DE1588055C3

DE1588055C3 - Protection arrangement against overcurrents in the armature circuit of an externally excited converter-fed direct current or mixed current motor

Info

Publication number: DE1588055C3
Application number: DE19671588055
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl.-Ing. 6800 Mannheim Körber
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1967-06-08
Filing date: 1967-06-08
Publication date: 1976-04-29

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Schutzanordnung gegen Überströme im Ankerstromkreis eines fremderregten stromrichtergespeisten Gleichstrom- oder Mischstrommotors.The invention relates to a protective arrangement against overcurrents in the armature circuit of an externally excited Converter-fed direct current or mixed current motor.

Für die Energieversorgung geregelter Elektromotoren werden wegen ihrer hohen Leistungsverstärkung und großen Stellgeschwindigkeit hauptsächlich Steuertiare Stromrichter eingesetzt. Zu diesem Zwecke sind die Stromrichter über einen vorgeschalteten Stromrichtertransformator mit einem wechsel- oder drehstromgespeisten Versorgungsnetz gekoppelt und haben die Aufgabe eines Umformers zwischen diesem Netz und dem als Gleichstromverbraucher wirkenden Motor. Dieser besitzt im allgemeinen eine im Anker-Stromkreis angeordnete Drosselspule als Glättungseinrichtung. Ein Stromrichter selbst besteht im wesentlichen aus einem von Thyristoren gebildeten, steuerbaren Ventilsatz. Ihnen führt ein Steuerteil Zündimpulse zu, welche mit Hilfe von Transistorschaltkreisen erzeugt werden. Infolge der Eigenschaft des Thyristors, auch positive Spannungen zu sperren, kann die Stromübernahme von einem zum nächsten Ventil willkürlich verzögert werden, indem die zeitliche Lage der Zünd- | impulse zur Phase der Wechselspannung verschoben jRegulated electric motors are used for the energy supply because of their high power amplification and high actuating speed, mainly control units power converters are used. For this purpose are the converters via an upstream converter transformer coupled to an AC or three-phase supply network and act as a converter between them Mains and the motor acting as a direct current consumer. This generally has one in the armature circuit arranged choke coil as smoothing device. A converter itself essentially consists from a controllable valve set formed by thyristors. A control unit sends you ignition pulses to, which are generated with the help of transistor circuits. Due to the nature of the thyristor, also to block positive voltages, the current transfer from one valve to the next can be arbitrary be delayed by the timing of the ignition | impulses shifted to the phase of the alternating voltage j

wird, wobei bei wachsendem Zündwinkel der Mittel- j wert der Gleichspannung abnimmt. Die Anordnung der als Halbleiterventile wirkenden Thyristoren legt dabei die Richtung des Stroms fest, obleich die Energie trotz ) des einseitig gerichteten Stromes in beiden Richtungen fließen kann: vom Netz über den Transformator in den Motor oder von der Gleichstromseite zurück ins Versorgungsnetz. the mean value of the direct voltage decreases as the ignition angle increases. The arrangement of the Thyristors acting as semiconductor valves determine the direction of the current, although the energy despite) of the unidirectional current can flow in both directions: from the mains via the transformer into the Motor or from the DC side back into the supply network.

Störungen im Versorgungsnetz, wie kurzzeitige Spannungsausfälle, können gleichzeitig mit Fehlern in der Steuerung der Thyristoren auftreten, indem beispielsweise ein Thyristor des im Ankerstromkreis an- _: geordneten Stromrichters sein Sperrverhalten in der \ vorgegebenen Zeit nicht erreicht. Es bilden sich in die- ι sem Falle Überströme im Ankerkreis eines fremderreg- :Disturbances in the supply network, such as brief power outages can occur simultaneously with errors in the control of the thyristors by the presence, for example, a thyristor in the armature _circuit: parent converter be blocking behavior in the \ predetermined time does not reach. In this case, overcurrents form in the armature circuit of an external excitation:

