CH634446A5 - Gleichstromquelle. - Google Patents

Description

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PATENTANSPRÜCHE Stromquelle (1) zurückzugewinnen.

1. Gleichstromquelle mit einer Gleichstromdrossel, einem 7. Gleichstromquelle nach Anspruch 1, dadurch gekenn-parallel geschalteten Kondensator und einem Lastkreis, der an zeichnet, dass die Hilfsstromquelle einen an eine Wechseiden Kondensator angeschlossen ist, gekennzeichnet durch eine Stromquelle angeschlossenen Thyristorgleichrichter (83) aufDiode (21 ; 80), die in einem durch den Kondensator (4) und den 5 weist, ferner eine zwischen der Kathode der Diode (80) und der Lastkreis (7) gebildeten geschlossenen Schaltkreis mit einer Anode des Thyristorgleichrichters (83) angeordnete Serie-solchen Polarität angeordnet ist, dass sie den Entladestrom aus Schaltung mit einem GTO-Thyristor (84) und einer Drossel (85), dem Kondensator (4) sperrt, sowie durch eine Hilfsstromquelle die zwischen der Kathode des GTO-Thyristors (84) und der (20), die über der Diode (21 ; 80) derart angeordnet ist, dass ihr Anode des Thyristorgleichrichters (83) liegt, wodurch ein ein Durchlassstrom zuführbar ist, wenn der Lastkreis unter nor- io Stromkreis mit dem Thyristorgleichrichter (83) und der Diode malen Bedingungen arbeitet und das Gleichstromsignal der (80) gebildet wird, sowie einen über der Drossel (85) angeord-Gleichstromquelle zum Lastkreis fliesst, und die ferner einen neten Thyristor (86), wobei der Spannungsdetektor (25) über Spannungsdetektor (25) aufweist, welcher an den vom Konden- der Diode (80) derart angeschlossen ist, um eine an ihr auftre-sator (4), dem Lastkreis (7) und der Diode (21 ; 80) gebildeten tende Sperrspannung festzustellen und einen im Stromkreis mit geschlossenen Schaltkreis derart angeschlossen ist, um ausser- '5 dem Thyristorgleichrichter (83) und der Diode (80) fliessenden gewöhnliche Betriebsbedingungen im Lastkreis (7) festzustel- Strom aufgrund der festgestellten Spannung zu steuern und len und aufgrund des festgestellten Ergebnisses den durch die dadurch den Laststromfluss mittels der Diode (80) zu unterbre-Diode (21 ; 80) fliessenden Laststrom zu unterbrechen. chen.

2. Gleichstromquelle nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 8. Gleichstromquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsstromquelle (20) einen Thyristorgleich- 20 zeichnet, dass die Hilfsstromquelle einen Thyristorgleichrich-richter (23) aufweist, der mit einer Wechselstromquelle (1) ver- ter (83) aufweist, der an eine Wechselstromquelle angeschlos-bunden ist, sowie eine Drossel (24), die mit dem Thyristorgleich- sen ist und durch den ein Gleichstromsignal erzeugbar ist, eine richter (23) und der Diode (21) einen geschlossenen Schaltkreis Serieschaltung zwischen der Kathode der Diode (80) und der bildet, und dass der Spannungsdetektor (25) über der Diode (21) Anode des Thyristorgleichrichters (83) mit einem ersten GTO-liegt und deren Sperrspannung feststellt. 25 Thyristor (84), der mit der Kathode der Diode (80) verbunden

3. Gleichstromquelle nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ist und einer Drossel (85), die zwischen der Kathode des ersten zeichnet, dass die Diode (21) mit dem Kondensator (4) in Serie GTO-Thyristors (84) und der Anode des Thyristorgleichrich-geschaltet ist und dass der Lastkreis (7) an den Gleichstromaus- ters (83) liegt und mit dem Thyristorgleichrichter (83) und der gang der durch die Gleichstromdrossel (3) und den Kondensa- Diode (80) einen Stromkreis bildet, ferner einen zweiten GTO-tor (4) gebildeten, mit der Diode (21) verbundenen Glättungs- 30 Thyristor (87), der zwischen der Kathode des ersten GTO-Thy-schaltung angeschlossen ist ristors (84) und der Anode der Diode (80) angeordnet ist, wobei

