DE1463251B2

DE1463251B2 - Schutzschaltung für Überstrom-Abschaltung unter Verwendung eines bei überstrom ansprechenden Schutzschalters für einen Stromrichter mit einer Phasensteuerschaltung

Info

Publication number: DE1463251B2
Application number: DE19631463251
Authority: DE
Inventors: Clarence Wilson Scotia N.Y. Flairty (V.St.A.)
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1962-10-23
Filing date: 1963-10-18
Publication date: 1970-05-27
Also published as: GB1025341A; US3247447A; DE1463251A1; FR1379131A; JPS446003Y1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzschal- Auf diese Weise wird bei Überstrom die Drosseltung für Uberstrom-Abschaltung unter Verwendung spule durch den Schutzschalter kurzgeschlossen und eines bei Überstrom ansprechenden Schutzschalters, die Phasenverschiebung praktisch augenblicklich zu für einen Stromrichter mit einer Phasensteuerschal- Null gemacht, so daß der Stromrichter gesperrt wird, tung, die einen Phasendrehkreis mit einer durch einen 5 Die Schaltleistung des Schutzschalters kann verhält-Steuergleichstrom vormagnetisierbaren, sättigbaren nismäßig gering sein, weil auch die an der Drossel-Drosselspule enthält, welcher Phasendrehkreis derart spule abfallende Spannung verhältnismäßig gering bemessen ist, daß bei einer Phasenverschiebung von sein kann.

90° der maximale Strom abgegeben wird und bei einer Vorzugsweise besteht der Schutzschalter aus einem

Phasenverschiebung von 0° der Strom gesperrt ist. io magnetisch betätigten Zungenschalter, dessen Er-

Es sind bereits Phasensteuerschaltungen für Strom- regerwicklung in einem Strommeßkreis liegt, und

richter bekannt (AEG-Mitteilungen, 49, 1959, 10/11, einem von dessen Kontakt gesteuerten elektronischen

S. 492 bis 495), die sättigungsfähige Drosselspulen, Schaltglied.

spannungssteuernde Transduktoren oder ähnliche In der Schaltstrecke des Schutzschalters kann min-

Einrichtungen enthalten, die die Phasenlage der 15 destens ein steuerbarer Siliziumgleichrichter liegen.

Stromrichterzündimpulse in Abhängigkeit von einem Vorzugsweise ist der steuerbare Siliziumgleichrich-

Steuersignal so verschieben, daß der Stromrichter den ter zwischen zwei gegenüberliegende Klemmen einer

gewünschten Stromflußwinkel aufweist. Die Phasen- Diodenbrücke geschaltet, wobei das verbleibende

verschiebung der Zün'dimpulse erfolgt dadurch, daß Klemmenpaar die Diodenbrücke an der sättigbaren

das Steuersignal den Punkt in der Periode der die 20 Drosselspule liegt.

Drosselspule speisenden Wechselspannung bestimmt, In Reihe mit dem steuerbaren Siliziumgleichrichter

in dem sich der Kern der Drosselspule sättigt. Durch kann auch eine weitere sättigbare Drosselspule ge-

die Drosselspule fließt dann ein impulsartiger Strom, schaltet sein.

dessen Einsatzzeitpunkt mit dem Sättigungszeitpunkt Für diese Weiterbildungen wird nur Schutz in Ver-

der Drosselspule zusammenfällt und mithin verschieb- 25 bindung mit dem Gegenstand des Hauptanspruchs

bar ist. Diese Impulse bilden die Zündimpulse des begehrt.

Stromrichters. Eine derartige Phasensteuerschaltung Die Erfindung wird im folgenden an Hand von

wird insbesondere wegen ihrer Robustheit und Tem- Figuren erläutert.

peraturunempfindlichkeit bevorzugt. Auf Grund der F i g. 1 ist ein schematisches Blockschaltbild einer

unvermeidlichen Eigeninduktivität der sättigbaren 30 Phasensteuerschaltung, die eine schnell ansprechende

Drosselspule weist diese Phasensteuerschaltung je- strombegrenzende Schutzschaltung gemäß der Erfin-

doch eine Ansprechverzögerungszeit auf, die zwar in dung besitzt;

vielen Fällen vernachlässigbar ist, jedoch dann ins F i g. 2 zeigt mehrere Diagramme, die den Verlaul

Gewicht fällt, wenn der Stromflußwinkel des Strom- der Spannung über die Zeit wiedergeben und zur

richters, z. B. bei einer Überlastung, über die Phasen- 35 Erläuterung der Arbeitsweise der in Fig. 1 darge-

steuerschaltung sofort auf Null zurückgesteuert wer- stellten Schaltung dienen;

den soll. Für diesen Fall wäre die Ansprechverzöge- F i g. 3 ist ein Schaltbild einer Ausführungsform

rungszeit der Phasensteuerschaltung zu groß, um bei- einer Schutzschaltung gemäß der Erfindung;

spielsweise bei einem verbraucherseitigen Kurzschluß F i g. 4 ist ein schematisches Schaltbild einer wei-

diesen durch Sperren des Stromrichters über die Sät- 40 teren Ausführungsform einer Schutzschaltung gemäß

tigungs-Phasensteuerschaltung abzuschalten, bevor er der Erfindung;

sich schädlich ausgewirkt hat. F i g. 5 ist ein schematisches Schaltbild einer drit-

Es ist auch bekannt, zur Schnellabschaltung von ten Ausführungsform einer Schutzschaltung gemäß

Stromrichteranlagen bei einem ausgangsseitigen Über- der Erfindung;

strom die den Steueranschlüssen der steuerbaren 45 F i g. 6 ist ein schematisches Schaltbild einer vierten

Gleichrichter des Stromrichters zugeführten Zünd- Ausführungsform einer Schutzschaltung gemäß der

impulse durch ein auf den Überstrom ansprechendes Erfindung;

Schnellrelais zu unterbrechen oder kurzzuschließen F i g. 7 zeigt mehrere Diagramme, die den Verlauf (AEG-Mitteilungen, 41, 1951, 9/10, S. 240 bis 243). der Spannung über der Zeit darstellen und zur Erläu-Hierbei ist nachteilig, daß das Schnellschaltrelais eine 50 terung der in den F i g. 3 bis 6 dargestellten Schalhohe Schaltleistung aufweisen muß, weil die Zünd- tungen dienen;

impulse steuerbarer Gleichrichter zum sicheren und F i g. 8 ist ein schematisches Schaltbild einer abge-

schnellen Zünden der steuerbaren Gleichrichter eine änderten Ausführungsform einer Kurzschlußschaltung

verhältnismäßig hohe Leitung aufweisen müssen. So mit einem gesteuerten Siliziumgleichrichter, die man

erfolgt die Unterbrechung des Gitterstromkreises bei 55 für die in den F i g. 3 bis 6 dargestellten Schutz-

der bekannten Gitterschnellabschaltung in Quecksil- schaltungen verwenden kann;

berdampf-Stromrichteranlagen über Schaltschütze, die F i g. 9 ist ein schematisches Schaltbild einer zwei-

ihrerseits durch auf den Überstrom ansprechende ten Ausführungsform einer Kurzschlußschaltung mit

Schnellschaltrelais geschaltet werden. Abgesehen da- einem gesteuerten Siliziumgleichrichter, die in Ver-

von, daß leistungsstarke Schaltschütze kostspielig 60 bindung mit den in den F i g. 3 bis 6 dargestellten

sind, haben sie auch eine verhältnismäßig große An- Schutzschaltungen verwendet werden kann.

Sprechverzögerung, die sich noch zu der des Schnell- Die in F i g. 1 gezeigte Schaltung 1 dient zur

schaltrelais addiert. Steuerung der Phasenverschiebung und enthält eine

Nach der Erfindung werden diese Nachteile, aus- schnell ansprechende strombegrenzende Schutzschal-

gehend von der eingangs erwähnten Schutzschaltung, 65 tung. Die Schaltung 1 kann z. B. zur Steuerung des

dadurch vermieden, daß die bei Überstrom geschlos- Ausgangsstromes einer Wechselrichterschaltung ver-

sene Schaltstrecke des Schutzschalters parallel zu der wendet werden, die eine Brückenschaltung mit vier

sättigbaren Drosselspule geschaltet ist. gesteuerten Siliziumgleichrichtern SCR-I bis SCR-4

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besitzt. Der Ausgang 101 der Schaltung 1 ist mit der bleibt, bis er wieder gesperrt wird. Das Sperren kann

Primärwicklung 2 a eines Impulsübertragers 2 in dadurch erreicht werden, daß die Rückflanke jedes

Reihe geschaltet. Diese Reihenschaltung ist über eine Zündimpulses einer Sperrschaltung zugeführt wird,

Spannungsquelle mit den Anschlußklemmen 5 a und die bewirkt, daß jeder Gleichrichter nur während der

5 b geschaltet. Die Spannungsquelle stellt eine recht- 5 Dauer des Zündimpulses leitend bleibt. Wie aus

eckförmige Schaltspannung 3 zur Verfügung. Nor- F i g. 2 zu ersehen ist, ist der Gleichrichter SCR-I

malerweise ruft die Schaltung 1 an der Primärwick- während positiver Halbwellen der Spannung 3, der

lung 2 a ein Ausgangssignal hervor, dessen Phase in Gleichrichter SCR-2 während negativer Halbwellen

bezug auf die Spannung 3 verschoben ist und das von der Spannung 3, der Gleichrichter SCR-3 während

der Sekundärwicklung 2 b einem Multivibrator 4 zu- io positiver Ausgangsimpulse des Multivibrators 4 und

geführt wird. Der Ausgang des Multivibrators 4 ist der Gleichrichter SCR -4 während negativer Ausgangs-

mit den Steuerelektroden der gesteuerten Silizium- impulse des Multivibrators 4 leitend. Vergleicht man

gleichrichter SCR-3 und SCR-4 verbunden. Der Multi- die Fig. 2, (a) und (c), so sieht man, daß während

vibrator 4 führt den gesteuerten Gleichrichtern SCR-3 bestimmter Periodenabschnitte die gesteuerten SiIi-

und SCR-4 eine rechteckförmige Triggerspannung zu, 15 ziumgleichrichter SCR-I und SCR-4 gleichzeitig lei-

die diese gesteuerten Gleichrichter in einer vorbe- ten und daß während ähnlicher Periodenabschnitte

stimmten Folge einschaltet, die von der Größe der die gesteuerten Siliziumgleichrichter SCR-2 und

von der Schaltung 1 hervorgerufenen Phasenverschie- SCR-3 gleichzeitig leiten. Während dieser Perioden-

bung bestimmt wird. Die Schaltspannung 3 ist ohne abschnitte, bei denen sich die leitenden Zeitabschnitte

Phasenverschiebung über die Leitungen 5 a' und 5 b' 20 der betreffenden gesteuerten Siliziumgleichrichter

an die Steuerelektroden der gesteuerten Silizium- überlappen, wird von der Brückenschaltung dem

gleichrichter SCR-I und SCR-2 gelegt. Die Brücken- Verbraucher 6 Strom zugeführt, wie es Fig. 2, (d)

schaltung ist vervollständigt durch eine Reihenschal- zeigt. Um den Verbraucherstrom zu vergrößern oder

tung mit einem Verbraucher 6 und einer überstrom- zu verkleinern, werden diese Überlappungszeiten,

empfindlichen Einrichtung 7. Diese Reihenschaltung 25 während denen zwei zusammengehörige gesteuerte

liegt zwischen dem Verbindungspunkt der gesteuerten Siliziumgleichrichter gleichzeitig leiten, durch eine

Siliziumgleichrichter SCR-3 und SCR-4 und dem Zu- oder Abnahme der von der Schaltung 1 hervor-

Verbindungspunkt der gesteuerten Siliziumgleichrich- gerufenen Phasenverschiebung vergrößert oder ver-

ter SCR-I und SCR-2. An den Klemmen + und — kleinert. Wenn z. B. die von der Schaltung 1 gesteu-

wird der Brückenschaltung eine Gleichspannung zu- 30 erte Phasenverschiebung auf Null vermindert wird,

geführt, die von der Brückenschaltung in eine impuls- wie es in Fi g. 2, (Jb) die gestrichelte Kurve zeigt,

förmige Wechselspannung umgeformt wird. Diese dann treten keine Überlappungszeiten mit gleichzei-

Wechselspannung dient zur Versorgung des Ver- tiger Leitfähigkeit auf, und dem Verbraucher wird

brauchers 6. kein Strom zugeführt, wie es in Fi g. 2, (e) gezeigt

Die Einrichtung 7 ist ein überstromempfindlicher 35 ist. Ein Ziel der Erfindung ist eine Einrichtung, die

Widerstand oder ein Stromwandler mit geringer In- die Schaltung 1 sehr schnell in einen derartigen Zu-

duktivität. Ein Kabel 8 α verbindet die beiden Enden stand versetzt, bei dem die Phasenverschiebung Null

der stromempfindlichen Einrichtung 7 mit dem Ein- ist, so daß der Verbraucherstrom ebenfalls Null ist.

gang einer Steuerschaltung 8, deren Ausgang wie- F i g. 3 zeigt ein schematisches Schaltbild einer

derum mit der Schaltung 1 verbunden ist. Die Schal- 40 Phasensteuerschaltung, die abgeändert wurde, um der

tung 8 enthält eine Magnetspule, die die Zungenschal- Schaltung die schnell ansprechende strombegrenzendc

ter in den Schaltungen der F i g. 3, 5 und 6 betätigt, Schutzeigenschaft gemäß der Erfindung zu verleihen,

und/oder irgendeine geeignete Impulsformerschal- Bei der Schaltung von Fig. 3, A ist der Punkt 101

tung, die die Steuerelektroden der gesteuerten SiIi- (vgl. F i g. 1) mit einem Netzwerk 13 verbunden, das

ziumgleichrichter in den Schaltungen der Fig. 4, 8 45 von einer gestrichelten Linie umgeben ist. Das Netz-

und 9 betätigt. werk 13 wird von einer Wicklung 20 des Impulsüber-

Die Arbeitsweise der Schaltung von F i g. 1 kann tragers und von wellenformenden Bauelementen in man am besten an Hand der Diagramme von F i g. 2 Form einer sättigungsfähigen Drosselspule 9 und verstehen, die den zeitlichen Verlauf der Spannung eines Wellenformnetzwerkes 10 aus einem Widerüber der Zeit darstellen. Fig. 2, (α) zeigt die recht- 50 stand und einer Kapazität gebildet. Zur Steuerung der eckige Triggerspannung 3, die über die Leitungen 5 a' dem Netzwerk 13 zugeführten Spannung wird eine und 56' den Steuerelektroden der gesteuerten SiIi- Phasensteuerschaltung verwendet, z. B. eine sättiziumgleichrichter SCR-I und SCR-2 direkt zugeführt gungsfähige Drosselspule 14. Unter dem Ausdruck wird. Fig. 2, (b) zeigt die Spannung, die von der »sättigungsfähige Drosselspule« soll hier ganz allgeschnell ansprechenden Schutzschaltung an der Pri- 55 mein ein sättigungsfähiges Steuerelement verstanden märwicklung2a erzeugt wird und dem Multivibrator 4 werden, wie z. B. spannungssteuernde Transduktoren, zugeführt wird. F i g. 2, (c) zeigt die phasenverscho- magnetische Verstärker u. ä. Die sättigungsfähige bene Spannung, die am Ausgang des Multivibrators 4 Drosselspule 14 enthält in Wirklichkeit zwei getrennte liegt und die den Steuerelektroden der gesteuerten sättigungsfähige Drosselspulen, deren Primärwicklun-Siliziumgleichrichter SCR-3 und SCR-4 zugeführt 60 gen 15 bzw. 16 einander parallel geschaltet sind und wird. Die am Ausgang des Multivibrators 4 erschei- deren Sekundärwicklungen 17 bzw. 18 im Leerlaut nende Steuerspannung besitzt dieselbe Wellenform betrieben werden. Jede Wicklungsgruppe 15, 17 bzw. und Frequenz wie die ursprüngliche Triggerspan- 16,18 besitzt eine eigene ihr zugeordnete Steuerwicknung 3; ihre Phase ist jedoch um einen Betrag ver- lung 19 bzw. 21, um den Periodenpunkt der angeschoben, die von der Schaltung 1 bestimmt wird. 65 legten Wechselspannung zu steuern, bei dem sich der

Es versteht sich, daß jeder steuerbare Gleichrich- Kern des Bauelements sättigt. Derartige Einrichtunter durch die Vorderflanke der Zündimpulse in den gen sind bekannt und beschrieben worden, beispielsleitenden Zustand gesteuert wird und so lange leitend weise in dem Buch »Magnetic Amplifiers« von Her-

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bertF. Storm, herausgegeben von John Wiley and spule (nicht gezeigt) betätigt, die in der Steuerschal-

Sons, Inc., New York (1955). tung 8 enthalten ist und zur Betätigung der Zungen-

Es ist kennzeichnend für eine derartige sättigungs- schalter in den F i g. 3, 5 und 6 dient. Die Magnetfähige Drosselspule, wie sie in F i g. 3 gezeigt ist, spule wird von der überstromempfindlichen Einrichdaß sie einem ihr zugeführten elektrischen Strom 5 tung 7 erregt.

während des Zeitabschnitts, den man zur Sättigung Wie Fig. 3, B zeigt, kann man den Widerständen ihres Kernes benötigt, eine normale Impedanz bietet. 24 jeweils einen Glättungskondensator 28 parallel-Danach fällt die Impedanz der sättigungsfähigen Spule schalten, der gestrichelt eingezeichnet ist. Die Mitteletwa auf Null ab. Der Sättigungspunkt der sättigungs- anzapfungen der Spannungsteilerwiderstände 24 und fähigen Drosselspule wird von dem Steuerstrom i_c io 25 sind an die entsprechenden Steuerelektroden der bestimmt, der den Steuerwicklungen 19 und 21 züge- gesteuerten Siliziumgleichrichter 22 und 23 angeführt wird. Den Steuerstrom i_c kann man in Abhän- schlossen. Bei diesem Schaltungsaufbau wird beim gigkeit von dem Strom durch den Verbraucher 6 her- Schließen der von der Magnetspule betätigten Zunleiten. genschalter 26 eine Zündspannung den Steuerelektro-

Die Auswirkungen, die durch eine Veränderung 15 den der gesteuerten Siliziumgleichrichter 22 und 23

des Steuerstromes in den Steuerwicklungen 19, 21 zugeführt. Dadurch werden die Wicklungen 15 und

hervorgerufen werden, können am besten an Hand 16 kurzgeschlossen. Die Folge hiervon ist, daß die

von Fig. 7 beschrieben werden. F i g. 7, (α) zeigt von der sättigungsfähigen Drosselspule 14 verursachte

einen Fall, bei dem etwa der maximale Steuerstrom Phasenverschiebung fast augenblicklich auf Null zu-

durch die Steuerwicklungen 19 und 21 fließt und die 20 rückgebracht wird.

