DE1538099C - Anordnung zur Zündung eines elektrischen Ventils, insbesondere eines Thyristors - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Zündung eines elektrischen Ventils, insbesondere eines Thyristors, dem eine Reihenschaltung eines Beschaltungskondensators mit einem Beschaltungswiderstand zugeordnet und dessen Sperrspannung als Ladespannung für einen Impulsköndensator vorgesehen ist, dessen Entladestrom über ein kontaktloses Schaltelement den Thyristor zündet.

Es ist bekannt, zur Erzeugung von Zündimpulsen für zündstiftgesteuerte Entladungsgefäße einen Impulskondensator vorzusehen, der von einer Wechselspannungsquelle über eine Ladediode periodisch auf- . geladen 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 Gleichspannungsquelle bedeutet jedoch einen zusätzlichen Aufwand. Als Steuerwechselspannung kann auch die Sperrspannung eines zu steuernden Stromrichterventils verwendet werden, und als kontaktloses Schaltelement für die Entladung des Impulskondensators kann auch eine Doppelbasisdiode oder eine Shockley-Diode vorgesehen sein. Diese bekannten Anordnungen haben aber den Nachteil eines begrenzten Steuerbereiches, weil ein ausreichender Sicherheitsabstand von den Nulldurchgängen der Wechselspannung eingehalten werden muß.

Es ist weiterhin aus der Patentschrift Nr. 17 628 des Amtes für Erfindung und Patentwesen in Ost-Berlin bekannt, zur Ladung eines für die Stoßmagnetisierung von Dauermagneten vorgesehenen Impulskondensators . eine ,■■ Spannungsverdopplerschaltung einzusetzen. Zwar wird der Entladestrom des Impulskondensators durch ein steuerbares Ventil freigegeben, die Sperrspannung dieses Ventils jedoch nicht als Steuerspannungsquelle benutzt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, bei einer Anordnung der eingangs genannten Art bereits vor dem Nulldurchgang der Sperrspannung eine ausreichende Steuerspannung sicherzustellen.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß eine Ergänzung zu einer Spannungsverdopplerschaltung derart vorgesehen ist, daß parallel zur Anoden-Kathoden-Strecke des elektrischen Ventils (2) eine Reihenschaltung, bestehend aus den Beschaltungselementen, einer Ladediode und dem Impulskondensator, geschaltet ist, daß der Beschaltungskondensator als Schubkondensator der Spannungsverdopplerschaltung vorgesehen ist und daß der Reihenschaltung von Ladediode und Impulskondensator eine Sperrdiode parallel geschaltet ist.

In einer derartigen Schaltung hat der ImpuJskondensator bereits in den Nulldurchgängen der Eingangswechselspannung eine zur Impulsbildung aus- reichende Spannung. Die Anordnung ermöglicht somit die Erzeugung von Impulsen in einem Bereich, der größer ist als 180° der Eingangswechselspannung.

An Hand der Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert. Die Fig. 1 zeigt eine Anordnung zur Spannungsverdopplung mit einem Hilfsthyristor als kontaktloses Schaltelement. Die F i g. 2 zeigt eine Anordnung zur Zündung eines elektrischen Ventils mit einer Spannungsverdopplerschaltung gemäß Fig. 1 und mit einem lichtgesteuerten Thyristor als kontaktloses Schaltelement.

Gemäß Fig. 1 ist eine Wechselspannungsquelle mit einer Wechselspannung U_w zwischen den Klemmen R und O einer Spannungsverdopplerschaltung mit einem Schubkonderisator 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 U_A.

/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, Vψ wird der Schubkondensator 4 auf den Scheitelwert der Eingangswechselspannung U_w aufgeladen. Eine Entladung in der folgenden Halbwelle wird durch die Sperrdiode 5 verhindert, so daß die Kathode der Sperrdiode 5 immer mindestens das Potential der Eingangsklemme O hat. In der folgenden Halbwelle wird die Ladung über die Lade- ( diode 6 zum Impulsköndensator 7 abgeleitet. Am Im- ^* pulskondensator 7 liegt somit eine pulsierende Gleichspannung, die beim Scheitelwert der positiven Halbwelle der Eingangswechselspannung i/_r den doppelten Betrag dieser Eirigangsspannung U_w und beim negativen Scheitelwert der Eingangswechselspannung den Betrag 0 und in den Nulldurchgängen der Eingangswechselspannung U_w 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.

