DE7033044U

DE7033044U - Impulsuebertrager fuer einen gesteuerten gleichrichter.

Info

Publication number: DE7033044U
Application number: DE7033044U
Authority: DE
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1970-07-20
Filing date: 1970-09-04
Publication date: 1972-08-10
Also published as: US3771042A; CA955997A; JPS473219A; DE2043922A1; FR2103055A5; CH519271A; SE366144B; GB1322489A

Description

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Aktiengesellschaft Brown Boveri S Cie, Baden (Schweiz)

Innulsubertrar-er für eir.en gesteuerten Gleichrichter

Die Erfindung betrifft einen Iinpulsübertrager für einen gesteuerten Gleichrichter, rait einem Ringkern und mit mindestens zwei Gruppen von als Steuer-Wicklungen dienenden Se-•kundärwicklungen.

Es sind verschiedene Möglichkeiten bekannt, Schirme in den bewickelten Rinckernen eines Steuerinpulsübertragers anzuordnen. Es ist Aufgabe der Erfindung, den Einfluss dex stets vorhandenen Streukapazität der Steuerv/icklungen gegenüber den Eisenkernen auf die Spannungsfehlaufteilung einer Thyristorkefcte zu eliminieren. Diese Aufgabe v?ird erfindungsgeijSss dadurch gelöst, dass die auf c τη Ringkern aufgebrachten Sekundärwicklungen von mindestens zv?ei Äbschirmelei2ent:eii urureben sind, wobei das erste Äbschinseleraent mit den vos Yerbindungspunkt: zweier benachbarter Gruppen; von SekxoiäärTricklUBgen abgewandten Enden der ΐ-Jicklungen verbunden ist tinc das zweite !»bschirrslenent an aesi Verbindungspuakt der beiden benachbarten Gruppen von Sekundärwickluncen angschZ-Ossen ist, un»^d dass das Verhältnis der

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Kapazität C^_n zwischen dem ersten Abs chi me le me nt und jeder Wicklung η = 1,2,3,...,In einer Gruppe von Sekundärwxcklunc&n zur Kaoazität C_o_ zvrischen dem zweiten Abschirmelement und derselben Wicklung η folgende Bedingung erfüllt: C^_n = C2_n ^fp- t wobei η vom Endpunkt einer Gruppe von VJicklungen in Richtung des Verbindungspunktes zwischen den beiden Gruppen von Sekundärwicklungen zu zählen ist.

Im folgenden v/erden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 das bekannte kapazitive Ersatzschaltbild eines mit einer Thyristorkette verbundenen Impulsübertragers,

Fig. 2I> das Schaltbild eins mit einer doppelten Abschirmung versehenen Impulsübertragers,

Fig. 2B das Ersatzschaltbild der Anordnung geinäss Fig. 2A,

Fig. 3 einen Schnitt durch den bewickelten Ringkern eines Impulsübertragers,

Fig. 4 den Aufbau eino=; Impulsübertragers gemäss einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 5 ein Diagrairjti, das die Abmessungen der Abschimelemente in Abhängigkeit von der Wickluncrsnuirjtier zeigt,

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Fig« 6 zwei verschiedene Ausführungsbeispiele a und b für den .Aufbau des Impulsübertragers,

Fig. 7 den Schnitt durch einen Inpulsübertrager gemäss einem v/eiteren Ausführungsbeispiel, und

Fig. 8 den Schnitt durch einen Inpulsübertrager gemäss einem letzten Ausführunasbeispiel.

Zur Steuerung von mehreren in Reihe geschalteten Thyristoren eines gesteuerten Thyristor-Gleichrichters wird ein Steuerimpulsübertrager verwendet. Der üebertrager besteht im allgemeinen aus einem Kabel, über das eine /Anzahl bewikkelter Ringkerne geschoben ist. Jeder Ringkern trägt eine Anzahl Sekundärwicklungen, z.B. 28 Stück, von denen jede V7ickiur-q zur Steuerung eines Thyristors verwendet wird. Jede Sekundärwicklung hat eine Kapazität gegen den Ringkern, der'zwerckmüssigerweise auf mittlerem Spannungspotential liegt.