4. Gleichstromquelle nach Anspruch 1, dadurch gekenn- der Spannungsdetektor (25) über der Diode (80) derart angezeichnet, dass die Diode (21) im Lastkreis (7) angeordnet ist, schlössen ist, um eine an ihr auftretende Sperrspannung festzu-welcher an den Gleichstromausgang der durch die Gleich- stellen und einen im genannten Stromkreis fliessenden Strom stromdrossel (3) und den Kondensator (4) gebildeten Glät- 35 aufgrund der festgestellten Spannung zu steuern und dadurch tungsschaltung angeschlossen ist. den Laststromfluss mittels der Diode (80) zu unterbrechen.

5. Gleichstromquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsstromquelle (20), zwischen die Ausgänge eines Gleichrichters (2) in Serie geschaltet, eine Diode (33) und einen ersten Thyristor (35) aufweist, die in Durchlassrichtung 40 angeordnet sind, sowie einen zweiten Thyristor (32), der mit einer dem ersten Thyristor entgegengesetzten Polarität Die Erfindung betrifft eine Gleichstromquelle mit einer angeordnet ist, ferner eine zwischen Kathode des zweiten Thy- Gleichstromdrossel, einem parallel geschalteten Kondensator ristors (32) und Anode der Diode (33) angeschlossene Serie- und einem Lastkreis, der an den Kondensator angeschlossen Schaltung mit einem Gleichstromerzeuger (31) und einer Dros- « ist.

sei (24), die einen Stromkreis zwischen dem zweiten Thyristor Bei herkömmlichen Gleichstromquellen, wie z.B. in Fig. 1

(32) und der Diode (21) bildet, sowie einen je mit den Anoden dargestellt, wird das Wechselstromausgangssignal einer Wech-des ersten und zweiten Thyristors (35,32) verbundenen Kon- selstromquelle mittels eines Thyristorgleichrichters, der die densator (34), wobei der Spannungsdetektor (25) über der Thyristoren SI bis S6 aufweist, in Gleichstrom verwandelt.

Diode (21) derart angeordnet ist, um eine auftretende Sperr- 50 Darauf werden die welligen Komponenten im Gleichstrom Spannung an ihr festzustellen und aufgrund des festgestellten mittels einer Glättungsschaltung herausgefiltert, welche eine Signals die Energie der Drossel in einer Wechselstromquelle Drosselspule und einen dazu parallel geschalteten Kondensa-( 1 ) zurückzugewinnen. tor umfasst, wonach der geglättete Gleichstrom an den

6. Gleichstromquelle nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Anschlüssen abgegeben wird. Die in Fig. 1 dargestellte zeichnet, dass die Hilfsstromquelle, zwischen die Ausgänge 55 bekannte Gleichstromquelle wird oft in der Weise verwendet, eines Gleichrichters (2) in Serie geschaltet, einen Gleichstrom- dass ihre Anschlüsse mit den Eingängen eines Stromrichters erzeuger mit Thyristor (36), einer Diode (33) und einem ersten verbunden werden, welcher Hauptthyristoren S7 bis S10 sowie Thyristor (35) aufweist, welche letztere in Durchlassrichtung die Dioden Dl bis D8 aufweist und eine Last mit Wechselstrom angeordnet sind, wobei der Thyristor des Gleichstromerzeu- speist.

gers (36) eine zum ersten Thyristor (35) entgegengesetzte Pola- 60 In solchen Fällen weist der Ausgangsgleichstrom der rität aufweist, ferner eine Drossel (24), die einen Stromkreis Gleichstromquelle mehr wellige Anteile auf, wenn der Lei-zwischen dem Gleichstromerzeuger (36) und der Diode (21) bil- stungsfaktor der Last kleiner wird. Aus diesem Grunde wird die det, sowie einen Kondensator (34), der je an die Anode des zwischen den Anschlüssen auftretende wellige Spannung ersten Thyristors (35) und den positiven Anschluss des Gleich- durch Erhöhung des Kapazitätswertes des Kondensators ver-stromerzeugers (36) angeschlossen ist, wobei der Spannungsde- 65 mindert. Es wird beispielsweise ein 100-kW-Stromrichter mit tektor über der Diode (21) derart angeordnet ist, um eine an ihr einer Gleichstromquelle der Spannung 200 V verbunden. In die-auftretende Sperrspannung festzustellen und aufgrund des fest- sem Fall muss der Kondensator eine Kapazität von etwa gestellten Signals die Energie der Drossel in einer Wechsel- 100 000 F aufweisen. Bei Gleichstromquellen mit solch grossem