F i g. 2 zeigt eine Anordnung zur Zündung eines elektrischen Ventils 2, das beispielsweise eine Spannung mit einem Scheitelwert von 400 V sperren soll und vorzugsweise ein Thyristor ist. Diesem Thyristor ist in bekannter Weise ein /?C-Glied mit einem Kondensator 4 mit einer Kapazität von beispielsweise etwa 2 μΡ und ein Widerstand 3 von etwa 20 Ohm zugeordnet. 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 Hauptelektrode des Thyristors 2 angeschlossen. In Reihe mit der Steuerstrecke des Thyristors 2 und dem als kontaktloses Schaltelement vorgesehenen Hilfsthyristor 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 20 μΡ haben soll, ist ferner eine Zenerdiode 11 mit einer Zenerspannung von beispielsweise 40 V sowie ein i?C-Glied mit einem Kondensator 14 mit einer Kapazität von etwa 2 μΡ und einem Widerstand 13 von etwa 10 Ohm parallel geschaltet. Der Hilfsthyristor 15 soll beispielsweise 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 ermöglicht den Betrieb des Thyristors 2 auf einem hohen Potential von beispielsweise 100 kV. Zur Verminderung

der Sperrspannung für den Hilfsthyristor 15 kann 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 die Betriebsspannung für den Hilfsthyristor 15 nahezu frei%ewählt und somit ein Thyristor oder ein entsprechendes Schaltelement, beispielsweise ein Transistor, mit entsprechend geringer Sperrspannung verwendet werden. Das i?C-Glied 13,14 kann vorzugsweise so bemessen sein, daß der Kondensator 14 beim Zünden des Hilfsthyristors 15 mit eirier kleinen Zeitkonstante und einer verhältnismäßig großen Amplitude von beispielsweise 3 Ampere entladen wird. Der Zündstrom über die Steuerelektrode 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 übrige Form des Ausgangsimpulses im wesentlichen durch den-Entladewiderstand 10 in Verbindung mit der Zenerdiode 11 bestimmt. Zu diesem Zweck kann der Kondensator 14 vorzugsweise weniger als die halbe Kapazität, insbesondere etwa 10 bis 20% der Kapazität des Impulskondensator 7, erhalten.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Zündung eines elektrischen Ventils, insbesondere eines Thyristors, dem eine Reihenschaltung eines Beschaltungskondensators mit einem Beschaltungswiderstand zugeordnet und dessen· Sperrspannung als Ladespannung für einen Impulskondensator vorgesehen ist, dessen Entladestrom über ein kontaktloses Schaltelement den Thyristor zündet, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ergänzung zu einer Spannungsverdopplerschaltung derart vorgesehen ist, daß parallel zur Anoden-Kathoden-Strecke des elektrischen Ventils (2) eine Reihenschaltung, bestehend aus den Beschaltungselementen (3, 4), einer Ladediode (6) und dem Impulskondensator (7), geschaltet ist, daß der Beschaltungskondensator (4) als Schubkondensator der Spannungsverdopplerschaltung vorgesehen ist und daß der Reihenschaltung von Ladediode (6) und Impulskondensator (7) eine Sperrdiode (5) parallel geschaltet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung der Spannung des Impulskondensators (7) eine Zenerdiode (11) vorgesehen ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulskondensator (7) mindestens den doppelten, insbesondere den zehnfachen Betrag der Kapazität des Schubkondensators (4) hat.

4. Anordnung nach,.einem der,Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als kontaktloses Schaltelement ein Hilfsthyristor (15) vorgesehen ist und daß der Reihenschaltung von Hilfsthyristor (i5) und Steuerstrecke des Ventils (2) ein RC-Glied (13, 14) parallel geschaltet ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität des Kondensators (14) des jRC-Gliedes weniger als die Hälfte, insbesondere weniger als ein Fünftel der Kapazität des Impulskondensators (7) beträgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen