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DE7033044U - PULSE TRANSMITTER FOR A CONTROLLED RECTIFIER. - Google Patents

PULSE TRANSMITTER FOR A CONTROLLED RECTIFIER.

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DE7033044U
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Germany
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secondary windings
shielding element
pulse transmitter
windings
transmitter according
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DE7033044U
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BBC Brown Boveri AG Switzerland
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Description

85/70 Tr > I85/70 Tr> I.

Aktiengesellschaft Brown Boveri S Cie, Baden (Schweiz)Public limited company Brown Boveri S Cie, Baden (Switzerland)

Innulsubertrar-er für eir.en gesteuerten Gleichrichter Innulsubertrar-er for a controlled rectifier

Die Erfindung betrifft einen Iinpulsübertrager für einen gesteuerten Gleichrichter, rait einem Ringkern und mit mindestens zwei Gruppen von als Steuer-Wicklungen dienenden Se-•kundärwicklungen. The invention relates to a pulse transmitter for a controlled one Rectifier, rait a toroidal core and with at least two groups of secondary windings serving as control windings.

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 derVarious possibilities are known for arranging screens in the wound back cores of a control pulse transmitter. It is the object of the invention to eliminate the influence of the stray capacitance of the control windings that is always present in relation to the iron cores on the incorrect voltage distribution of a thyristor. This object is achieved according to the invention in that the secondary windings applied to the toroidal core are of at least two shield elements: the first element with the connection point: two adjacent groups; of SekxoiäärTricklUBgen ends facing away from the ΐ-Jicklungen is connected to the second tinc! is "bschirrslenent to AESI Verbindungspuakt of the two adjacent groups of Sekundärwickluncen angschZ-Ossen, un» ^ d in that the ratio of the

13.7.7O/bn -1-13.7.7O / bn -1-

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 Co_ zvrischen dem zweiten Abschirmelement und derselben Wicklung η folgende Bedingung erfüllt: C^n = C2n ^fp- t wobei η vom Endpunkt einer Gruppe von VJicklungen in Richtung des Verbindungspunktes zwischen den beiden Gruppen von Sekundärwicklungen zu zählen ist.Capacitance C ^ n between the first shielding element and each winding η = 1,2,3, ..., In a group of secondary windings to the cao capacitance C o _ between the second shielding element and the same winding η, the following condition is met: C ^ n = C2 n ^ fp- t where η is to be counted from the end point of a group of windings in the direction of the connection point between the two groups of secondary windings.

Im folgenden v/erden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.In the following, exemplary embodiments of the invention are based explained in more detail by drawings.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 das bekannte kapazitive Ersatzschaltbild eines mit einer Thyristorkette verbundenen Impulsübertragers,Fig. 1 shows the known capacitive equivalent circuit diagram of a with a pulse transformer connected to a thyristor chain,

Fig. 2I> das Schaltbild eins mit einer doppelten Abschirmung versehenen Impulsübertragers,Fig. 2I> the circuit diagram of a pulse transformer provided with a double shield,

Fig. 2B das Ersatzschaltbild der Anordnung geinäss Fig. 2A,FIG. 2B shows the equivalent circuit diagram of the arrangement according to FIG. 2A,

Fig. 3 einen Schnitt durch den bewickelten Ringkern eines Impulsübertragers,3 shows a section through the wound toroidal core of a pulse transformer,

Fig. 4 den Aufbau eino=; Impulsübertragers gemäss einem ersten Ausführungsbeispiel,Fig. 4 shows the structure of a =; Pulse transmitter according to a first embodiment,

Fig. 5 ein Diagrairjti, das die Abmessungen der Abschimelemente in Abhängigkeit von der Wickluncrsnuirjtier zeigt,Fig. 5 is a Diagrairjti showing the dimensions of the shielding elements depending on the winding animal shows

-2--2-

φ * aφ * a

Fig« 6 zwei verschiedene Ausführungsbeispiele a und b für den .Aufbau des Impulsübertragers,6 shows two different embodiments a and b for the construction of the pulse transmitter,

Fig. 7 den Schnitt durch einen Inpulsübertrager gemäss einem v/eiteren Ausführungsbeispiel, und7 shows the section through a pulse transmitter according to a further embodiment, and

Fig. 8 den Schnitt durch einen Inpulsübertrager gemäss einem letzten Ausführunasbeispiel.8 shows the section through a pulse transmitter according to a final example.

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.For controlling several thyristors connected in series a controlled thyristor rectifier, a control pulse transmitter is used. The transmitter exists generally from a cable over which a / number of wrapped Toroid is pushed. Each toroid has a number of secondary windings, e.g. 28 pieces, each of which V7ickiur-q is used to control a thyristor. Every Secondary winding has a capacity against the toroidal core, der'zwerckmüssigerweise on medium voltage potential lies.