Das entsprechende Kapazitätsersatzschaltbild einer solche^ Anordnung zeigt Fig. 1. Die Kapazitäten zwischen den Wicklungen und dem Ringkern verursachen eine Spannungsfehlverteilun: der Thyristorsäule, die umso grosser ist, je grosser das Verhältnis Querkapaaität C_g zu Längskapazität C_L ist. Diese Spannungs- bzw. du/dt-Fehlaufteilung soll möglichst klein bleiben und z.B. den X-7ert von 30% nicht überschreiten, auch -wenn die Längskapazität C_L der "Thyristoren 1 relativ klein

ist:. Dies lasst: sich dadurch erreichen, dass die Singkerne TTiT f- zv?ei Schinrsn "^ersehen sind·

Fig. 2 zeigt ein solches Beispiel. In Fio. 2A s-ind Gruopea von je sieben in Schnitt angedeuteten Steuer^-ric'"— lungen 2 und daneben die Schirrte Gezeigt. Der innere Schirn-3 Eii·: einer über den iönfanc: des Hingkernes variablen Breite schirnt cie Steuerv/icklungen nichi ^JolJLstÄndig ab, vrährend der ans sere Schirrt 4 sit kciss tan tsSr Bsslfce als Steuer= lcklungen vollständig irrzasst, Ein "eil der Kapazität der Steuert; ick lung geht auf den inneren Schirm χχηά der andere Teil auf den äusseren Schim über. Der innere Sahir»= liegt, spannung3i7Lässig auf den Potential der äiasserste« Ste<ierv;icklunc (bzw. des Thyristors) der Kette* Der Sussere Schin-i dagegsn liegt auf mittleren Potential. Der kapazitive Durchgriff des äusseren Schirmes auf die Stetserwicklungen wird von den 2msseren Wicklungen her in Richtung auf den JciscblusspunSit f-:r den 2us:5eren Schirm insner grosser.

Das kapazitive Ersatzschaltbild dieser Anordnung ist in ?i.g. 2B dargestellt. Jeder Steuervicklung sind zwei Kapazitäten zugeordnet, eine Kapazität C_1n {n = 1,2,,;, ,r:.) gegenüber de^i inneren und die andere Kapazität £-2v. se«?sn«ber den äusserc:n Schirm. Zusätzlich sind in den Ersatzschaltbild zwei weitere Kapazitäten C_al und C_a2 eingezeichnet, welche den Einfluss von gegebenenfalls vor» aussen vrirksanten Streukapazitäten darstellen. Diese Kapazitäten können die Vierte f^rir <3ie Xapszitä-

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ten C2_n beeinflussen, weshalb sie zvecknsssigerweise für äie Berechnung in diese einbezogeii werden. Die Kapazitats— werte für den inneren Schirm werden so gewählt,- dass die kapazitive Beeinflussung der Thyristorsäule durch den festen Schirnt und durch die äusseren Streukapazitäten aufgehoben V7xrd. Bei vollkoiaasnert kapazitiven Abgleich tritt keine Spannungs- bz:·;, du/dt-Fehlaufteilung Kehr auf.

Der Einfluss dieser Kapazitäten wird kompensiert durch Erfüllung folgender Bedingung:

- C_2n · —~ η - 1,2,3, »..,ei

in =

Fig. 3 und i zeigen die räumlich« Anordnung. In ¹⁷Ig. 3 ist der Ringhern im Schnitt dargestellt« Der Eisenkern 5 wird •vollständig voti zweiten Schirm 4 usigeben. Der erste Schirm 3 reicht nur teilweise vn den Eisenkern und den zweiten Schirr) 4_a Die Stettervicklumgen 2 liegen ausserhalb der beiden Schirne. Fig. 4 2ei«t die Draufsicht ßit der Lage der Schiriae und der tiieklungen. Sehr gut zu erkennen X^t₁ aas? der erste ScHirsi 3 seine Breite von t-ilcklung zu Hickluncr verändert«

Pig, S zeicht noch cinrtal die Breite 1 der Schirre in kext von den Kickluartsnü^isern £är ein konkretes Ausfährungs^ beispicl. Der ürii£an« v;urde auf eine ^hene abgewic&clfe· 2iän sieht auch hiGZ, wie die Breite I₃ des ersten Schirmes 3 nii

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der Wicklungsmnniser abnimmt, während die Breite I^ des zweiten Schirmes 4 konstant bleibt.

Fig. 6 zeigt ein weiteres Äusführungsbeispiel des ersten Schirmes 3. Dort ist als Beispiel eine DrahttjicZ-'lung angegeben, bei der die Abstände zwischen cL&n einzelnen Ivinaun— gen verändert v/erden. Säntliche VJindungen i^üssen zusätzlich miteinander leitend verbunden sein, damit keine induktiven Schleifer: entstehen. Die Ausführung a in Fig. 6 zeigt den ersten Schirnt als Drahtv/icklung, t-7ährend die Ausführung b einen Schirm ir:it sich ändernder i3reite zeigt.

Fig. 7 zeigt ein weiteres Beispiel. Hier sind die viicklungen beidseiti j von Schirmen urp^jeben. Diese Anordnung ist dann zv/el^lcmässig, v/enn die Kapazitäten der Steuer-Wicklungen nach aussen störend wirken können.

