Application Manual Power Semiconductors - Deutsche ... - Semikron

4 Applikationshinweise für Thyristoren und Netzdioden
Parallelgeschaltete Thyristoren
Wegen der unvermeidlichen Streuung der Zündverzögerungszeiten, die sich auch durch kräftige
Zündimpulse mit steiler Anstiegsflanke nicht unter einen bestimmten Wert reduzieren lässt, zünden
parallelgeschaltete Thyristoren niemals gleichzeitig. Man muss deshalb bei parallelgeschalteten
Thyristoren durch geeignete Maßnahmen verhindern, dass sich über den zuerst durchzündenden
Thyristor außer seinem eigenen auch sämtliche Beschaltungskondensatoren der übrigen
Thyristoren entladen, was zur Zerstörung führen könnte. Hinweise hierzu sind in den nachfolgenden
Abschnitten „Ventilbeschaltung über Hilfsdioden“ und „Ventilbeschaltung mit Schaltdrosseln“
zu finden.
Halbgesteuerte Gleichrichtersätze
Die Beschaltung der Ventile in halbgesteuerten Schaltungen wird nach den gleichen Grundsätzen
vorgenommen wie bei vollgesteuerten. Insbesondere sind zur Beschaltung der Dioden die
gleichen Widerstände und Kondensatoren wie für die Beschaltung der Thyristoren zu verwenden.
Die für reine Diodenbaugruppen vorgesehenen Beschaltungselemente sind auf keinen Fall ausreichend.
Freilaufzweige
Freilaufdioden bzw. Siliziumdioden in Freilaufzweigen von steuerbaren Stromrichterschaltungen
sind ebenso zu beschalten wie die Thyristoren in den Hauptzweigen.
Bemessungsrichtlinien für Einzelbeschaltungen
Die folgenden Richtlinien für die Bemessung der Ventilbeschaltung gelten unter der Voraussetzung,
dass die Beschaltung nur vor den durch den Trägerspeichereffekt (TSE) hervorgerufenen
Überspannungen schützen soll. Müssen darüber hinaus auch energiereichere Überspannungen
bedämpft werden, wie sie z.B. beim Abschalten des leer laufenden Transformators entstehen, so
sind die Widerstände und Kondensatoren nach dem in Kap. 4.4.2.2 „Beschaltung auf der Wechselstromseite/Bemessungsrichtlinien“
angegebenen Verfahren zu berechnen.
Unter der Annahme, dass etwa die Hälfte der von der Sperrverzögerungsladung Q rr
repräsentierten
Energie in Form einer Überspannung an die Schaltung abgegeben wird, errechnen sich die
günstigsten Werte für die Kapazität und den Dämpfungswiderstand R zu
Qrr
C
L
s
R
Vv
2
C
C: Kapazität (in µF); L S
: Gesamtinduktivität im Stromkreis (in µH);
R: Widerstand (in W); V v
: Effektivwert der Anschlussspannung (in V);
Q rr
: Sperrverzögerungsladung (in µC).
Zusätzlich ist zu beachten, dass die Stromamplitude beim Entladen von C über R und den Thyristor,
die sich aus der Spannung am Thyristor zum Zündzeitpunkt und dem Widerstandswert von
R ergibt, nicht größer als 50 A sein soll. Unter Umständen muss daher R etwas größer gewählt
werden als sich aus obiger Gleichung ergibt. Die Dämpfung der Überspannungen ist dann naturgemäß
etwas ungünstiger.
Die Verlustleistung P R
im Dämpfungswiderstand R ergibt sich aus der Formel
2
PR
2 VV
Qrr
f k1
C
VV
f
k 1
= 0 für Ventile in ungesteuerten Gleichrichterschaltungen
k 1
= 2·10 -6 für Ventile in gesteuerten Ein- und Zweipuls-Mittelpunktschaltungen sowie
halbgesteuerten Zweipuls-Brückenschaltungen und Wechselwegschaltungen
k 1
= 3·10 -6 für Ventile in gesteuerten Drei- und Sechspuls-Mittelpunktschaltungen sowie
vollgesteuerten Zweipuls-Brückenschaltungen und Wechselwegschaltungen
k 1
= 4·10 -6 für Ventile in gesteuerten Sechspuls-Brückenschaltungen
Q rr
: Sperrverzögerungsladung (in C; nicht µC!)
V v
: Effektivwert der Anschlussspannung (in V)
f: Betriebsfrequenz (in Hz)
C: Kapazität (in µF)
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