CIRCUIT FOR THE CONSISTENT DOUBLE-PULSE IGNITION OF A THYRISTOR BRIDGE FOR BOTH DIRECTIONS OF THE ROTATING FIELD

Abstract: 1. Circuit arrangement for the sequential double-pulse ignition in the case of a fully controlled thyristor bridge for both rotary field directions, which are established by the three-phase alternating voltage supplying the thyristor bridge, wherein a control transformer (1), three low-pass filters (2), three pulse control members (3) and a logic element (4) are provided, characterised in that the control transformer (1) is connected in delta formation on the generator side of the thyristor bridge and in star formation at the secondary and in that the low-pass filters (2) disposed in each phase between the secondary side of the control transformer (1) and the pulse control members (3) comprise a phase shift of 60 degrees for the main frequency supplied.

Description: Schaltungsano rdnune; zur folgericht igen Doppelimpuis- zündung bei einer Thyristorbrücke für beide Drehfeld richtr n fflen. Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur folgerichtigen Doppelimpulszündung bei einer Thyristorbrücke für beide Drehfeldrichtungen, die von der die mehrphasigen vollgesteuerten Thyristorbrücke anspeisenden dreiphasigen Wech seispannung festgelegt ist, wobei ein Steuertrafo, drei Tiefpassfilt er, drei Impuis-Steuersätze und eine Verknüpfungslogik vorgesehen sind. Für den Startvorgang und im lückenden Betrieb benötigt eine vollgesteuerte Thyristorbrückenschaltung Doppelzündimpulse. Das bedeutet, dass zum Hauptimpuls des Thyristors ein später folgender Impuls notwendig ist, um im Zeitpunkt der Kommutierung die benötigten Thyristoren leitend zu machen. Bei einer dreiphasigen Drehstrombrücke muss daher der zweite Impuls um 600 später folgen. Bei einem rechtsdrehenden Drehfeld der anspeisenden mehrphasigen Wechselspannungswie es die Vorschriften vorschreiben, muss z.B. bei der dreiphasigen Drehstrombrücke der Thyristor P seinen zweiten Impuls gleichzeitig mit dem Zündimpuls des Thyristors T bekommen. Es ist daher üblich, den Zündimpuls von T als zweiten Impuls für R+ zu verwenden. Diese sogenannte Doppel zündimpulsverknüpfung kann in einer Diodenmatrix erfolgen, welche aber nur für eine bestimmte Drehrichtung der anspeisenden mehrphasigen Wechselspannung richtig funktioniert. Sollte die Drehfeldrichtung der anspeisenden Wechselspannung unbekannt sein, so kommt es bei falscher Doppelzündimpuis- verknüpfung auf alle Fälle zu Fehlzündungen der Thyristoren, da die Doppelzündimpulse zu völlig anderen Zeitpunkten auftreten, wie bei einer dreiphasigen vollgesteuerten Drehstrombrücke, z.B. 600 vor dem Zündimpuls. Dadurch funktioniert die Steuerung der gleichgerichteten Wechselspannung nicht mehr. Bei Anlagen oder Geräten, welche vollkommen verdrahtet aufgestellt werden, muss die anspeisende mehrphasige Wechselspannung nach den Vorschriften bereits im Stecker für rectsläufiges Drehfeld verdrahtet sein, dadurch kann die Doppelzündimpulszuordnung zur Thyristorbrücke bereits auf Rechtsdrehfeld ausgelegt sein. Weiters ist anzunehmen, dass bei Anlagen oder Geräten, welche von Fachleuten vollkommen verdrahtet aufgestellt oder von ihnen verwendet werden, keine Fehlimpulse durch Unkenntnis der Drehfeldrichtung der anspeisenden mehrphasigen Wechselspannung oder durch unsachgemässe Handhabung, zu den Thyristoren gelangen. Wird aber nun ein Gerät oder eine Anlage mit einer vollgesteuerten Thyristorbrücke nicht im stationären Betrieb, also vollständig in eine Anlage integriert und weiters auch noch von Nichtfachleuten bedient, so sind Fehlfunktionen durch Unkenntnis gewisser Kriterien sehr leicht möglich. Dies ist vor allem auf Baustellen, wo man nicht annehmen kann, dass alle Anspeisungen auf den verschiedensten Steckern in einer bestimmten Drehfeldrichtung, z.B. im Rechtsdrensinn verdrahtet sind, besonders kritisch. Es wird daher in einzelnen Anlagen zur Änderung der Drehrichtung des Drehstromfeldes ein Phasenwendeschalter vorgesehen. Mit diesem werden bei einem dreiphasigen Wechselstromnetz von Hand aus zwei Phasen vertauscht, wa-s mit einer Änderung der Drehrichtung des Drehstrornfeldes ident#sch ist. Diese Art der Anpassung der anspeisenden Wechselspannung an den Thyristorsatz hat jedoch den Nachteil, dass im Leistungsteil der Anlage eingegriffen werden muss und weiteres erfolgt die Umschaltung nicht selbständig. Eine andere Möglichkeit, welche am häufigsten angewendet wird, ist ganz einfach das Vorschreiben des Rechtsdreh feldes der mehrphasigen Wechselspannung beim Anschluss der Anlage zur Gewährleistung einer fehlerfreien Funk tion. Wie schon erwähnt wurde, ist dies aber auf Baustellen nicht leicht möglich bzw. oft überhaupt nicht realisierbar * Beide letzgenannten Varianten zum Zustandekommen einer fehlerfreien Funktion einer mehrphasigen Thyristorbrücke fallen aber weg, wenn angenommen werden muss, dass das verwendete Gerät von Nichtfachleuten bedient wird und weiters nicht stationär angeschlossen ist, sondern den Standort ständig verändern muss. Es ist aus der DE-OS 2 830 439 bekannt, zwei Dioden matrizen für beide Drehfeldrichtungen vorzusehen. Nachteilig ist die umfangreiche Schaltung zur Erfassung der anliegenden Drehfeldricnsvung die die entsprechende Diodenxnatrix aktiviert. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt daher darin, eine Schaltung zu schaffen, welche die-- Doppelzündimpuis verknüpfung für die verschiedenen Drehrichtungen der eine vollgesteuerte Thyristorbrücke anspeisenden mehrphasigen Wechselspannung selbständig und ohne äussere Eingriffe richtig durchführt. Die Aufgabe wird. erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Steuertrafo an der Speiseseite der Thyristorbrücke in Dreieck und sekundär in Stern geschaltet ist und dass die in jeder Phase zwischen der Sekundärseite des Steuertrafos und den Imouls-Steuersätzen liegenden Tiefpassfilter für die speisende Netzfrequenz eine Phasenverschiebung von 600 aufweisen. Vorteilhaft ist, dass eine umfangreiche Elektronik zur Erfassung der Drehfeldrichtung und eine der Diodenmatrixen entfallen. Die Tiefpassfilter müssen immer zur Siebung von Hochfrequenzstörungen und von Oberwellen vorhanden sein. Durch die hier gewählte, viel grössere Phasenverschiebung von 600 kann zusammen mit der gewählten Schaltgruppe des Steuertrafos eine wesentlich vereinfachte Drehrichtungs unabhängigkeit erzielt werden. Die Tatsache beruht darauf, dass die ODER-Verknupfung zur Folgeimpulsbildung die Möglichkeit schafft, jene Gittersteuereinheit, die bei positiver Drehrichtung den Folgeimpuls an den Eingang des ODER-Gatters geliefert hat, bei negativer Drehrichtung den Hauptimpuls liefern zu lassen. Das Zusammenspiel des Steuertrafos und des nachgeschalteten Tiefpasses soll in der Weise vor sich gehen, dass eine bestimmte Gittersteuereinheit einem bestimmten Thyristor bei einer Drehrichtung einen Folgeimpuls, bei der entgegengesetzten jedoch einen Hauptimpuls liefert. Nachstehend wird gezeigt, dass diese Forderung hinreichend ist, um sicherzustellen, dass bei einer, für eine bestimmte Drehrichtung funktionierenden Folgeimpulsverknüpfung sich nach Veränderung der Drehrichtung wieder ein passendes Impulsmuster ergibt. Wie ja bekannt, bedeutet eine Vertauschung der Anspeisung an zwei klemmen eines Drehstromsystems eine Umkehr der Drehrichtung bei gleichbleibender Klemmenbezeichnung, was einen Umlauf desselben Zeigerdiagrainnis im Uhrzeigersinn bei gleicher Bezeichnung der Klemmenspannungen entspricht. Hervorzuheben ist dabei, dass durch die Vertauschung des Drehsinns des Zeigerdiagrainnis eine bestimmte Spannung U1, die einer