sättigungsfähige Drosselspule fast augenblicklich in Fig. 3, C zeigt eine schnell ansprechende Schutzdie Sättigung gerät. Die Folge davon ist, daß die dem schaltung mit einer einzigen Phase, die zwischen die Netzwerk 13 zugeführte Spannung in bezug auf die Klemmen α und b der in F i g. 3, A gezeigten Schal-Eingangsspannung 3 eine sehr kleine oder überhaupt tung geschaltet werden kann. Die in F i g. 3, C gekeine Phasenverschiebung aufweist, wie es Fig.7,(α) 25 zeigte Anordnung arbeitet in genau derselben Weise zeigt. Wenn der Steuerstromi_c auf einen Zwischen- wie ein Stromkreis der in Fig. 3, B dargestellten wert vermindert wird, dann bewirkt die sättigungs- Schaltung und wird daher nicht noch einmal im einfähige Drosselspule, daß die Eingangsspannung wäh- zelnen beschrieben. F i g. 3, D zeigt eine dritte Ausrend einer Zeitspanne, die von der Größe des Steuer- führungsform einer Schutzschaltung, die man zwistromes bestimmt wird, von dem Netzwerk 13 fern- 30 sehen die Klemmen α und b der in F i g. 3, A gezeiggehalten wird. An dem Netzwerk 13 erscheint in die- ten Anordnung schalten kann. Bei der Schaltung von sem Fall die in Fig. 7, (b) gezeigte Wellenform. Eine F i g. 3, D werden zwei Dioden 31 und 32 in Gegenweitere Abnahme des Steuerstromes i_c auf einen mini- parallelschaltung über den von der Magnetspule bemalen Wert verschiebt die Vorderflanke der Span- tätigten Zungenschalter 26 mit den Klemmen α und b nung am Netzwerk 13 immer weiter nach rechts nach 35 verbunden.

einem minimalen Wert, wie es Fig. 7, (c) zeigt. Die Schaltung von Fig. 4 ist genauso aufgebaut Durch Verändern des Steuerstromes i_c ist es möglich, wie die Schaltung von F i g. 3, außer daß zwei gedie Phase der Vorderflanke von der Spannung, die steuerte Siliziumgleichrichter 35 und 36 in Gegender sättigungsfähigen Drosselspule zugeführt wird, parallelschaltung zwischen die Klemmen α und b gevon einem Nullwert [F i g. 7, (a)] bis zu einem maxi- 40 schaltet sind, um die Wicklungen der sättigungsfähimalen Wert der Phasenverschiebung [F i g. 7, (c)] zu gen Spule 14 kurzzuschließen. Die Steuerelektroden verschieben. Die sättigungsfähige Spule 14 besitzt der Siliziumgleichrichter 35 und 36 sind an eine Imeine eigene Verzögerungszeit, wenn man von dem in pulsquelle (nicht gezeigt) angeschlossen, die in der F i g. 7, (a) gezeigten Zustand nach dem in F i g. 7, (c) Schaltung 8 enthalten ist. Die Schaltung 8 ist eine gezeigten Zustand oder von dem in Fig. 7, (c) ge- 45 Impulsformerschaltung, die für die in den Fig. 4, 8 zeigten Zustand nach dem in Fig. 7, (α) gezeigten und 9 dargestellten Schaltungen dient. Die Impuls^ Zustand übergeht. Der letztere Fall ist von größerer quelle führt den Steuerelektroden Zündimpulse zu, Bedeutung. Diese Verzögerungszeit entsteht durch die die gesteuerten Siliziumgleichrichter 35 und 36 die Zeit, die der magnetische Fluß durch die Wick- in den leitenden Zustand versetzen,
lungen 15 bis 18 benötigt, um sich aufzubauen oder 50 F i g. 8 zeigt eine weitere Schaltung, die man zwiabzuklingen. Dadurch wird die Eigenansprechzeit sehen die Klemmen α und b der in den F i g. 3 und 4 der Steuerschaltung begrenzt. Um einige der Schwie- dargestellten Schaltungen schalten kann. Die in rigkeiten zu vermeiden, die von der langen Ansprech- F i g. 8 gezeigte Anordnung benötigt nur einen gezeit hervorgerufen werden, wurde die schnell anspre- steuerten Siliziumgleichrichter 37, der zwischen zwei chende strombegrenzende Schutzschaltung gemäß der 55 gegenüberliegende Klemmen einer Diodenbrücke geErfindung entwickelt. . schaltet ist, die von Dioden 38 gebildet wird. Die bei-

F i g. 3, B zeigt eine Ausführungsform einer schnell den restlichen einander gegenüberliegenden Klemmen

ansprechenden Schutzschaltung, die man zwischen der Diodenbrücke sind über eine Drosselspule 39 zur

die Klemmen α und b schalten kann. Diese schnell Zeitverzögerung mit den Klemmen α und b verbun-

ansprechende Schutzschaltung enthält zwei gesteuerte 60 den. Der einzige gesteuerte Siliziumgleichrichter 37

Siliziumgleichrichter 22 und 23 in Gegenparallel- kann in Reihe mit einem Strombegrenzungswider-

schaltung. Die Steuerelektroden der gesteuerten SiIi- stand 41 liegen. Seine Steuerelektrode ist mit der

ziumgleichrichter 22 und 23 sind an entsprechende Ausgangswicklung 42 eines Impulsübertragers ver-

Zündschaltungen angeschlossen, die jeweils zwei bunden, der einen Teil der Steuerschaltung 8 bildet.

Spannungsteilerwiderstände 24 und 25 besitzen. Die 65 Mit der Anordnung von F i g. 8 ist es möglich, den

Widerstände 24 und 25 liegen zusammen mit einem gesteuerten Siliziumgleichrichter 37 wirksam von der

Zungenschalter 26 und einer Trenndiode 27 in Reihe. Verzögerungsspule 39 zu trennen. Dadurch kann eine

Die Zungenschalter 26 werden von einer Magnet- zweite Einrichtung zur Phasensteuerung des Aus-

gangssignals, das dem Verbraucher 13 zugeführt wird, verwendet werden und eine kleine steuerbare Verzögerungszeit in den Betriebsablauf der schnell ansprechenden Schutzschaltung eingeführt werden. Eine Folge hiervon ist, daß eine kleine Verzögerungszeit (bestimmt durch die Zeit, die benötigt wird, um die Verzögerungsspule 39 zu sättigen) auftritt, bevor die sättigungsfähige Drosselspule 14 kurzgeschlossen wird, wenn der gesteuerte Siliziumgleichrichter 37 eingeschaltet wird. Diese kleine Verzögerungszeit kann nach Wunsch eingestellt werden, so daß das Ansprechen der Schutzschaltung bei Überlastung etwas verzögert erfolgt.

F i g. 9 zeigt eine ähnliche Schutzschaltung. Diese Schaltung verwendet eine Diodenbrücke mit den Dioden 38 und zum Kurzschließen einen einzigen gesteuerten Siliziumgleichrichter 43, der zwischen ein gegenüberliegendes Klemmenpaar der Diodenbrücke geschaltet ist. Die beiden übrigen Klemmen der Diodenbrücke sind über einen Strombegrenzungswiderstand 44 zwischen die Klemmen α und b der schnell ansprechenden Schutzschaltung von F i g. 3 oder 4 geschaltet. Der Widerstand 44 dient zur Begrenzung des Kurzschlußstromes, der über den Siliziumgleichrichter 43 fließt. Die Steuerelektrode des gesteuerten Siliziumgleichrichters 43 kann mit der Steuerschaltung 8 verbunden werden.

Eine weitere Ausführungsform einer schnell ansprechenden strombegrenzenden Schutzschaltung für eine Phasensteuerschaltung ist in F i g. 5 gezeigt. Hierbei wird nur eine einzige sättigungsfähige Drosselspule 71 verwendet, deren parallelgeschaltete Wicklungen 72 und 73 mit dem Netzwerk 13 in Reihe liegen. Eine Steuerwicklung 74 umgibt die beiden Wicklungen 72 und 73 und führt den Steuerstrom i_c, der den Periodenpunkt des angelegten Eingangssignals steuert, bei dem der Kern der Drosselspule in die Sättigung gerät. Die Schaltung von F i g. 5 enthält weiterhin eine Brückenschaltung mit Dioden 75. Ein Klemmenpaar der Diodenbrücke ist an die Anschlußklemmen α und b angeschlossen, um die Diodenbrücke den parallelliegenden Wicklungen 72 und 73 parallel zu schalten. Zwischen den beiden restlichen Klemmen der Diodenbrücke liegt eine Reihenschaltung, die eine lineare Induktivität 76, einen schnell ansprechenden Schalter 77 und einen Strombegrenzungswiderstand 78 enthält. Bei diesem Schaltungsaufbau wird durch die lineare Drosselspule sichergestellt, daß nur ein minimaler Haltestrom durch die schnell ansprechende Schalteinrichtung aufrechterhalten wird, um zu gewährleisten, daß sich die schnell ansprechende Schalteinrichtung nicht vorzeitig wieder öffnet. Der schnell ansprechende Schalter 77 könnte sich z. B. wieder öffnen, wenn er von der Steuerschaltung 8 betätigt wird; der zusätzliche Haltestrom infolge der linearen Iduktivität verhindert jedoch ein derartiges Wiederöffnen. Die Schaltung arbeitet daher genau in derselben Weise wie die Schaltung von F i g. 3.

Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform der Erfindung wurde eine Drosselspule 76 zur Zeitverzögerung außerhalb der Diodenbrücke hinzugefügt. Die Verzögerungsspule 76 ist an eine Klemme der Diodenbrücke 75 und an den Verbindungspunkt zwischen der wellenformenden Drosselspule 9 und der Wicklung 2 c angeschlossen. Da diese Schaltung der Schaltungsanordnung von F i g. 8 sehr ähnlich ist, außer daß der Zungenschalter 77 durch den gesteuerten Siliziumgleichrichter 37 ersetzt ist, arbeiten diese beiden Schaltungen nahezu in der gleichen Weise.

Claims

Patentansprüche:

1. Schutzschaltung für Überstrom-Abschaltung unter Verwendung eines bei Überstrom ansprechenden Schutzschalters für einen Stromrichter mit einer Phasensteuerschaltung, die einen Phasendrehkreis mit einer durch einen Steuergleichstrom vormagnetisierbaren, sättigbaren Drosselspule enthält, welcher Phasendrehkreis derart bemessen ist, daß bei einer Phasenverschiebung von 90° der maximale Strom abgegeben wird und bei einer Phasenverschiebung von 0° der Strom gesperrt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die bei Überstrom geschlossene Schaltstrecke des Schutzschalters (Fig. 3, B, C, D; Fig. 5; Fig. 6; Fig. 8; Fig. 9) parallel zu (a, b) der sättigbaren Drosselspule (14, 71) geschaltet ist.

2. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzschalter aus einem magnetisch betätigten Zungenschalter, dessen Erregerwicklung in einem Strommeßkreis liegt, und einem von dessen Kontakt (26) gesteuerten elektronischen Schaltglied (22, 23) besteht.

3. Schutzschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schaltstrecke des Schutzschalters mindestens ein steuerbarer Siliziumgleichrichter liegt.

4. Schutzschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der steuerbare Siliziumgleichrichter (37, 43) zwischen zwei gegenüberliegende Klemmen einer Diodenbrücke (38) geschaltet ist und daß das verbleibende Klemmenpaar der Diodenbrücke an der sättigbaren Drosselspule (14, 71) liegt.

5. Schutzschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere sättigbare Drosselspule (39) mit einem steuerbaren Siliziumgleichrichter (37) in Reihe geschaltet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 009 522/170