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 Cg zu Längskapazität CL 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 CL der "Thyristoren 1 relativ kleinThe corresponding capacitance equivalent circuit diagram of such an arrangement is shown in FIG. 1. The capacitances between the windings and the toroidal core cause a voltage maldistribution: the thyristor column, which is greater, the greater the ratio of transverse capacitance C g to longitudinal capacitance C L. This voltage or dv / dt incorrect division should remain as small as possible and should not exceed, for example, the X-7ert of 30%, even if the series capacitance C L of the "thyristors 1" is relatively small

ist:. Dies lasst: sich dadurch erreichen, dass die Singkerne TTiT f- zv?ei Schinrsn "^ersehen sind·is:. This can be achieved through the fact that the Singkerne TTiT f- zv? Ei Schinrsn "^ can be seen ·

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.Fig. 2 shows such an example. In Fio. 2A s-ind group of seven control lungs 2 each indicated in section, and next to it the harnesses. The inner harness is shown JolJLstAndig from, while the at the front desk 4 sit kciss tan tsSr Bsslfce as tax = lapses completely erased, part of the capacity of the controls; ick lung goes over to the inner screen χχηά the other part to the outer screen. The inner Sahir "= lies, voltage3i7Lässig at the potential of the outermost" Ste <ierv; icklunc (or the thyristor) of the chain * The outer Schin-i, on the other hand, lies at medium potential. The capacitive penetration of the outer screen on the steady windings is from the 2 ms seren windings in the direction of the jciscblusspunSit for the 2us: 5er screen inside greater.

Das kapazitive Ersatzschaltbild dieser Anordnung ist in ?i.g. 2B dargestellt. Jeder Steuervicklung sind zwei Kapazitäten zugeordnet, eine Kapazität C1n {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 Cal und Ca2 eingezeichnet, welche den Einfluss von gegebenenfalls vor» aussen vrirksanten Streukapazitäten darstellen. Diese Kapazitäten können die Vierte frir <3ie Xapszitä-The capacitive equivalent circuit diagram of this arrangement is shown in FIG. 2B. Two capacities are assigned to each control winding, one capacity C 1n {n = 1,2 ,,;,, r :.) opposite the inner and the other capacity £ -2v. se «? sn« over the outer screen. In addition, two further capacitances C al and C a 2 are shown in the equivalent circuit diagram, which represent the influence of any stray capacitances that may have an external effect. These capacities can the Fourth f r ir <3ie Xapszitä-

-4--4-

85/7085/70

■ a■ » · * · a*■ a ■ »· * · a *

it*«··*· /Iiit * «·· * · / Ii

ten C2n 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.ten C2 n , which is why they are expediently included in this calculation for the calculation. The capacitance values for the inner screen are selected in such a way that the capacitive influence on the thyristor column by the fixed screen and by the external stray capacitances is canceled out. With a fully capacitive adjustment, there is no voltage or · ;, dv / dt incorrect distribution.

Der Einfluss dieser Kapazitäten wird kompensiert durch Erfüllung folgender Bedingung:The influence of these capacities is compensated by fulfillment following condition:

- C2n · —~ η - 1,2,3, »..,ei- C 2n · - ~ η - 1,2,3, ».., ei

in =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) 4a 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« 3 and i show the spatial arrangement. In 17 Ig. 3 Ringhern is shown in section "The iron core 5 is usigeben • completely voti second screen. 4 The first shield 3 extends only partially vn the iron core and the second Schirr) 4 a The 2 Stettervicklumgen lie outside of the two Schirne. Fig. 4 shows the top view with the position of the shields and the doors. Very easy to see X ^ t 1 aas? the first Schirsi 3 changed its width from t-ilcklung to hickluncr "

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 Pig, S shows the width 1 of the harness in kext of the Kickluartsnu ^ isern £ for a concrete example. The ürii £ an «v; urde bent on a straight line also looks like the width I 3 of the first screen 3 nii

Öt>//Ü 'Öt> // Ü '

* ■ 1 s* ■ 1 s

_ a_ a

der Wicklungsmnniser abnimmt, während die Breite I^ des zweiten Schirmes 4 konstant bleibt.the winding thickness decreases, while the width l ^ of the second Screen 4 remains constant.

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.6 shows a further exemplary embodiment of the first screen 3. There a wire connection is given as an example, in which the distances between cL & n individual screens are changed. All of the connections must also be conductively connected to one another so that no inductive wipers arise. The embodiment a in Fig. 6 shows the first shield as a wire winding, while the embodiment b shows a shield with changing width.

