DE1763364A1 - Transmitter of unipolar control pulses for thyristors - Google Patents
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Description
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MANNHEIM ' ° BR0WNB0VER,MANNHEIM '° BR0WNB0VER,
Mp.-Nr. 572/68 Mannheim, den 24/ April 1968 ■Mp.no. 572/68 Mannheim, April 24, 1968 ■
■ " Pat.Hz/Mi ,■ "Pat.Hz / Mi,
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Übertrager unipolarer Steuerimpulse für ThyristorenTransmitter of unipolar control pulses for thyristors
Die Erfindung betrifft einen Übertrager unipolarer Steuerimpulse : für Thyristoren, insbesondere zum Ansteuern von Thyristoren in Unirichterschaltungen, wobei der Kern des Übertragers vorzugsweise ^ als fiingbandkern mit hoher Sättigungs- und niedriger Remanenzinduktion ausgeführt ist. The invention relates to a transmitter of unipolar control pulses: for thyristors, in particular for controlling thyristors in uni rectifier circuits, the core of the transformer preferably ^ is designed as a fiing tape core with high saturation and low remanence induction.
Bei Thyristorschaltungen, wie beispielsweise bei selbstgeführten Umrichtern, liegt die Primärseite des Übertragers für die Steuerimpulse der einzelnen Thyristoren meist auf ruhigem, festem Potential, während die Sekundärseite mit den Spannungssprüngen des Kathodenpotentials der Thyristoren beaufschlagt wird. Eine derartige Schaltung ist beispielsweise in den BBC-Nachrichten, Januar 1966, H. 1, S. 45 in Bild 1 und Bild 2b gezeigt. Die Anordnung nach Bild 2b ist in der Pig. 1 nochmals zusammen mit den Übertragern der Hauptthyristoren im Wechselrichter gezeigt. Die beiden Hauptthyristoren sind in Heine ~m geschaltet, so daß das Kathodenpotential des einen Thyristors immer mit dem Anodenpotential des anderen mitgezogen wird. Wird in Fig. 1 beispielsweise der Thyristor 2 gezündet, während der andere Thyristor 1 sperrt, wird das Kathodenpotential des Thyristors 1 ins Negative gezogen. Aufgrund dieser Spannungssprünge, deren Anstiegegeschwindigkeit du/dt 1000 - 3000 Y//üb betragen kann, fließen zwischen den Wicklungen des Übertragers kapazitive Ströme. Diese Ströme induzieren in der thyristorseitigen Sekundärwicklung Spannungen, die unter Umständen den Thyristor 1 zünden können, während auch noch der Thyristor 2 gezündet ist.In thyristor circuits, such as self-commutated converters, the primary side of the transformer for the control pulses of the individual thyristors is usually at a steady, fixed potential, while the secondary side receives the voltage jumps in the cathode potential of the thyristors. Such a circuit is shown, for example, in the BBC-Nachrichten, January 1966, no. 1, p. 45 in Fig. 1 and Fig. 2b. The arrangement according to Figure 2b is in the Pig. 1 is shown again together with the transformers of the main thyristors in the inverter. The two main thyristors are connected in Heine ~ m so that the cathode potential of one thyristor is always drawn along with the anode potential of the other. If, for example, the thyristor 2 is ignited in FIG. 1 while the other thyristor 1 blocks, the cathode potential of the thyristor 1 is drawn into the negative. Due to these voltage jumps, the rate of increase du / dt can be 1000 - 3000 Y // ex , capacitive currents flow between the windings of the transformer. These currents induce voltages in the secondary winding on the thyristor side, which under certain circumstances can ignite the thyristor 1 while the thyristor 2 is also ignited.
Zur Vermeidung der Induzierung von Störimpulsen und damit zur Vermeidung von Störzündugen bei Thyristoren können zwischen die Wicklungen des Steuerübertragers zwei Schirme aus Metallfolien gewickelt werden.To avoid the induction of interference pulses and thus to avoid them To prevent interference with thyristors, two screens made of metal foils can be wound between the windings of the control transformer.
109882/0479 - 2 -109882/0479 - 2 -
VIII 3472 (667. 10000/LA) 3VIII 3472 (667.10000 / LA) 3
- 2 - 572/68- 2 - 572/68
Der eine Schirm wird mit Schirmerde, der andere mit der Kathode des zugehörigen Thyristors verbunden. Die Kapazität zwischen den Wicklungen ist damit gering, während die Kapazität zwischen den Schirmen relativ groß ist. Die durch die Spannungssprünge verursachten Ströme fließen in der Hauptsache zwischen den Schirmen, so daß in den Wicklungen des Übertragers nur geringe Spannungen induziert werden.One screen is connected to screen earth, the other to the cathode of the associated thyristor. The capacity between the Windings are therefore small, while the capacitance between the screens is relatively large. The ones caused by the voltage jumps Currents mainly flow between the screens, so that only low voltages occur in the transformer windings be induced.