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Kondensator schliessen die Anschlüsse die Thyristoren S7 und S9 oder S8 und S10 im Stromrichter kurz, wenn in diesem ein Umschaltfehler stattfindet, so dass ein übermässiger Entlade-strom in die kurzgeschlossenen Thyristoren fliesst und möglicherweise zu deren Zerstörung führt.

Ein Vorschlag zur Lösung dieses Problems findet sich in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 45134/75, wo bei einem Umschaltfehler des Stromrichters die den Stromrichter bildenden Thyristoren alle leitend gemacht werden, wodurch ein übermässiger Entladestrom aus dem Kondensator auf mehrere Strompfade verteilt und der Stromfluss durch den einzelnen Thyristor herabgesetzt wird. Bei einem weiteren Lösungsvorschlag wird eine Gleichstromsicherung zwischen dem Stromrichter und der Entladeschleife verwendet, um den Stromfluss durch diese zu beschränken.

Beim ersterwähnten Vorschlag wird eine Drossel zur Begrenzung eines übermässigen Stromflusses vom Kondensator in eine Entladeschleife benötigt sowie ein Spannungsstoss-absorber zur Dämpfung einer Spannungsspitze, die bei der Umschaltung in der Drossel entsteht. Der am Gleichstromausgang vorgesehene Kondensator setzt die Impedanz der Gleichstromquellen herab. Die Anordnung der Drossel wirkt dem Zweck der Verwendung des Kondensators entgegen. Es besteht deshalb eine Schranke für die Erhöhung der Induktivität der Drossel, so dass die Beschränkung des Entladestroms nicht ausreichend ist. Beispielsweise ist im Stromrichter von etwa 100 kW der Entladestrom 30 kA. Was den anderen Vorschlag betrifft, wurde bis anhin noch kein so schneller Schalter für sehr grosse Gleichspannungen, z.B. 1,5 bis 20 kV, entwickelt. Bei herkömmlichen schnellen Sicherungen sind mindestens 3 m/s erforderlich, bis vollkommene Absperrung erzielt worden ist und deshalb besteht die Gefahr, dass solche die Last nicht ausreichend schützen. Bei gewissen Lasten muss, wenn der Lastkurzschluss oft stattfindet, die Gleichstromquelle sofort nach 100 |o.s wieder den Betrieb aufnehmen. Gegenwärtig erhältliche Sicherungen können jedoch keine derartige Operationen ausführen. Jedenfalls waren die bisherigen Vorschläge zur Lösung des Problems, welches sich durch übermässigen Stromfluss bei einem Zwischenfall ergibt, nicht mit Erfolg anwendbar.

Es ist deshalb das Ziel der Erfindung, eine Gleichstromquelle zu schaffen, welche dazu geeignet ist, einen übermässigen Strom, der durch einen Zwischenfall, wie z.B. einen Lastkurzschluss verursacht wurde, zu begrenzen, ohne ihre normale Charakteristik zu beeinträchtigen.

Dies wird erfindungsgemäss durch eine Anordnung erreicht, die gekennzeichnet ist durch eine Diode, die in einem durch den Kondensator und den Lastkreis gebildeten geschlossenen Schaltkreis mit einer solchen Polarität angeordnet ist, dass sie den Entladestrom aus dem Kondensator sperrt, sowie durch eine Hilfsstromquelle, die über der Diode derart angeordnet ist, dass ihr ein Durchlassstrom zuführbar ist, wenn der Lastkreis unter normalen Bedingungen arbeitet und das Gleichstromsignal der Gleichstromquelle zum Lastkreis fliesst, und die ferner einen Spannungsdetektor aufweist, welcher an den vom Kondensator, dem Lastkreis und der Diode gebildeten geschlossenen Schaltkreis derart angeschlossen ist, um ausser-gewöhnliche Betriebsbedingungen im Lastkreis festzustellen und aufgrund des festgestellten Ergebnisses den durch die Diode fliessenden Laststrom zu unterbrechen.

Mit einer solchen Ausgestaltung der Gleichstromquelle erübrigt sich eine Drossel zur Beschränkung übermässiger Ent-ladeströme bei Lastkurzschluss oder ein Spannungsstossabsor-ber zur Dämpfung einer Spannungsspitze in der Drossel beim Umschalten, wie sie bei herkömmlichen Geräten vorgesehen sind. Demzufolge erlaubt die erfindungsgemässe Vorrichtung eine schnelle Entladung des parallel geschalteten Kondensators. Überdies sperrt die Gleichstromquelle einen übermässigen Strom in den über dem Kondensator liegenden Schaltkreis mittels der Diode ab.

Die Hilfsstromquelle, welche mit der Diode einen geschlossenen Schaltkreis bildet, weist vorzugsweise gesteuerte Gleichrichterelemente auf und ihre Leitung ist Tor-gesteuert.

Wenn sie in einem Hochspannungsgleichstromkreis verwendet wird, ist sie demzufolge zur schnellen Stromunterbrechung (einige zehn jxs) und zum schnellen Einschalten (einige hundert jxs) geeignet.

Nachfolgend werden anhand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltschema einer herkömmlichen Gleichstromquelle;

Fig. 2 ein Schaltschema eines Lastschaltkreises, welcher einen Stromrichter aufweist, der an die Gleichstromquelle nach Fig. 1 anschliessbar ist;

Fig. 3 ein Schaltschema einer erfindungsgemässen Gleichstromquelle;

Fig. 4 bis 9 Schaltschemata anderer erfindungsgemässer Gleichstromquellen und

Fig. 10 ein Schaltschema eines anderen Beispiels einer Hilfsstromquelle in Fig. 9.

Wie in Fig. 3 dargestellt, wird ein Dreiphasenwechselstrom-ausgangssignal der Wechselstromquelle 1 mittels eines Gleichrichters 2, der aus Thyristoren SI bis S6 besteht, in Gleichstrom umgewandelt. Der Gleichstrom gelangt über eine Gleichstromdrossel 3 zu den Anschlüssen 5 und 6. Der Thyristorgleichrichter 2 und die Gleichstromdrossel 3 sind zu einem Gleichstromkreis, der einen Kondensator 4 und eine Diode 21 aufweist, parallel geschaltet. Die Diode 21 ist so angeschlossen, dass sie den Kurzschlussstrom in der Last sperrt. Über der Diode 21 ist ein Gleichrichter 23 angeschlossen, der gesteuerte Gleichrichterelemente 26 und 27 zur Zufuhr eines Durchlassstromes über eine Drossel 24 aufweist. Der Gleichrichter 23 ist mit einem Transformator 22 verbunden, der an die Wechselstromquelle 1 angeschlossen ist. Ein Spannungsdetektor 25 zur Detektion einer durch einen Zwischenfall, wie einen Lastkurzschluss, verursachten Spannungsschwankung ist ebenfalls über die Diode 21 angebracht. Der Transformator 22, der Gleichrichter 23, die Drossel 24, die Diode 21 und der Spannungsdetektor 25 arbeiten derart zusammen, dass sie eine Hilfsstromquelle 20 bilden, welche zur herkömmlichen, in Fig. 1 dargestellten Stromquelle hinzukommt.

Bei normaler Arbeitsweise der Gleichstromquelle ist der totale Welligkeitsstrom I die Summe eines durch den Gleichrichter 2 erzeugten Welligkeitsstromes und demjenigen, der durch die Last erzeugt wird, wenn der Stromrichter 7 aus Fig. 2 mit der Vorrichtung verbunden ist. Bei einem Strom Io, der vom Gleichrichter 23 in die Drossel 24 fliesst, wird die Anode der Diode 21 auf positivem Potential und die Spannung über der Diode 21 auf etwa 1 V gehalten. Demzufolge ist die erfindungsgemässe Gleichstromquelle, bei welcher die Diode 21 in Serie zur Kapazität 4 geschaltet ist, unter normalen Betriebsbedingungen mit etwa derselben Charakteristik zu betreiben, wie die Schaltung gemäss Fig. 1, bei welcher nur der Kondensator 4 an die Last angeschlossen ist. Wenn unter diesen Bedingungen ein Zwischenfall, wie etwa ein Kurzschluss, auf der Lastseite stattfindet, wird die an der Kapazität 4 liegende Spannung mit einer solchen Polarität an die Diode angelegt, dass die Diode an ihrer Kathode positives Potential aufweist. Infolgedessen wird der Durchlassstrom der Diode 21 blockiert und der geschlossene Schaltkreis, der durch den Kondensator 4, die Diode 21 und die Last gebildet wird, unterbrochen. Deshalb besteht der Strom, welcher in den kurzgeschlossenen Teil des Lastkreises fliesst, bloss aus der Summe des Stroms durch die Gleichstromdrossel 3 und des Stroms Io, der von der Drossel 24 durch den Kondensator 4 fliesst. Diese Summe hat einen Wert, der den maximalen Lastwert unter normalen Bedingungen leicht übersteigt und

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zerstört deshalb keinesfalls die Last, d.h. z.B. die gesteuerten Gleichrichterelemente, die den Stromrichter 7 bilden. Ferner wird bei dieser Vorrichtung die über der Diode 21 liegende Spannung bei einem Zwischenfall mittels des Spannungsdetektors 25 detektiert, wobei der festgestellte Wert die Zündwinkel der gesteuerten Gleichrichterelemente 26 und 27 im Gleichrichter 23 derart beeinflusst, dass der Gleichrichter 23 entgegengesetzt arbeitet. Deshalb wird die Energie der Drossel 3 durch den Thyristorgleichrichter 2 in der Wechselstromquelle 1 wiedergewonnen. Die Energie des Kondensators 4 und der Drossel 24 wird über den Gleichrichter 23 und den Transformator 22 ebenfalls in der Wechselstromquelle 1 wiedergewonnen. In dieser Weise wird der durch den Zwischenfall verursachte Kurzschlussstrom rasch gedämpft.

Obwohl dies nicht ausdrücklich dargestellt ist, kann der Gleichrichter 23 durch eine Kombination eines Niederspannungsgleichrichters für die Diode 21 und eines Rückkopplungsgleichrichters mit erhöhter Spannung ersetzt werden, um die Energierückgewinnung zu erleichtern.

Eine weitere Ausführungsart der Erfindung ist aus Fig. 4 ersichtlich. Die Unterschiede zwischen dieser Ausführungsart und der Schaltung aus Fig. 3 sind folgende:

1. Die Diode 21 in der Hilfsstromquelle 20 ist im Laststromkreis angeordnet, und zwar mit einer solchen Polarität, dass der Entladestrom vom Parallelkondensator gesperrt ist.

2. Dazu ist die Polarität der gesteuerten Gleichrichterelemente 26 und 27 und ihr Anschluss geändert worden und anstelle des Thyristorgleichrichters 2 wird ein Diodengleichrichter 28, der die Dioden Dl bis D6 besitzt, verwendet.

Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 4 wird der durch die Drossel 24 fliessende Strom Io etwas grösser gewählt, als der maximale Laststrom einschliesslich des Welligkeitsstromes, der durch den Lastschaltkreis fliesst. Der übermässige Strom, welcher bei Lastkurzschluss in den Lastkreis fliesst, wird mittels der Diode 21 gesperrt, so dass der Strom, welcher in den kurzgeschlossenen Teil fliesst, auf die Summe des Stromes durch die Gleichspannungsdrossel 3 und des Stromes Io, der in die Drossel 24 und durch den Kondensator 4 fliesst, begrenzt ist. Da jedoch in diesem Beispiel der Diodengleichrichter 28 verwendet wird, kann die Energie der Gleichstromdrossel 3 in der Wechselstromquelle 1 nicht wiedergewonnen werden, weshalb ein Stromkreisunterbrecher 29 zwischen der Wechselstromquelle 1 und dem Diodengleichrichter 28 vorgesehen ist. Der Stromkreisunterbrecher 29 ist geöffnet, wenn die Energie zurückgewonnen wird.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, ist eine Wechselstromquelle an die Primärwindungen des Transformators 22 angeschlossen.