ten Motors aus, die unzulässig hohe Stromstärken annehmen und zu schweren Betriebsschäden führen können. Die Ursache liegt in der großen Induktivität des Erregerstromkreises des fremderregten Antriebes, so daß beispielsweise bei einem Ausfall des Versorgungsnetzes das von der Erregerwicklung erzeugte Magnetfeld nur langsam abgebaut wird. Diese Gefahren können vor allem bei mit derartigen Motoren ausgerüsteten Schienenfahrzeugen eintreten, wenn der Kontakt des Stromabnehmers mit der Fahrleitung unterbrochen wird.motor that can accept impermissibly high currents and lead to serious operational damage. The cause lies in the high inductance of the excitation circuit of the separately excited drive, see above that, for example, in the event of a failure of the supply network, the magnetic field generated by the excitation winding is only slowly degraded. These dangers can especially occur in the case of such motors Rail vehicles occur when the contact between the pantograph and the catenary is interrupted will.

Es ist z. B. aus dem Buch von Sachs, »Elektrische Triebfahrzeuge«, Frauenfeld 1953, Verlag Huber & Co, Band II, S. 405, Abb. 489, bekannt, in dem Ankerstromkreis stromrichtergespeister, fremderregter Gleich- , strommotoren einen Gleichstromschnellschalter anzuordnen. Er hat die Aufgabe, den Ankerstromkreis zu unterbrechen, wenn die Stromstärke einen vorgegebenen Wert überschreitet
Im allgemeinen erfolgt eine Trennung des Motors vom Stromrichter, wenn beispielsweise die Spannung an der Glättungsdrossel im Ankerkreis oder die Leitdauer eines Transistors einen vorgegebenen Wert überschreitet, gleichzeitig werden die Steuerimpulse des Stromrichters im Ankerstromkreis gesperrt.It is Z. B. from the book by Sachs, "Electric Triebfahrzeuge", Frauenfeld 1953, Verlag Huber & Co, Volume II, p. 405, Fig. 489, known to arrange a direct current high-speed switch in the armature circuit of converter-fed, separately excited direct current motors. Its job is to interrupt the armature circuit if the current exceeds a specified value
In general, the motor is separated from the converter if, for example, the voltage at the smoothing choke in the armature circuit or the conduction time of a transistor exceeds a specified value; at the same time, the control pulses of the converter in the armature circuit are blocked.

Da diese Sicherheitseinrichtungen im Leistungsteil der Anlage angeordnet sind, müssen die Gleichstromschnellschalter für hohe Belastungen ausgelegt sein und erfordern einen hohen Aufwand.
Es ist weiterhin, wie der DT-AS 16 13 872 zu entnehmen ist, eine Einrichtung zur Verhinderung des Kippens eines Wechselrichters bei einer auch im Wechselrichterbetrieb arbeitenden Stromrichteranlage für die Speisung eines Gleichstrommotors vorgeschlagen wor-Since these safety devices are arranged in the power section of the system, the DC high-speed switches must be designed for high loads and require a lot of effort.
Furthermore, as can be seen from DT-AS 16 13 872, a device for preventing an inverter from tipping over in a converter system that also works in inverter operation has been proposed for feeding a DC motor.

den, bei welcher Mittel zur Feldänderung in der Erregerwicklung und Mittel zur Entkoppelung des Erregerstromkreises vom Versorgungsnetz vorgesehen sind, um eine schnelle Entregung des Feldes eines Gleichstrommotors bei Auftreten einer Störung sicherzustellen. the means for changing the field in the field winding and means are provided for decoupling the excitation circuit from the supply network to ensure rapid de-excitation of the field of a DC motor in the event of a fault.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Schutzanordnung gegen Oberströme im Ankerstrom eines fremderregten, stromrichtergespeisten Gleichstrom- oder Mischstrommotors zu schaffen, bei welchem im Anker-Stromkreis ein in Gewicht und Raumbedarf aufwendiger Gleichstromschnellschalter vermieden ist und bei welchem die Abschaltung in einer so kurzen Zeit erfolgt, daß sich im Störungsfalle kein die gesamte Einrichtung gefährdender Überstrom ausbilden kann.It is the object of the invention to provide a protection arrangement against overcurrents in the armature current of an externally excited, To create converter-fed direct current or mixed current motor, in which in the armature circuit a DC high-speed switch, which is expensive in terms of weight and space requirements, is avoided and with which the shutdown takes place in such a short time, that in the event of a malfunction no overcurrent can develop which could endanger the entire device.

Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß gleichzeitig mit der Sperrung der Steuerimpulse des Stromrichters im Ankerstromkreis auch die Steuerimpulse der Stromrichteranordnung im Erregerstromkreis gesperrt werden und daß im Stromkreis der Erregerwicklung eine von dem Ankerüberstrom oder/und von der Spannungszeitfläche der Glättungsdrossel abhängige Zwangslöschanordnung vorgesehen ist und daß zur Feldentregung an die Feldwicklung eine kapazitive Speicherstufe angeschlossen istThe solution to the problem posed is, according to the invention, that simultaneously with the blocking the control pulses of the converter in the armature circuit also the control pulses of the converter arrangement are blocked in the excitation circuit and that in the circuit of the excitation winding one of the armature overcurrent or / and the forced quenching arrangement dependent on the voltage time area of the smoothing choke is provided and that a capacitive storage stage is connected to the field winding for field de-excitation is

Diese Schutzanordnung ermöglicht unabhängig von dem Zeitwert der an einem der Stromrichter-Thyristoren im Feldstromkreis anliegenden Spannungshalbwel-Ie praktisch eine sofortige Abtrennung des Erregerkreises von der Stromquelle, da der zusätzliche Thyristor im Feldkreis gelöscht wird. Durch die kapazitive Speicherstufe ist eine schnelle Entregung des Feldes gewährleistet Hierdurch ist ein schnelles Verschwinden der Motor-EMK im Ankerstromkreis sichergestellt This protection arrangement enables the at one of the converter thyristors to be independent of the time value Voltage half-waves present in the field circuit practically result in immediate disconnection of the excitation circuit from the power source, as the additional thyristor in the field circuit is deleted. Due to the capacitive Storage level ensures rapid de-excitation of the field This means that it disappears quickly the motor EMF is ensured in the armature circuit

Grundsätzlich ist die Verwendung von Schaltthyristoren bei gleichstromgespeisten Motoren bereits aus dem Aufsatz »Elektronischer Gleichstromsteller für einen Trolleybus« von Peter und Faust, abgedruckt in den Brown Boveri Mitteilungen, 1966, S. 715 bis 721, bekannt Hier erfolgt der Einsatz der Schaltthyristoren jedoch nicht in einem Feldstromkreis. Es ist weiterhin bereits eine kapazitive Speicherstufe, welche aus einer Parallelschaltung einer Kapazität und einem ohmschen Widerstand besteht und welche in Reihe zu einer Elektronenröhre (Diode) geschaltet ist, aus der GB-PS 6 16 096 bzw. der US-PS 25 04 878 bekanntIn principle, the use of switching thyristors in motors fed with direct current has already been discontinued the essay "Electronic DC power controller for a trolleybus" by Peter and Faust, printed in the Brown Boveri Mitteilungen, 1966, pp. 715 to 721, known This is where the switching thyristors are used but not in a field circuit. It is still a capacitive storage stage, which consists of a parallel connection of a capacitance and an ohmic resistor and which in series an electron tube (diode) is connected, known from GB-PS 6 16 096 and US-PS 25 04 878

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient als Zwangslöscheinrichtung eine Serienschaltung aus einem Hilfsventil und einem Löschkondensator, welche der aus einer Diodenbrücke und einem der Diodenbrücke nachgeschalteten Thyristor bestehenden Stromrichteranordnung im Erregerstromkreis parallel geschaltet ist, wobei der Löschkondensator über den eine Diode und einem vorgeschalteten Widerstand enthaltenden Sekundärkreis eines vom Versorgungsnetz gespeisten Hilfstransformators aufladbar istIn a preferred embodiment of the invention, a series circuit is used as the forced extinguishing device from an auxiliary valve and a quenching capacitor, which is made up of a diode bridge and a thyristor connected downstream of the diode bridge in the excitation circuit is connected in parallel, the quenching capacitor via the one diode and one upstream Resistance-containing secondary circuit of an auxiliary transformer fed by the supply network can be charged is

