DE1163954B

DE1163954B - Sicherungsueberwachung

Info

Publication number: DE1163954B
Application number: DEL42833A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Friedrich Schmitz
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1962-08-30
Filing date: 1962-08-30
Publication date: 1964-02-27

Description

Sicherungsüberwachung Der Einsatz von Halbleitergleichrichtern in technischen Anlagen erfordert wegen der Empfindlichkeit der Halbleitergleichrichter gegen Überlastung besondere Schutzvorkehrungen. In technischen Anlagen sind den Halbleitergleichrichtern fast immer Schmelzsicherungen zum Schutz vorgeschaltet. Je nach Art der eventuell auftretenden Störung, die ein Auslösen der Sicherung bewirkt, tritt an der geschmolzenen Strecke der Sicherung eine verschieden hohe Spannung auf. Mit besonderem Vorteil wird demnach die gesamte Schaltungsanordnung durch eine Überwachung der Schmelzsicherungen geschützt. Schaltungsanordnungen mit Überwachung der Schmelzsicherungen sind bereits bekanntgeworden, beispielsweise solche mit Mikroschaltern, die jedoch unerwünschte, durch die mechanischen Kontakte bewirkte, nachteilige Effekte aufweisen. Anordnungen, bei denen der zu überwachenden Sicherung ein Transistor oder eine Transistoranordnung parallel geschaltet ist, sind auch schon bekanntgeworden.
Die Erfindung schlägt eine schaltungstechnisch einfache Lösung des, Problems der Überwachung von Schmelzsicherungen vor, die den Anforderungen der Technik in vorteilhafter Weise entspricht.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung von Schmelzsicherungen in Halbleitergleichrichteranlagen und besteht darin, daß zwei synchrone Spannungsquellen 11 und 12 mit phasengleichen Spannungen jeweils. einen Hilfsstromkreis mit je einer Diode 6 bzw. 7 und einem gemeinsamen Widerstand 5 bilden und daß in den einen Hilfsstromkreis die zu überwachende Schmelzsicherung 2 und in den anderen Hilfsstromkreis ein Schaltelement 8 geschaltet ist, daß die Spannung der synchronen Spannungsquelle 11, die über die Diode 6 den Prüfstrom durch die zu überwachende Schmelzsicherung 2, während der Sperrichtungsbeanspruchung des betreffenden Leistungsgleichrichters 3, entgegen der Laststromrichtung liefert, größer ist als die Spannung der Spannungsquelle 12 für das Schaltelement 8 und daß der Prüfstrom am gemeinsamen Widerstand 5 einen Spannungsabfall hervorruft, der ebenfalls größer als die treibende Spannung der Spannungsquelle 12 für das Schaltelement 8 ist.
An Hand des Ausführungsbeispiels der Figur wird der schaltungstechnische Aufbau und die Wirkungsweise der Erfindung dargestellt und erläutert.
Der Hauptstrom- bzw. der Laststromkreis wird im Ausführungsbeispiel der Figur durch die Sekundärwicklung 1 eines Haupttransformators, die in Reihe mit der Schmelzsicherung 2, dem Leistungsgleichrichter 3 und einem Verbraucher 4 geschaltet ist, dargestellt. Die Anlage kann aus zwei oder mehreren parallel geschalteten Reihenschaltungen vonLeistungsgleichrichtern 31, 32, usw. und Schmelzsicherungen 21, 22, usw. bestehen. Jede der jeweils einem Leistungsgleichrichter 31, 32 ... zugeordneten Schmelzsicherungen 21, 22 ... wird mit einer Dioden-Widerstands-Kombination einer zusätzlichen Schaltungsanordnung überwacht. Diese zusätzliche Schaltungsanordnung weist als getrennte Spannungsquelle zwei Sekundärwicklungen 11 und 12 eines zweiten Transformators auf. Im speziellen Fall können diese beiden Sekundärwicklungen auch zusätzliche Wicklungen auf dem Haupttransformator sein. Die Sekundärwicklung 11 der Zusatzschaltung ist einerseits an den Verbindungspunkt zwischen Haupttransformatorwicklung 1 und den oder die Schmelzsicherungen 21... geschaltet und andererseits mit der zweiten Sekundärwicklung 12 der Zusatzschaltung verbunden. Die Sekundärwicklung 11 der Zusatzschaltung bildet mit einem Widerstand 5 und einer Diode 6 und der zu überwachenden Schmelzsicherung 2 einen geschlossenen Stromkreis, in welchem der Prüfstrom entsprechend der Polung der Diode 6 nur entgegen der durch den Leistungsgleichrichter 3 bestimmten Richtung des Laststroms fließen kann.