anderen Spannung U2 zuerst um einen Winkel SO 12 vorgeeilt ist, dieser dann um denselben Winkel nacheilt. Die Schaltgruppe des Steuertrafosadie ja die Phasenlage der Filtereingangsspannungen zu den Eingangsspannungen der Drehstrombrücke festlegt, entspringt also einem gewissen Phasenwin kel dieser Spannungen zueinander, der bei Drehrichtungsumkehr sein Vorzeichen wechselt. Anders verhält sich die Phasenverschiebung der Filter: Sie drehen die angebotene Spannung unabhängig von der Drehrichtung immer um denselben Winkel ssF derart, dass z.B. ein positiver Span nungsnulidurchgang am Filtereingang einen um YF in Richtung der fortschreitenden Zeit verschobenen positiven Spannungsnulldurchgang an seinem Ausgang bewirkt. Denkt man sich die Zeit nun statt nach rechts nach links fortschreitend, so wird ein negativer Spannungsnulldurchgang zu einem positiven, (bezüglich der Wirkungsweise der Gittersteuerbausteine, die bei positiven Nulldurchgängen ihre Zeitmarken für &alpha; = 0 setzen, entspricht eine Drehrichtungsumkehr also einer Phasendrehung um 180 ), weiters wird ein Abkommutierungspunkt zu einem natür chen (Auf-i Kommutierungspunkt. Es ist auch klar, dass das für nach rechts fortschreitende Zeit notwendige Zündimpuismuster nur um 600 elektrisch nach rechts verschoben zu werden braucht, um ein passendes Impulsmuster für nach links fortschreitende Zeit zu ergeben. Für nach rechts fortschreitende Zeit bedeutet aber die Verschiebung des Folgeimpulses um 60 nach rechts die Verschie- bung auf den Abkommutierungspunkt. Dieser wird für nach links fortschreitende Zeit zum Aufkommutierungspunkt, der Zündimpuls also zum Hauptimpuls. Gelingt es aber, den Zündimpuls, den ein bestimmter Gittersteuerbaustein an eInen bestimmten Zündverstärker bringt, durch geeignete Phasenverschiebungen zufolge geeigneter Schaltgruppe und Fiiterphasendrehung um 600 nach rechts zu verschieben, so muss das für alle Zündimpulse gelten, da die Schaltgruppe und Filterphasenverschiebungen ja für alle vorkommenden Spannungen gemeinsam wirksam sind, es würde also das für die veränderte Drehrichtung erforderliche-Impuls- muster hergestellt. Die nähere Erläuterung der Erfindung erfolgt an Hand der Zeichnung Fig. 1 zeigt das Prinzipschaltbild und Fig. 2 das Zeitdiagramm der Doppelzündimpulse. In Fig. 1 erfolgt die netzseitige dreiphasige Speisung an den Klemmen R,S,T. Daran sind der Steuertrafo 1 und eine Ausfübrungsform einer vollgesteuerten Thyristorbrücke mit den Thyristoren R+, R#, Sf, S-, T+, T angeschaltet. Der Steuertrafo 1 trennt galvanisch die Speiseseite von der Steuerelektronik. Die drei Tiefpassfilter 2 dienen zur Siebung störender Hochfrequenzeinstreuungen von Oberwellen. Durch die Dimensionierung auf eine Phasenverschiebung von 600 zusammen mit der Phasendrehung von 300 im Steuertrafo wird, wie sich auch mathematisch beweisen lässt, eine Drehrichtungsunabhängigkeit erzielt.

Claims: Patentanspruch Schaltungsanordnung zur folgerichtigen Doppelimpulszündung bei einer Thyristorbrücke für beide Drehfeldrichtungen, die von der die mehrphasigen vollgesteuer ten Thyristorbrücke anspeisenden, dreiphasigen Wechsel Spannung festgelegt ist, wobei ein Steuertrafo, drei Tiefpassfilter, drei Impuls-Steuersätze und eine Ver knüpfungslogik vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuertransrormator (1) an der Speiseseite der Thyristorbrücke in Dreieck und sekundär in Stern geschaltet ist und dass die in jeder Phase zwischen der Sekundärseite desSteuertransformators (1) und den Impuis-Steuevs tzen (3) liegenden Tiefpassfil- ter (2) für die speisende Netzfrequenz eine Phasenverschiebung von 600 aufweisen.

Inventors: JELINEK, HEINRICH, DIPL.-ING.
Applicants: ELIN-UNION AKTIENGESELLSCHAFT FUR ELEKTRISCHE INDUSTRIE
Application year: 1980
Main classification: H02M1
IPC codes: H02M7