Bei einer weiteren Ausführungsform dient als Zwangslöscheinrichtung die Serienschaltung aus einem Hilfsventil und einem Löschkondensator, welche zu jedem der Thyristoren der aus einer halbgesteuerten Brücke mit Thyristoren sowie Dioden bestehenden Stromrichteranordnung im Erregerstromkreis parallel geschaltet ist, wobei jeder Löschkondensator über einen aus einer Diode und einem vorgeschalteten Widerstand bestehenden Zweig eines symmetrisch aufgebauten Sekundärkreises eines vom Versorgungsnetz gespeisten Hilfstransformators aufladbar istIn a further embodiment, the series connection of one serves as a forced extinguishing device Auxiliary valve and a quenching capacitor, which are connected to each of the thyristors from a semi-controlled Bridge with thyristors and diodes existing power converter arrangement in the excitation circuit in parallel is connected, each quenching capacitor via a diode and an upstream one Resistance existing branch of a symmetrically constructed secondary circuit from the supply network powered auxiliary transformer is chargeable

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung besteht die kapazitive Speicherstufe aus der Serienschaltung einer Diode und eines Kondensators und aus einem parallel zu dem Kondensator angeordneten Widerstand.In one embodiment of the invention, the capacitive storage stage consists of a series circuit Diode and a capacitor and a resistor arranged in parallel with the capacitor.

Schließlich besteht bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung die kapazitive Speicherstufe aus der Parallelschaltung eines Thyristors und eines Kondensators, wobei parallel zu dem Thyristor ein weiterer Thyristor mit einem vorgeschalteten Löschkondensator angeordnet ist, welcher durch eine Diode mit einem vorgeschalteten Widerstand aufladbar istFinally, in a further embodiment of the invention, the capacitive storage stage consists of the parallel connection of a thyristor and a capacitor, with a further parallel to the thyristor Thyristor is arranged with an upstream quenching capacitor, which is through a diode with a upstream resistor is chargeable

An Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung im folgenden beschrieben. Es zeigtThe invention is described below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawings. It shows

F i g. 1 die Schaltung von Anker- und Feldstromkreis einer Schutzanordnung nach der Erfindung mit antiparallelgeschalteten Thyristoren und einer nachgeschalteten Gleichrichterbriicke für den Feldstromkreis,F i g. 1 the circuit of the armature and field circuit of a protection arrangement according to the invention with anti-parallel connected Thyristors and a downstream rectifier bridge for the field circuit,

F i g. 2 eine weitere Schaltung nach der Erfindung mit einer halbgesteuerten Thyristorbrücke für die Versorgung des Feldstromkreises,F i g. 2 shows another circuit according to the invention with a half-controlled thyristor bridge for the supply of the field circuit,

F i g. 3 eine weitere Schaltung nach der Erfindung mit halbgesteuerter Thyristorbrücke im Feldstromkreis undF i g. 3 shows a further circuit according to the invention with a half-controlled thyristor bridge in the field circuit and

Fig.4 eine weitere Schaltung mit antiparallelgeschalteten Thyristoren und nachgeschalteter Gleichrichterbrücke. 4 shows another circuit with anti-parallel connections Thyristors and downstream rectifier bridge.

In den Schaltungen sind die an sich bekannten Einrichtungen für die Sperrung der Steuerimpulse des Stromrichters im Ankerkreis sowie die Einrichtung im Ankerkreis zum Vergleich der Spannung an der Glättungsdrossel oder der Leitdauer eines Transistors mit einem vorgegebenen Wert der Übersichtlichkeit halber nicht dargestelltThe devices known per se are in the circuits for blocking the control pulses of the converter in the armature circuit as well as the device in the Armature circuit to compare the voltage at the smoothing reactor or the conduction time of a transistor with a predetermined value is not shown for the sake of clarity