Wie in Fig. 5 dargestellt, kann eine Gleichstromquelle 30 vorgesehen werden, um der Gleichstromdrossel 3 und dem parallel geschalteten Kondensator 4 über den Stromkreisunterbrecher 29 Gleichstrom zuzuführen.

In Fig. 6 ist eine dritte Ausführungsart der erfindungsge-mässen Gleichstromquelle gezeigt. Eine Diode 21 ist mit dem Kondensator 4 unter einer solchen Polarität in Serie geschaltet, dass der Kurzschlussstrom im geschlossenen Kreis, der den parallel geschalteten Kondensator 4 und eine Last umfasst, unterbrochen wird. In einer Hilfsstromquelle sind ein Thyristor 32, eine Niederspannungsgleichstromquelle 31 und eine Drossel 24 in Serie geschaltet, wobei diese so angeschlossen ist, dass durch die Diode 21 ein Durchlassstrom fHessen kann. Ein weiterer Thyristor 35 und eine Diode 33, welche eine dem Thyristor 32 entgegengesetzte Polarität aufweisen, sind in Serie geschaltet. Eine Serieschaltung mit einer Diode 33 und Thyristoren 32 und 35 ist parallel zum Ausgang des Thyristorgleichrichters 2 angeordnet. Zwischen den Elementen 33 und 35 ist ein Kondensator 34 angeschlossen. Ein über die Diode 21 geschalteter Spannungsdetektor 25 wird zur Detektion der Sperrspannung bei Lastkurzschluss verwendet.

Bei dieser Schaltung fliesst in normalem Betrieb der Gleichstrom Io von der Gleichstromquelle 31 durch einen geschlossenen Stromkreis mit Drossel 24, Diode 21 und Thyristor 32. Der Kondensator 34 steht über die Diode 33 unter der maximalen Ausgangsspannung des Thyristorgleichrichters 2. Wenn unter dieser Bedingung ein Lastkurzschluss stattfindet, wird über der Diode 21 mittels des Spannungsdetektors 25 eine Sperrspannung festgestellt, welche den Thyristor 35 zündet. Gleichzeitig steuert sie die Gateeingänge der Thyristoren im Thyristorgleichrichter 2, wodurch dieser in umgekehrter Weise arbeitet. Nach dem Zünden des Thyristors 35 wird die Spannung über dem Kondensator 34 als Sperrspannung an den Thyristor 32 angelegt, so dass der Thyristor 32 abgeschaltet ist. Als Folge davon wird ein durch Lastkurzschluss erzeugter übermässiger Strom durch die Diode 21 unterbrochen, weshalb in den geschlossenen Schaltkreis mit Kondensator 4 und der Last kein übermässiger Strom fliesst. Gleichzeitig wird die Energie des Kondensators 4 und der Drossel 24 über den Pfad: Stromquelle 1 - Thyristorgleichrichter 2 — Diode 33 - Thyristor 35 -Gleichstromquelle 31 - Drossel 24 - Kondensator 4 - kurzgeschlossener Schaltkreis - Thyristorgleichrichter 2 - Stromquelle 1, in der Stromquelle wiedergewonnen. Zu dieser Zeit wird auch die Energie der Gleichstromdrossel 3 durch den Gleichstromgleichrichter 2 in der Wechselstromquelle wiedergewonnen.