Pur Übertrager unipolarer Steuerimpulse werden Kernmaterialien benötigt, die einen hohen Induktionshub zwischen Remanenz und Sättigung aufweisen, d.h. niedrige Remanzen- und hohe Sättigungsinduktion. Kerne aus Material, das diese Eigenschaften aufweist, stehen vorwiegend als Ringbandkerne zur Verfügung. Bei Ringbandkernen ist jedoch eine statische Abschirmung der Übertragerwicklungen durch Metallfolien konstruktiv sehr aufwendig und teuer.Pure transmitters of unipolar control impulses become core materials that have a high induction swing between remanence and saturation, i.e. low remanence and high saturation induction. Cores made of material that has these properties, are mainly available as toroidal cores. In the case of toroidal cores, however, there is a static shielding of the transformer windings very complex and expensive in terms of construction due to metal foils.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine wirksame und wenig aufwendige Unterdrückung von Störimpulsen bei Übertragern unipolarer Steuerimpulse für Thyristoren zu erreichen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Unterdrückung von Störimpulsen zumindest eine Wicklung des Übertragers aus einer Koaxialleitung hergestellt ist und der Anfang oder das Ende des Schirmes auf das gleiche Potential gelegt ist, wie das Ende oder der Anfang des Leiters der Koaxialleitung, Vorteilhafterweise ist bei ungleichen Windungszahlen die Wicklung mit der größeren Windungszahl aus der Koaxialleitung aufgebaut.The object of the invention is to provide an effective and inexpensive suppression of interference pulses in the case of unipolar control pulses for thyristors to achieve. According to the invention, this object is achieved in that at least to suppress interference pulses a winding of the transformer is made of a coaxial line and the beginning or the end of the screen on the the same potential is placed as the end or the beginning of the conductor of the coaxial line, advantageously when unequal Number of turns the winding with the larger number of turns is made up of the coaxial cable.
Um Schwingungen des Übertragers zu vermeiden, ist nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß parallel zur Primär- oder Sekundärwicklung die Reihenschaltung eines Kondensators und eines ohmschen Widerstandes liegt.In order to avoid vibrations of the transformer, another Advantageous embodiment of the invention provided that the series circuit is parallel to the primary or secondary winding a capacitor and an ohmic resistor.
Anhand der Figuren werden im folgenden Wirkungsweise und Aufbau der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen im einzelnen»On the basis of the figures, the following describes the mode of operation and structure the invention explained in more detail using an exemplary embodiment. It show in detail »
Fig. 1 einen einphasigen Wechselrichter mit den beiden Steuerübertragern für die Hauptthyristoren,1 shows a single-phase inverter with the two control transmitters for the main thyristors,
109882/0479109882/0479
'■■ ■- 3 - ' 572/68'■■ ■ - 3 -' 572/68
Fig. 2 einen ringförmigen Übertrager mit zwei Wicklungen ohne Abschirmung undFig. 2 shows an annular transformer with two windings without Shielding and
Pig. 3 einen ringförmigen Steuerübertrager mit einer gemäß der Erfindung aus einer Koaxialleitung aufgebauten Wicklung.Pig. 3 shows an annular control transmitter with one according to FIG Invention composed of a coaxial line winding.
Der einptaaige Wechselrichter in Pig. 1 enthält im lastkreis zwei Hauptthyristoren 1 und 2, denen je eine Diode 3 und 4 antiparallel geschaltet sind. Der Punkt 5 bildet den Wechselstromausgang der Schaltung. An ihm liegen die Kathoden des Hauptthyristors 1 und der Diode 4 sowie die Anoden des Hauptthyristors 2 und der Diode 3. Die Anode des Hauptthyristors 1 ist Über eine Kommutierungsdrossel 6 an den positiven Pol + einer nicht näher dargestellten Gleichstromquelle angeschlossen. Entsprechend ist die Kathode des Hauptthyri- (| store 2 über eine weitere Kommutierungsdrossel 7 an den negativen Pol - der Gleichstromquelle angeschlossen. Zwischen dem positiven + Pol und dem negativen -Pol liegt die Reihenschaltung zweier Kondensatoren 8 und 9, die mit den Kommutierungsdrosseln 6 und 7 zur Glättung der Gleichspannung und auch als Energiespeicher für die Stromwendung dienen. Der Verbindungspunkt dieser beiden Kondensatoren ist mit 0 bezeichnet. Zwischen ihm und dem Punkt 5» dem Weehselstromausgang, liegt die Kommutierungseinrichtung, die aus der Eeihenschaltung eines Kondensators 10, einer dritten Kommutierungsdrossel 11 und der Antiparallelschaltung zweier Kommutierungsthyristoren 12 und 13 besteht. Zwischen denselben Punkten 0 und 5 wird auch die nicht dargestellte Wechselstrombelastung angeschlossen.The single-day inverter in Pig. 1 contains two in the load circuit Main thyristors 1 and 2, each of which has a diode 3 and 4 in antiparallel are switched. Point 5 forms the AC output of the circuit. The cathodes of the main thyristor 1 and are connected to it the diode 4 and the anodes of the main thyristor 2 and the diode 3. The anode of the main thyristor 1 is via a commutation choke 6 connected to the positive pole + of a direct current source not shown in detail. Correspondingly, the cathode of the main thyri (| store 2 via another commutation reactor 7 to the negative Pole - connected to the DC power source. Between the positive + Pole and the negative -Pole are the series connection of two Capacitors 8 and 9, which with the commutation chokes 6 and 7 for smoothing the DC voltage and also as energy storage for the Serve commutation. The connection point of these two capacitors is denoted by 0. The commutation device is located between it and the point 5 »the alternating current output the series connection of a capacitor 10, a third commutation reactor 11 and the anti-parallel connection of two commutation thyristors 12 and 13 consists. Between the same points 0 and 5 the alternating current load (not shown) is also connected.
In Pig. 1 sind zwei Übertrager 14 und 15 dargestellt, die die Steuerimpulse auf die beiden Hauptthyristoren 1 und 2 übertragen. Die Primärwicklungen 16 und 17 werden an nicht dargestellte Steuerimpulsgeneratoren angeschlossen, während die Sekundärwicklungen 18 und 19 zwischen den Steueranschluß und die. Kathode des jeweiligen zugehörigen Hauptthyristors 1 bzw. 2 geschaltet sind. Die einzelnen Beschaltungselemente der Übertrager sind der besseren Übersicht wegen nicht dargestellt.In Pig. 1 two transformers 14 and 15 are shown, which the Transfer control pulses to the two main thyristors 1 and 2. The primary windings 16 and 17 are connected to control pulse generators, not shown connected, while the secondary windings 18 and 19 between the control terminal and the. Cathode of the respective associated main thyristor 1 and 2 are connected. The single ones Circuit elements of the transformers are for a better overview because of not shown.
Die Fig. 2 zeigt einen ringförmigen Kern 20, auf den zwei Wicklungen W1 und W2 aufgebracht sind. Sie Wicklungen W,^ und Wg Bind gleichFIG. 2 shows an annular core 20 on which two windings W 1 and W 2 are applied. They windings W, ^ and Wg Bind the same
. ..' ; .■.■■. /■■. - 4 - ■ ν. .. '; . ■. ■■. / ■■. - 4 - ■ ν
109882/0479109882/0479
17633141763314
- 4 - 572/68- 4 - 572/68
angenommen und bifilar gewickelt. Her Anfang der Primärwicklung . W1 ist mit 21, das Ende mit 22 bezeichnet. Der Anfang der Sekundärwicklung W« ist mit 23» das Ende mit 24 "bezeichnet. Die Anfänge beider Wicklungen sind überdies jeweils mit einem Punkt gekennzeichnet. Die zwischen den Wicklungen W. und W2 verteilten Kapazitäten sind in Fig. 2 vereinfachend als konkretes Bauelement CT in der Mitte der beiden Wicklungen angenommen und eingezeichnet. Bei einem Spannungssprung zwischen den Anfängen 21 und 23 der beiden Wicklungen W1 und W2 fließt ein kapazitiver Strom zwischen diesen. Der in die Wicklung W1 hineinfließende Strom J1 ruft in der Primärwicklung W1 eine den Kern 20 rechtsdrehend durchsetzende Durchflutung 0 1 hervor, der bei 23 aus der Wicklung W2 herausfließende Strom J2 ruft in der Sekundärwicklung W2 eine den Kern linksdrehend durchsetzende Durchflutung O2 hervor. Die Durchflütungett O1 und O2 sind entgegengesetzt gerichtet und heben sich wegen der gleichen Größe gegenseitig auf. Da keine Änderung der Durchflutung auftritt, wird auch in den Wicklungen keine Spannung induziert. Das gleiche gilt analog für einen Spännungssprung zwischen den Enden 22 und 24 der beiden Wicklungen W1 und W2. In diesen beiden Fällen ist daher eine Abschirmung nicht notwendig.adopted and wrapped bifilar. Beginning of the primary winding. W 1 is denoted by 21, the end by 22. The beginning of the secondary winding W "is designated by 23" and the end by 24 ". The beginnings of both windings are also each marked with a point. The capacitances distributed between the windings W. and W 2 are shown in FIG was adopted in the middle of the two windings and located at a voltage change between the beginnings 21 and 23 of the two windings W 1. and W 2, a capacitive current flows between them. the current flowing into the winding W1 current J 1 calls in the primary winding W 1 a core 20 clockwise penetrating flux 0 1 indicate the flowing out at 23 from the winding W 2 current J 2 calls in the secondary winding W 2 is a core anticlockwise passing through flooding O 2 produced. the Durchflütungett O 1 and O 2 are oppositely directed and cancel each other out because of the same size dues. The same applies analogously to a voltage jump between the ends 22 and 24 of the two windings W 1 and W 2 . Shielding is therefore not necessary in both of these cases.
!Dritt der Spannungssprung jedoch zwischen dem Anfang 21 der Wicklung W1 und dem Ende 24 der Wicklung W2auf, dann hat der Strom J2 und damit auch die Durchflutung O2 die entgegengesetzte Richtung * wie in Üg. 2 eingezeichnet. Die beiden Durchflutungen O1 und O2 addieren sich und damit wird in der Sekundärwicklung W2 eine Spannung induziert. Die Spannung kann unter Umständen einen ihyristor zu einem ungewollten Zeitpunkt zünden.! Third, however, the voltage jump between the beginning 21 of the winding W 1 and the end 24 of the winding W 2 , then the current J 2 and thus also the flow rate O 2 has the opposite direction * as in Üg. 2 drawn. The two flows O 1 and O 2 add up and a voltage is thus induced in the secondary winding W 2. Under certain circumstances, the voltage can ignite an ihyristor at an undesired point in time.
Geaäß der Erfindung wird dies' durch die Verwendung einer aus einer koaxialleitung hergestellten Wicklung vermieden, in Fig. 3 sind die Wicklungen W1 und W^2 wieder auf einen ringförmigen Kern aufgebracht und der einfacheren Darstellung wegen als Sektorenwicklung und mit nur zwei Windungen gezeigt. Die Bezeichnungen stimmen mit denen in Fig. 2 Überein, soweit es eich um dieselben Objekte handelt. Die Primärwicklung W1 ist wie auch in Fig. 2 aus normalemAccording to the invention, this is avoided by using a winding made from a coaxial line; in FIG. 3, the windings W 1 and W ^ 2 are again applied to an annular core and, for the sake of simplicity, are shown as a sector winding and with only two turns. The designations agree with those in Fig. 2, as far as it is about the same objects. As in FIG. 2, the primary winding W 1 is normal
• — ρ "*• - ρ "*
109882/0479109882/0479
■■ . ■ - 5 - . 572/68 V■■. ■ - 5 -. 572/68 V
Wioklungsdraht aufgebaut, während für die Sekundärwicklung W_ eine Koaxialleitung verwendet wird. Der innere Leiter der Koaxialleitung bildet dabei die eigentliche Sekundärwicklung Wp, die an den zugehörigen Thyristor angeschaltet wird. Der Schirm der Koaxialleitung, der den Leiter abschirmt, bildet eine eigene Wicklung W_, deren Anfang mit 25 und deren Ende mit 26 bezeichnet ist. Die Wicklung W, kann nun beliebig geschaltet werden.Winding wire built up, while for the secondary winding W_ a coaxial line is used. The inner conductor of the coaxial line forms the actual secondary winding Wp, the the associated thyristor is switched on. The umbrella of the Coaxial line, which shields the conductor, forms its own winding W_, the beginning of which is denoted by 25 and the end of which is denoted by 26. The winding W can now be switched as required.
Gemäß der Erfindung wird die Verschaltung der Wicklungsenden von W, so vorgenommen, daß der Anfang 25 des Schirmes der Koaxialwicklung auf dasselbe Potential gelegt wie die der Leiter der Koaxialleitung am Ende 24 der Wicklung Wp. Tritt nun ein Spannungssprung zwischen dem Anfang 21 der Primärwicklung W1 und dem Ende 24 der Sekundärwicklung W2 bzw. dem Anfang 25 der Schirmwicklung W, auf, dann fließt der kapazitive Strom in den Wicklungen W1 und W,. Die Durchflutungen, die durch den Strom in den Wicklungen W1 und W, hervorgerufen werden, heben sich bei gleicher Windungszahl auf. Es wird daher in der eigentlichen Sekundärwicklung Wp keine Spannung induziert. Eine geringe Störspannung kann allenfalls noch an der Streuinduktivität auftreten. Die Streu-1' duktivität kann jedoch durch einfache konstruktive Maßnahmen niedrig gehalten werden. Selbstverständlich können die Begriffe Anfang und Ende der Wicklung auch umgekehrt werden, so daß das Ende des Schirmes., der Koaxialleitung auf dasselbe Potential. gelegt wird wie der Anfang des Leiters der Koaxialleitung.According to the invention, the interconnection of the winding ends of W is made in such a way that the beginning 25 of the shield of the coaxial winding is placed at the same potential as that of the conductors of the coaxial line at the end 24 of the winding Wp 1 and the end 24 of the secondary winding W 2 and the beginning 25 of the shield winding W, then the capacitive current flows in the windings W 1 and W,. The flooding caused by the current in the windings W 1 and W cancel each other out with the same number of turns. No voltage is therefore induced in the actual secondary winding Wp. At most, a small interference voltage can still occur at the leakage inductance. The scattering 1 'productivity, however, can be kept low by simple structural measures. Of course, the terms beginning and end of the winding can also be reversed so that the end of the screen., The coaxial line at the same potential. is laid like the beginning of the conductor of the coaxial line.
Sind die Windungszahlungen der beiden Wicklungen W1 und Wp bzw. damit auch W- nicht gleich, so sind dementsprechend auch die Durchflutungen nicht gleich. Sie,.heben sich nicht restlos auf und es wird noch eine Spannung induziert. Wird nun gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung die Wicklung mit der höheren Windungszahl aus der Koaxialleitung hergestellt, dann wird diese Restspannung über die relativ große Kapazität zwischen dem Leiter und dem Schirm der Koaxialleitung kurzgeschlossen. Die danach noch verbleibende Spannung ist sehr gering und kann nicht zu Fehlzündungen des Thyristors führen.If the number of turns of the two windings W 1 and Wp and thus also W- are not the same, then the flow rates are correspondingly not the same. They do not cancel each other out completely and a voltage is also induced. If, according to an advantageous embodiment of the invention, the winding with the higher number of turns is made from the coaxial line, then this residual voltage is short-circuited via the relatively large capacitance between the conductor and the shield of the coaxial line. The voltage remaining after this is very low and cannot cause the thyristor to misfire.
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Bei einem Übertrager, bei dem nach der Erfindung beide Wicklungen aus einer Koaxialleitung aufgebaut sind, kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung neben Schirmanfang und Schirmende auch die Mitte des Schirmes herausgeführt sein. Dadurch ergeben sich vielfältige Möglichkeiten der Verschaltung, die je nach den vorliegenden unterschiedlichen Bedingungen und Einflüssen, unter denen der Übertrager arbeitet, eine Schaltung zulassen, die eine bestmögliche Unterdrückung von Störimpulsen ermöglicht.In the case of a transformer in which, according to the invention, both windings are constructed from a coaxial line, according to a further Embodiment of the invention in addition to the start of the screen and the end of the screen, the center of the screen can also be brought out. This results in diverse possibilities of interconnection, depending on the different conditions and influences under which the transformer is working to allow a circuit to be the best possible Suppression of interference pulses enabled.
Die Induktivitäten und Kapazitäten des Übertragers bilden einen Schwingkreis, der zu störenden Schwingungen führen kann. Um diese Schwingung zu vermeiden, ist in einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß parallel zur Primär- oder Sekundärwicklung die Reihenschaltung eines Kondensators und eines ohmschen Widerstandes geschaltet ist. Diese Anordnung ist in den Figuren nicht dargestellt.The inductances and capacitances of the transformer form an oscillating circuit that can lead to disruptive oscillations. Around To avoid vibration is provided in a further advantageous embodiment of the invention that parallel to the primary or Secondary winding the series connection of a capacitor and an ohmic resistor is connected. This arrangement is in the Figures not shown.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen in der einfachen Art, Störspannungen bei Übertragern unipolarer Steuerimpulse für Thyristoren weitgehend unwirksam zu machen.The advantages achieved by the invention are simple Way of making interference voltages in transformers of unipolar control pulses for thyristors largely ineffective.
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Claims (2)
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| DE1763364B2 DE1763364B2 (en) | 1976-02-26 |
| DE1763364C3 DE1763364C3 (en) | 1976-10-07 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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