In F i g. 1 wird der Ankerstromkreis eines fremderregten Gleichstrom- oder Mischstrommotors 1 über den Transformator 2, den halbgesteuerten Stromrichter 3 und die Glättungsdrossel 4 aus einem nicht dargestellten Versorgungsnetz gespeist Mit dem Transformator 2 ist über die antiparallelgeschalteten Thyristoren 5 und 6 der Transformator 7 des Erregerstromkreises gekoppelt, dessen Sekundärseite die Gleichrichterbrückenschaltung 8 nachgeschaltet ist An dem Ausgang dieser Schaltung liegt die Erregerwicklung 9 in Reihe mit dem Thyristor 11. Der ohmsche Widerstand der Erregerwicklung ist mit 10 bezeichnet Parallel zur Erregerwicklung 9 ist die Serienschaltung aus Diode 12 und Kondensator 13 angeordnet, wobei parallel zu dem Kondensator 13 der Widerstand 14 liegt Dem Thyristor 11 ist ebenfalls eine Serienschaltung, und zwar aus der Diode 15 und dem Löschkondensator 16, parallel geschaltet Der Löschkondensator 16 ist über den Widerstand 17 und die Diode 18 im Sekundärkreis des Hilfstransformators 19 angeordnet, der über den Transformator 2 aus dem Versorgungsnetz gespeist wird. Die Erregerstromstärke wird mittels der Thyristoren 5 und 6 gesteuert; damit sich der Erregerstrom einstellt, ist Thyristor 11 gezündet Gleichzeitig ist der Löschkondensator 16 über den Widerstand 17 und die Diode 18 vom Transformator 19 aufgeladen.In Fig. 1 becomes the armature circuit of a separately excited DC or mixed current motor 1 via the transformer 2, the semi-controlled converter 3 and the smoothing choke 4 fed from a supply network (not shown) with the transformer 2, the transformer 7 of the excitation circuit is coupled via the anti-parallel connected thyristors 5 and 6, whose secondary side is followed by the rectifier bridge circuit 8 at the output of this Circuit, the excitation winding 9 is in series with the thyristor 11. The ohmic resistance of the excitation winding is denoted by 10. In parallel with the excitation winding 9 is the series circuit of diode 12 and Capacitor 13 arranged, the resistor 14 being parallel to the capacitor 13 The thyristor 11 is also a series circuit, namely from the diode 15 and the quenching capacitor 16, in parallel The quenching capacitor 16 is connected via the resistor 17 and the diode 18 in the secondary circuit of the Auxiliary transformer 19 is arranged, which is fed via the transformer 2 from the supply network. The excitation current is controlled by means of the thyristors 5 and 6; so that the excitation current is set, thyristor 11 is ignited. At the same time, the quenching capacitor is activated 16 charged via the resistor 17 and the diode 18 from the transformer 19.

Überschreitet der Ankerstrom seinen zulässigen Wert, so werden mittels den an sich bekannten Einrichtungen im Ankerstromkreis die Steuerimpulse des Stromrichters 3 gesperrt, die Thyristoren 5 und 6 mit Zündsperren belegt und der Thyristor 15 gezündet, so daß die volle Spannung des Löschkondensators 16 amIf the armature current exceeds its permissible value, the known devices the control pulses of the converter 3 blocked in the armature circuit, the thyristors 5 and 6 with Ignition locks occupied and the thyristor 15 ignited, so that the full voltage of the quenching capacitor 16 on

Thyristor 11 liegt und diesen sperrt. Als Folge davon entlädt sich die magnetische Energie der Erregerwicklung 9 und treibt einen Strom über den Widerstand 10 und den Kondensator 35, wobei dieser aufgeladen wird und die Erregerwicklung 9, Widerstand 10 und Kondensator 35 einen Schwingkreis bilden. Auf diese Weise wird zunächst die magnetische Feldenergie der Erregerspule in elektrische Energie umgewandelt. Sie wird in Wärmeenergie in dem hochohmigen Widerstand 14 übergeführt, der mit dem Kondensator 13 parallel geschaltet ist Sobald die Thyristoren des Stromrichters 3 ihr Sperrverhalten wiedererlangt haben, wird der normale Betrieb durch Zünden der Thyristoren 5,6 und 11 und der betreffenden Thyristoren des Stromrichters 3 wieder aufgenommen.Thyristor 11 is and blocks it. As a result, the magnetic energy of the excitation winding is discharged 9 and drives a current through the resistor 10 and the capacitor 35, which is charged and the excitation winding 9, resistor 10 and capacitor 35 form an oscillating circuit. In this way the magnetic field energy of the excitation coil is first converted into electrical energy. she is converted into thermal energy in the high-resistance resistor 14, which is parallel to the capacitor 13 is switched As soon as the thyristors of the converter 3 have regained their blocking behavior normal operation by triggering thyristors 5, 6 and 11 and the relevant thyristors of the converter 3 resumed.