Fig. 7 zeigt eine vierte Ausführungsart der Erfindung. Wie dargestellt, sind dabei die Gleichstromquelle 31 und der Thyristor 32 in Fig. 6 durch eine Gleichstromquelle 36 mit einem Thyristor der gezeigten Polarität ersetzt. Die Gleichstromquelle 36 bildet mit der Drossel 24 und der Diode 21 einen geschlossenen Kreis. In Fig. 7 werden dieselben Bezugsziffern für die entsprechenden Komponenten verwendet wie in Fig. 5, weshalb die Erläuterung dazu hier weggelassen werden können. Auch bei der Vorrichtung nach Fig. 7 fliesst unter normalen Bedingungen der Gleichstrom Io von der Gleichstromquelle 36 in Durchlassrichtung durch die Diode 21 und die Drossel 24. Der Gleichstromausgang ist über die Anschlüsse 5 und 6 an einen Lastkreis angeschlossen. Ein übermässiger Strom bei Lastkurzschluss wird mittels der Diode 21 gesperrt, wobei die Sperrspannung über der Diode durch den Spannungsdetektor 25 festgestellt wird. Mit dem festgestellten Wert wird der Thyristor 35 gezündet, so dass der Gleichstrom aus der Gleichstromquelle 36 durch die Spannung im Kondensator 34 gesperrt wird. Die Energie der Drossel 24, des Kondensators und der Gleichstromdrossel 3 werden in ähnlicher Weise wie oben beschrieben in der Wechselstromquelle 1 wiedergewonnen.

Bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen wurde bisher die Funktion der Strombegrenzung bei Lastkurzschluss beschrieben. Jedoch kann bei Stromausfall die Last auch zwangsweise kurzgeschlossen werden, um die im Kondensator gespeicherte Energie auf der Seite der Stromquelle wiederzugewinnen. Wenn in den Beispielen gemäss den Fig. 3,5,6 und 7 die Gleichstromquelle nicht ein Thyristorgleichrichter ist, sondern ein Diodengleichrichter, wie in Fig. 4 oder eine Batterie, lädt sich der Kondensator rasch auf, wenn die Gleichspannung direkt an ihn angelegt wird. Aus diesem Grund wird er übermässig belastet sowie in seiner Lebensdauer beeinträchtigt, und es fliessen unnötige Spannungsstösse in einen Stromkreisunterbrecher am Eingang oder dem Diodengleichrichter. Ein Vorschlag zur Vermeidung dieser Probleme ist in Fig. 8 dargestellt. Wie ersichtlich ist, wird an die Sekundärwicklung des Transformators 22 sowie an den Kondensator 4 über den Thyristor 40 und die Drossel 24 eine zusätzliche Wicklung 30 angeschlossen. Wenn der Stromrichter gemäss Fig. 7 als Last über den Anschlüssen 5 und 6 angelegt wird, ergibt sich ein geschlossener Schaltkreis aus den Dioden D7 und D8 des Stromrichters 7, dem Kondensator 4, der Drossel 24 und der Sekundärwick-

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Iung des Transformators 22, so dass sich der Kondensator 4 vorgängig auflädt.

Eine weitere Ausführungsform der Gleichstromquelle soll nun anhand der Fig. 9 beschrieben werden. Die Ausgestaltung der Gleichrichterschaltung und des Lastkreises ist grundsätzlich gleich wie bei den vorstehenden Beispielen und wird daher nicht mehr beschrieben. Im geschlossenen Schaltkreis mit dem Kondensator 4 und der Last 7 ist eine Diode 80 mit einer zur Stromrichtung des Ladestromes IL entgegengesetzten Polarität vorgesehen. Ferner ist eine Hilfsstromquelle 20 zur Strombegrenzung und Schaltkreisunterbrechung vorhanden. In der Hilfsstromquelle 20 wird Wechselstrom über einen Stromkreisunterbrecher 81 und einen Isoliertransformator 82 einem Thyristorgleichrichter 83 zugeführt und dort in Gleichstrom umgewandelt. Ein geschlossener Schaltkreis, der an den Thyristorgleichrichter 83 angeschlossen ist, umfasst eine Diode 80, einen GTO-Thyristor 84 sowie eine Drossel 85 und liefert einen Durchlassstrom an die Diode 80. Über der Drossel 85 ist ein Thyristor 86 mit einer Polarität angeordnet, welche den Strom Ic sperrt. Der Strom Ic vom Thyristorgleichrichter 83 wird so gewählt, dass er grösser als der Ladestrom IL ist, d.h. Ic > Il> und unter diesen Bedingungen gelangt der Strom in Durchlassrichtung zur Diode 80. In diesem Fall ist die Spannung über der Diode in der Grössenordnung von 1 V und der Ladestrom der Hauptstromquelle fliesst in den Lastkreis.

