vorgesehen. Zur Lösung des der Erfindung zugrunde liegenden .Probleme können jedoch auch ähnliche Spannungsverdopplerschaltungen vorteilhaft verwendet werden.

Claims (1)

1. Patentansprüche 1. Anordnung zur-Erzeugung von Impulsen aus einer Wechselspannung mit einem Impulskondensator, der in Reihe mit einer Ladediode der Wechselspannungsquelle parallelgeschaltet ist, und für deesen Entladung ein kontaktloses Schaltelement, insbesondere ein Hilfsthyristor, vorgesehen ist, der mit dem-Ausgang' der Anordnung in Reihe geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daB zur Ladung des Impulskondensators eine Spannungsverdopplerschaltung vorgesehen ist. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Reihenschaltung des Impulskondensators (7) mit der Ladediode (6) eine in Sperrichtung der Ladediode (6) gepolte Sperrdiode (5) und in Reihe mit der Reihenschaltung ein Schubkondensator (4) angeordnet ist. 3. Anordnung nach Anspruch 1 zur Zündung eines-Thyristors, dem eine Reihenschaltung eines Beschaltungskondensators mit eine®Heschaltungswiderstand parallelgeschaltet@und dessen Sperrspannung als Wechselspannungsquelle vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daB d.er Beschaltungskondensator als Schubkondensator (4) ausgelegt und die Spannung des Impulskondensators (7) durch eine Zenerdiode (11) vorgegeben . ist. Anordnung nach den Ansprüchen 2 und 3,dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität dea.Impulskondeneators (7) mindestens den doppelten, insbesondere etwa den zehnfachen, betrag der Ka- pazität den Schubkondensators (4) hat. 5. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4 mit einem im Entlade- kreis den Impulskondensators angeordneten Entladewiderstand, dadurch gekennzeichnet, daß der Reihenschaltung des Hilfs- thyrißtors (15) mit dem Ausgang der Anordnung ein RC-Glied (13, 14) parallelgeschaltet ist. 6.. Anordnung nach Anspruch 5, -dadurch gekennzeichnet, daß die" Kapazität des Kondensators.(14) des RC-Gliedes weniger als die Hälfte, insbesondere weniger als 1/5, der Kapazität des Impulakondensators (7) beträgt. '