Der Ankerstromkreis der F i g. 2 stimmt mit demjenigen der F i g. 1 überein. Im Erregerstromkreis ist ebenfalls der Erregerwicklung 9 die Serienschaltung aus Diode 12 und Kondensator 13 parallel geschaltet, wobei der Widerstand 14 zu dem Kondensator 13 parallel liegt Die Energieversorgung des Erregerstromkreises erfolgt ebenfalls über Transformator 2, während die Energieversorgung der Kommutierungseinrichtungen für die symmetrisch halbgesteuerte Brücke 21 mit den Gleichrichterventilen 22, 23 und den Thyristören 24, 25 über den weiteren Transformator 20 erfolgt Im Sekundärkreis des Transformators 20 sind für die Thyristoren 24 bzw. 25 die Zwangskommutierungseinrichtungen, bestehend aus dem Thyristor 26 bzw. 27, der Kapazität 28 bzw. 29, dem Widerstand 30 bzw. 31 und der Diode 32 bzw. 33, angeordnet. Während des störungsfreien Betriebes wird der Erregerstrom mit Hilfe des Stromrichters 21 in Anschnittsteuerung eingestellt Die Thyristoren 26 und 27 sind gesperrt, während die Löschkondensatoren 28, 29 über die Widerstände 30 bzw. 31 und die Dioden 32 bzw. 33 geladen sind. Bei Überschreiten der zulässigen Ankerstromstärke werden die Thyristoren 26 und 27 gezündet in an sich bekannter Weise, wobei die Steuerimpulse des Stromrichters im Ankerstromkreis gesperrt werden. Nach Zünden des Thyristors 26 bzw. 27 liegt die Spannung des Löschkondensators am Thyristor 24 bzw. 25, so daß der betreffende Thyristor sein.Sperrverhalten wiedererlangt Als Folge davon fließt der Erregerstrom, ebenso wie in der Anordnung nach F i g. 1, über die Diode 12 in den Kondensator 13, so daß die Feldenergie der Erregerspule .9 in dem hochohmigen Widerstand 14 in Wärmeenergie übergeführt wird. Sobald die Thyristoren des Stromrichters 3 ihr Sperrverhalten erreicht haben, wird der normale Betrieb durch Zünden der Thyristoren 24 bzw. 25 und der betreffenden des Stromrichters 3 wieder aufgenommen. Die Thyristoren 26 und 27 erhalten ihr Sperrverhalten nach Beendigung des Zwangskommutierungsvorganges von selbstThe armature circuit of FIG. 2 agrees with that of FIG. 1 match. There is in the excitation circuit the series circuit of diode 12 and capacitor 13 is also connected in parallel to excitation winding 9, the resistor 14 being parallel to the capacitor 13. The energy supply of the excitation circuit also takes place via transformer 2, while the energy is supplied to the commutation devices for the symmetrically half-controlled bridge 21 with the rectifier valves 22, 23 and the thyristors 24, 25 takes place via the further transformer 20. In the secondary circuit of the transformer 20 are for the thyristors 24 or 25 the forced commutation devices, consisting of the thyristor 26 or 27, the capacitance 28 or 29, the resistor 30 or 31 and the diode 32 or 33, respectively. During the For trouble-free operation, the excitation current is set with the aid of the converter 21 in the gating control The thyristors 26 and 27 are blocked, while the quenching capacitors 28, 29 via the resistors 30 and 31 and the diodes 32 and 33 are charged. If the permissible armature current is exceeded the thyristors 26 and 27 are triggered in a manner known per se, the control pulses of the Converter are locked in the armature circuit. After triggering the thyristor 26 or 27, the voltage is applied of the quenching capacitor at the thyristor 24 or 25, so that the thyristor in question sein.Sperrffekt regained As a result, the excitation current flows, as in the arrangement of FIG. 1, about the diode 12 in the capacitor 13, so that the field energy of the excitation coil .9 in the high-resistance Resistance 14 is converted into thermal energy. As soon as the thyristors of the converter 3 have their blocking behavior have reached normal operation by triggering the thyristors 24 or 25 and the relevant of the converter 3 resumed. The thyristors 26 and 27 receive their blocking behavior Completion of the forced commutation process by itself