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. 7 shows another example. Here are the developments on both sides of screens urp ^ jeben. This arrangement is then the capacities of the control windings are allowed can have a disruptive effect on the outside.

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.Fig. 8 shows a similar embodiment to Fig. 3. In Fig. 8 there is still a shielding inside the toroidal core, over this shielding is a further shield 6, which has the same potential as the second shield 4 The influence of the capacities of the control windings against the further screen 3 is compensated for by corresponding shaping of the first screen 3. In a similar way, undesired external capacitances can also be co-compensated, for example from the covering hood 7 attached to the outside.

85/7085/70

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.The described arrangement improves the Lcistxcapability and a discount for thyrian rectifiers achieved; By ver ^ vesäur ^ g äer -Schirss aie, _ du / dt: - the stress on the thyristors is reduced. The baäeutets, <5as3 cheaper thyristors and smaller du / dt limiting drcsseln vem-rendet "- / can era.

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Claims (9)

- S - .: 85/7O/D nsprüche:- S -.: 85 / 7O / D nproves: 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-1. Pulse transformer for a controlled rectifier, with a hanging core ixnä sit at least two groups of secondary windings serving as secondary windings. «Characterized in that the secondary windings (2) applied to the outer ring core by at least two cut-off elements are underneath, with 4as first Ahscnirnielesent (p) with the zvreler adjacent groups facing away from the Yerbindungspun5ct of secondary windings ends of the windings is verb-operand and the second Abschinselensnt {£) to cen VerbindungspunV: t of the two adjacent groups being connected by secondary windings, and that the Yerh £ lt * as the capacity C_ "between the first XXiXXi schircselesent (» und Jeder tfickiuiog n= 1. 2, 3 » *ei einerschircselesent (»and each tfickiuiog n = 1. 2, 3» * ei one 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.Group of secondary windings for the capacity C 2 between the second shielding element (%) and the second winding η fulfills the following condition: C ^ fl / ^ 2n * ^ - " 1 , where η is from the end point of a group of windings in the direction of the connection point / es zviiscier »is to be paid to the two groups of secondary winds. 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.2. pulse transmitter according to claim 1, characterized gekennzelctinst that that at the Verbirtda: jg point between two neighboring groups Second parting element attached by Sekixndärwiek! ung3n constant dimensions influencing the capacitive effect having. - 9 - : : 85/70 j - 9 -: 85/70 j 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.3- pulse transmitter according to claim 1, characterized in that the first shielding element (3) , which with the from the connection point. two adjacent secondary windings facing away from the ends of the two secondary windings, has a dimension that changes with the number of turns u and influences the capacitive effect. 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»4. Pulse transmitter according to claim 3> characterized in that the first shielding element (3) is designed to widen along the circumference of aes toroidal core from the connection point of the second shielding element (4) » 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*5 x Inipulsübertrager as claimed in claim 3 »that the first Abschirmelfement (3) is designed as an additional winding around the toroidal core, whereby this winding extends over at least a group of the secondary windings, and that between each two adjacent secondary windings, the Windungsz.ihl aer - additional winding increases starting from the connection point of the second shield element (i.) * 6* Impulsübertrag'?!* nach Einspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und aas zweite Abschirme!fojent (3, ^) zwischen den6 * impulse transfer '?! * According to objection 1, characterized in that the first and second shields! Fojent (3, ^) between the i/z) und de« Ritigy.em (5) angeordnet sind. i / z) and de « Ritigy.em (5) are arranged. 7- Itfpulsübertr^ger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, <2ass7- Itfpulsübertr ^ ger according to claim 6, characterized in that <2ass "-•10 -■* " 85/70 m"- • 10 - ■ *" 85/70 m das erste AbschirraeXement (^) den Sekundärwicklungen und das zweite Abschirmelement (H) dem Ringkern '3) benachbart sind.the first shielding element (^) the secondary windings and the second shielding element ( H) the toroidal core '3) are adjacent. 8. Impulsübertrager nach Aiiispru-'h 7* dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliche Teile der Abschirreeiersente (>* ^) awsserhalb der Sekundärwicklungen angeordnet sind.8. Pulse transmitter according to Aiiispru-'h 7 * characterized in that that additional parts of the Abirreierente (> * ^) awsserhalb the secondary windings are arranged. 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. 9. Pulse transmitter according to claim 6, characterized in that outside the secondary windings (2) a vieit @ res shielding element (6) is arranged, which is connected to the second; Shielding element. (4) is electrically connected. Aktiengesellschaft BROWN, BO^SRI & CIh. Public limited company BROWN, BO ^ SRI & CIh. 703304« 10.8.72703304 «8/10/72
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