Wenn unter diesen Umständen ein Lastkurzschluss geschieht, steigt der Laststrom an und übersteigt den Durchlassstrom Ic durch die Diode, so dass sich die Beziehung IL > Ic einstellt. Zu diesem Zeitpunkt stellt der Spannungsdetektor 25 eine Sperrspannung zwischen den Anschlüssen der Diode 80 fest und detektiert so die aussergewöhnlichen Zustände im Lastkreis. Der festgestellte Wert schaltet den GTO-Thyristor 84 aus, um den Strompfad mit der Diode 80, dem GTO-Thyristor 84 und der Drossel 85 zu unterbrechen und lässt den Gleichstrom Ic vom Thyristorgleichrichter 83 durch.

Im Ergebnis wird der Strom Io = 0 und der Laststrom wird durch die Diode 80 unterbrochen und unmittelbar auf Null reduziert. Zu diesem Zeitpunkt zirkuliert der Strom, der durch die Drossel 85 geflossen ist, im geschlossenen Kreis, der durch den Thyristor 86 und die Drossel 85 gebildet wird, nachdem der

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Thyristor 86 eingeschaltet worden ist. Demzufolge verursacht die Drossel 85 keinen übermässigen Strom. Wenn der Ladestrom IL auf den normalen Wert gebracht worden ist, wird an den Thyristor 84 ein Einschaltimpuls angelegt, um ihn in den leitenden Zustand zu versetzen, so dass an den leitenden Thyristor 86 eine Sperrspannung angelegt wird, so dass er sogleich ausgeschaltet wird. In der Folge nimmt der geschlossene Schaltkreis aus dem Thyristorgleichrichter 83, der Diode 80, dem GTO-Thyristor 84 und der Drossel 85 wieder seinen leitenden Zustand an, so dass der Laststrom IL von der Gleichstromquelle zum Lastkreis seinen normalen Wert erhält.

Fig. 10 zeigt eine Abänderung der Hilfsstromquelle 20 aus Fig. 9. Wie ersichtlich, wird dabei der Thyristor 86, der in Fig. 8 parallel zur Drossel 85 angeschlossen ist, weggelassen und ein GTO-Thyristor 87, wie dargestellt, zwischen die Anode der Diode 80 und die Kathode des GTO-Thyristors 84 geschaltet. Bei einer solchen Ausgestaltung fliesst der Strom Ic unter normalen Bedingungen vom Thyristorgleichrichter 83 zur Diode 80, zum GTO-Thyristor 84 und zur Drossel 85. Im Falle eines Kurzschlusses im Lastkreis wird mittels des Spannungsdetektors 25 eine Sperrspannung über der Diode 80 festgestellt und ein Einschaltimpuls an den GTO-Thyristor 84 angelegt. Zur gleichen Zeit wird ein Einschaltimpuls an den GTO-Thyristor 87 gesandt, wodurch dieser mit dem Thyristorgleichrichter 83 und der Drossel 85 einen geschlossenen Schaltkreis bildet. Der Kurzschlussstrom IL wird durch die Diode 80 unterbrochen und der Gleichstrom Ic vom Thyristorgleichrichter 83 zirkuliert durch den GTO-Thyristor 87 und die Drossel 85. Wenn in diesem Beispiel der Strom IL wieder fliesst, wird der GTO-Thyri-stor 87 mittels entsprechender Gatesteuerung aus- und der Thyristor 84 eingeschaltet. Bei dieser Gatesteuerung fliesst der Gleichstrom Ic, auch wenn der Laststrom IL unterbrochen ist, so dass der Laststrom IL schneller ansteigt als im Beispiel von Fig. 9.

Einige bis einige zehn Volt sind als Gleichstromausgangsspannung der Hilfsstromquelle ausreichend, was etwa Vioo bis Viooo des Wertes der Hauptstromquelle entspricht. Demzufolge stellt sich bezüglich der Spannungsresistenz bei der Diode 80 und den GTO-Thyristoren 84,86 und 87 kein Schutzproblem.

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4 Blatt Zeichnungen