Im Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 3 ist der halbgesteuerte Stromrichter 3 der F i g. 2 durch einen vollgesteuerten Stromrichter 34 ersetzt während die Energieversorgung des Erregerstromkreises wie in F i g. 2 über eine halbgesteuerte Brücke mit Zwangskommutierungseinrichtungen erfolgt Der Erregerwicklung 9 ist die Parallelschaltung von Kondensator 35 und Thyristor 36 parallel geschaltet. Dem Thyristor 36 ist seinerseits die Serienschaltung aus Thyristor 37 und Löschkondensator 38 parallel geschaltet, der im Sekundärkreis des Transformators 20 angeordnet und über den Widerstand 39 und die Diode 40 aufgeladen ist Im störungsfreien Betriebszustand sind die Thyristoren 36 und 37 gesperrt. Nimmt die Ankerstromstärke einen unzulässig hohen Wert an, so werden die Steuerimpulse des Stromrichters 34 gesperrt, und der Erregerstromkreis wird wie in dem Ausführungsbeispiel in Fig.2 vom Versorgungsnetz entkoppelt. Als Folge davon fließt der Erregerstrom in den Kondensator 35 und lädt diesen auf, wobei die Erregerwicklung 9, der Widerstand 10 und der Kondensator 35 einen Schwingkreis bilden. Sobald der Kondensator 35 seine gespeicherte Energie wieder abgegeben hat, wird der Thyristor 36 gezündet so daß also der Kondensator 35 kurzgeschlossen ist Dadurch geht die eingesetzte Schwingung in einen Ausgleichsvorgang über, dessen Zeitkonstante durch die Induktivität der Erregerwicklung 9 und den ohmschen Widerstand 10 bestimmt ist Gleichzeitig wechselt mit der Richtung des Erregerstromes die elektromotorische Kraft des Motors 1 ihr Vorzeichen. Als Folge davon erfolgt die Zwangskommutierung der Thyristoren des Stromrichters 34 im Ankerstromkreis, so daß jeder Thyristor sein Sperrverhalten wiedererlangen kann. Sobald dies gewährleistet ist wird der Thyristor 37 gezündet, so daß der Thyristor 36 mit Hilfe der Entladung des Löschkondensators 38 sein Sperrverhalten wiedererlangt. Die noch vorhandene Energie des Erregerstromkreises verursacht in dem Kreis aus Erregerwicklung 9, Widerstand 10 und Kondensator 35 eine erneute Schwingung, so daß der Strom nach einer Halbschwingung in der Erregerwicklung wieder in seiner ursprünglichen Richtung fließt Gleichzeitig werden die Thyristoren 24 und 25 angesteuert so daß der normale Betrieb wieder eingeleitet wird.In the embodiment according to FIG. 3 is the semi-controlled converter 3 of FIG. 2 through a fully controlled Converter 34 replaces during the energy supply of the excitation circuit as in FIG. 2 The field winding 9 is carried out via a half-controlled bridge with forced commutation devices the parallel connection of capacitor 35 and thyristor 36 connected in parallel. The thyristor 36 is in turn the series circuit of thyristor 37 and quenching capacitor 38 connected in parallel, the one in the secondary circuit of the transformer 20 is arranged and charged via the resistor 39 and the diode 40 Im trouble-free In the operating state, the thyristors 36 and 37 are blocked. The armature current increases impermissibly high value, the control pulses of the converter 34 are blocked, and the excitation circuit is as in the embodiment in Fig.2 decoupled from the supply network. As a result, the exciting current flows into the capacitor 35 and charges this on, the excitation winding 9, the resistor 10 and the capacitor 35 forming a resonant circuit form. As soon as the capacitor 35 has released its stored energy again, the thyristor 36 becomes ignited so that the capacitor 35 is short-circuited in a compensation process, the time constant due to the inductance of the excitation winding 9 and the Ohmic resistance 10 is determined. At the same time, the electromotive direction changes with the direction of the excitation current Force of the motor 1 its sign. As a result, the forced commutation takes place Thyristors of the converter 34 in the armature circuit, so that each thyristor regain its blocking behavior can. As soon as this is ensured, the thyristor 37 is ignited, so that the thyristor 36 with the help the discharge of the quenching capacitor 38 regains its blocking behavior. The remaining energy of the excitation circuit caused in the circuit of excitation winding 9, resistor 10 and capacitor 35 a renewed oscillation, so that after a half oscillation in the excitation winding, the current returns to its original direction flows Simultaneously, the thyristors 24 and 25 are controlled so that the normal Operation is initiated again.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig.4 unterscheidet sich von dem in F i g. 3 dadurch, daß zur Energieversorgung des Erregerkreises eine Gleichrichterbrükke wie in F i g. 1 vorgesehen ist. Deshalb ist im Gleichstromteil ebenfalls ein Thyristor 11 angeordnet um die Entkopplung des Erregerstromkreises vom Versorgungsnetz vornehmen zu können. Die Löschkondensatoren 16 und 38 werden von je einem Zweig der Sekundärwicklung des Hilfstransformators 41 über die Diode 42 bzw. 43 und den Widerstand 44 bzw. 45 gespeist Sobald die Thyristoren des Stromrichters 34 ihr Sperrverhalten wiedererlangt haben, wird der normale Betrieb durch Zünden der Thyristoren 5,6 und 11 und der betreffenden Thyristoren des Stromrichters 34 wieder aufgenommen.The embodiment according to Figure 4 differs differs from that shown in FIG. 3 characterized in that a rectifier bridge for supplying energy to the excitation circuit as in Fig. 1 is provided. Therefore, a thyristor 11 is also arranged around the DC part To be able to decouple the excitation circuit from the supply network. The quenching capacitors 16 and 38 are each of a branch of the secondary winding of the auxiliary transformer 41 via the diode 42 or 43 and the resistor 44 or 45 fed as soon as the thyristors of the converter 34 their blocking behavior have regained normal operation by firing thyristors 5,6 and 11 and the relevant thyristors of the converter 34 resumed.