Die Sekundärwicklung 12 der Zusatzschaltung bildet mit einem Schaltelement (beispielsweise einem Relais, einer Signallampe od. ä.), einer Diode 7 und einem Widerstand 8 ebenfalls einen geschlossenen Stromkreis. Der Widerstand 5 ist für die beiden von den Sekundärwicklungen 11 und 12 bestimmten Stromkreise gemeinsam, wobei durch die Polung der beiden Hilfsdioden 6 bzw. 7 gewährleistet ist, daß die Stromrichtung beider Stromkreise durch den gemeinsamen Widerstand 5 die gleiche ist. Das bedeutet, daß über die Hilfsdiode 7 und damit über das Relais 8 nur ein Strom fließen kann, wenn die Spannung der Sekundärwicklung 12 größer ist als der Spannungsabfall über dem Widerstand 5. Die Spannungen über der Sekundärwicklung 1 des Haupttransformators und den Sekundärwicklungen 11 und 12 sind nicht nur synchron, sondern auch phasengleich. Voraussetzung zum einwandfreien Arbeiten der überwachungsanordnung ist, daß die Spannung an der Sekundärwicklung 11, die den Prüfstrom durch die zu untersuchende Schmelzsicherung liefert, größer als die Spannung an der Sekundärwicklung 12 und kleiner als die Spannung an der Sekundärwicklung 1 des Haupttransformators ist.
Außerdem muß die mit U11 bezeichnete Spannung an der Sekundärwicklung 11 um so viel größer als die mit Ulz bezeichnete Spannung an der Sekundärwicklung 12 sein, daß der durch die Spannung Uli hervorgerufene Prüfstrom durch die Schmelzsicherung 2 an dem gemeinsamen Widerstand 5 einen Spannungsabfall erzeugt, der größer ist als die Spannung Ulz an der Sekundärwicklung 12, so daß das Schaltelement 8 nicht ansprechen kann, solange die Schmelzsicherung 2 den Prüfstrom führt. Der Prüfstrom durch die Schmelzsicherung fließt stets während der Dauer derjenigen Halbperiode der Spannung des Haupttransformators, während der der Halbleitergleichrichter 3 des Lastkreises in Sperrichtung beansprucht ist. Wird der Halbleitergleichrichter 3 des Lastkreises von der Spannung des Haupttransformators in Durchlaßrichtung beansprucht, dann ist der Prüfstromkreis durch die Hilfsdiode 6 und gleichzeitig der Stromkreis mit dem Schaltelement 8 durch die Hilfsdiode 7 gesperrt.
Nach Bruch der zu überwachenden Schmelzsicherung kann während der Sperrspannungsbeanspruchung des Halbleitergleichrichters 3 des Laststromkreises weder ein Prüfstrom noch sonst ein durch die Spannungsquelle der Sekundärwicklung 11 bewirkter Strom über den Widerstand 5 fließen, da die Spannung Uli kleiner ist als die Sperrspannung über dem Halbleitergleichrichter 3. Nun kann die Spannung Ulz der Sekundärwicklung 12 die Hilfsdiode 7 in Durchlaßrichtung beanspruchen, so daß das Relais 8 auf Grund des Stromes anzieht. Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung stellt somit ein Abtastverfahren der Schmelzsicherung während der Dauer der Sperrspannungsbeanspruchung der Halbleitergleichrichter im Laststromkreis dar.
Die erfindungsgemäße Anordnung kann mit zwei oder mehreren solchen Hilfsdioden-Widerstands-Kombinationen 61, 62.. ., 51, 52 .... 71, 72 .... den beiden Sekundärwicklungen 11 und 12 und einem Schaltelement 8 zwei oder mehrere Schmelzsicherungen 21, 22 . . . , die jeweils einem Halbleitergleichrichter 31, 32. . ., zugeordnet sind, überwachen.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur Überwachung von Schmelzsicherungen in Halbleitergleichrichteranlagen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei synchrone Spannungsquellen (11 und 12) mit phasengleichen Spannungen jeweils einen Hilfsstromkreis mit je einer Diode (6 bzw. 7) und einem gemeinsamen Widerstand (5) bilden und daß in den einen Hilfsstromkreis die zu überwachende Schmelzsicherung (2) und in den anderen Hilfsstromkreis ein Schaltelement (8) geschaltet ist, daß die Spannung der synchronen Spannungsquelle (11), die über die Diode (6) den Prüfstrom durch die zu überwachende Schmelzsicherung (2), während der Sperrichtungsbeanspruchung des betreffenden Leistungsgleichrichters (3), entgegen der Laststromrichtung liefert, größer ist als die Spannung der Spannungsquelle (12) für das Schaltelement (8) und daß der Prüfstrom am gemeinsamen Widerstand (5) einen Spannungsabfall hervorruft, der ebenfalls größer als die treibende Spannung der Spannungsquelle (12) für das Schaltelement (8) ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Schmelzsicherungen mit zwei oder mehreren Dioden-Widerstands-Kombinationen mittels zweier Spannungsquellen (11 und 12) und einem Schaltelement (8) überwacht werden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsquellen (11 und 12) der Zusatzschaltung Sekundärwicklungen eines Zusatztransformators sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsquellen (11 und 12) der Zusatzschaltung weitere Sekundärwicklungen des Haupttransformators sind.