Fig. 8 zeigt eine ähnliche Ausführung v;ie Fig. 3. In Fig. 8 ist innerhalb des Ringkernes noch eine /'jDschirnung vorhanden, üeber dieser Abschirmung liegt ein v/eiterer Schirm 6, der das gleiche Potential hat wie der zweite Schirm 4. Der Einfluss der Kapazitäten der Steuerwicklungen gegen den weiteren Schirm 3 v/ird durch entsprechende Formgebung des ersten Schirmes 3 aasgeglichen. In ähnlicher /irt können auch unerwünschte äussere Kapazitäten kojTipensiert werden, z.B. von aussen anliegenden Abdeckhaube« 7.

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Durch die beschriebene Anordnung v;ird eine Verbesserung der Lcistxmgsfähigkeifc und eine Verbiiligung von Thy-riänrgleichrichtem erreicht; Durch Ver^vesäur^g äer -Schirss kann äie,_ du/dt:—Beanspruchung der Thyristoren herabgesetzt vrerden. Das baäeutets, <5as3 billigere Thyristoren und kleinere du/dt-Begrenzungsdrcsseln vem-rendet "-/eräen können.

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Claims

- S - .: 85/7O/D nsprüche:

1. -Lcpulsübertrager für einen gesteuerten Gleichrichter, mit eines Hingkern ixnä sit mindestens zwei Gruppen von als St-euerwieklungen dienenden Sekundärwicklungen.« dadurch gekennzeichnet, dass die aui" detj Ringkern aufgebrachten Sekundärwicklun gen (2) von JBindestens zwei Abschinseiesenten uiagehen sind, wobei 4as erste Ahscnirnielesent (p) mit den vom Yerbindungspun5ct zvreler benachbarter Gruppen von Sekundärwicklungen abgewandten Enden der Wicklungen verb-anden ist und das zweite Abschinselensnt {£) an cen VerbindungspunV:t der beiden benachbarten Gruppen von Sekundärwicklungen angeschlossen ist, und dass das Yerh£lt*as der Kapazität C_ " zwischen dem ersten Ab-

XXi

schircselesent (» und Jeder tfickiuiog n= 1. 2, 3 » *ei einer

Gruppe von Sekiindärwiiiklungeim zur Kapazität C₂ zwischen dem zv;eiten Abschirneleiaent {%) und derseioen Viicklung η folgende Bedingung erfüllt: C^_fl / ^2n* ^^-"¹ , wobei η vom Endpunkt einer Gruppe von Wicklungen in Richtung des Verbindangspunkt/es zviiscier» den beiden Gruppen von Sekundärwickluftgeri zu zahlen ist.

2. Inipulsübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzelctinst, dass das an den Verbirtda:jgspunkt zwischen zwei benachbarten Gruppen von Sekixndärwiek!ung3n angeschlossene zweite AbschinriSlement konstante, die kapazitive Wirkung beeinflussende Abmessungen aufweist.

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3- Impulsübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Abschirmelemerit (3), welches mit den vom Verbindungspunkt. zweier benachbarter Sekundärwicklungen abgewandtenEnden der beiden Sekundärwicklungen verbunden ist, eine sich mit der Windungszahl u ändernde, die kapazitive Wirkung beeinflussende Abmessung aufweist.

4. Impulsubertrager nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, dass das erste Abschirrnelement (3) längs des Umfanges aes Ringkernes vom Anschlusspunkt des zweiten Abschirmelementes (4) ausgehend sich verbreiternd ausgeführt ist»

5· Inipulsübertrager nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass das erste Abschirmelfement (3) als zusätzliche Wicklung um den Ringkern ausgeführt ist, wobei sich diese Wicklung mindestens über eine Gruppe der Sekundärwicklungen erstreckt, und dass zwischen je zwei benachbarten Sekundärwicklungen die Windungsz.ihl aer- zusätzlichen Wicklung vom Anschlusspunkt des zweiten Abschirmelernente (i.) ausgehend ansteigt*

6* Impulsübertrag'?!* nach Einspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und aas zweite Abschirme!fojent (3, ^) zwischen den

i/z) und de« Ritigy.em (5) angeordnet sind.

7- Itfpulsübertr^ger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, <2ass

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das erste AbschirraeXement (^) den Sekundärwicklungen und das zweite Abschirmelement (H) dem Ringkern '3) benachbart sind.

8. Impulsübertrager nach Aiiispru-'h 7* dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliche Teile der Abschirreeiersente (>* ^) awsserhalb der Sekundärwicklungen angeordnet sind.

9. Impulsübertrager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ausserhalb der Sekundärwicklungen (2) ein vieit@res Abschirmelement (6) angeordnet istj, das mit dem zweiten; Abschirmelement. (4) elektrisch verbunden ist.

Aktiengesellschaft BROWN, BO^SRI & CIh.

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