Erfindungsgemäß wird die Zwangskommutierung im Ankerstromkreis auf der leistungsschwachen Seite des Antriebs, nämlich auf der Erregerseite, eingeleitet Deshalb sind die Hilfsmittel zur Vermeidung von unzulässigen Überströmen im Ankerkreis einfacher und erfordern einen wesentlich geringeren Aufwand als bei den bekannten Einrichtungen.According to the invention, the forced commutation in the armature circuit is on the low-power side of the Drive, namely on the exciter side, initiated. Therefore, the aids to avoid impermissible Overflow in the armature circuit is easier and requires significantly less effort than with the known institutions.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Protection arrangement against overcurrents in the armature circuit of an externally excited converter-fed Direct current or mixed current motor, characterized in that the control pulses of the converter are blocked simultaneously In the armature circuit, the control pulses of the converter arrangement are also blocked in the excitation circuit and that in the circuit of the excitation winding (9, 10) one of the armature overcurrent and / or a forced quenching arrangement dependent on the voltage time area of the smoothing throttle (4) (15 to 19 or 15, 16, 41, 42, 44 or 26 to 33) is provided and that for field de-excitation to the Field winding a capacitive storage stage (12 to 14 or 35 to 38) is connected

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that a series circuit is used as a forced extinguishing device from an auxiliary valve (15) and a quenching capacitor (16) is used, which from a Diode bridge (8) and a thyristor (11) connected downstream of the diode bridge (8) Converter arrangement is connected in parallel in the excitation circuit, the quenching capacitor (16) via the one containing a diode (18 or 42) and an upstream resistor (17 or 44) Secondary circuit of an auxiliary transformer (19) fed by the supply network can be charged (Figs. 1 and 4).

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that the series circuit is used as a forced extinguishing device from an auxiliary valve (26 or 27) and a quenching capacitor (28 or 29) which to each of the thyristors (24,25) from a half-controlled bridge (21) with thyristors (24, 25) as well Diodes (22, 23) existing converter arrangement in the excitation circuit connected in parallel is, each quenching capacitor (28, 29) via one of a diode (30 or 31) and an upstream one Resistance (32 or 33) existing branch of a symmetrically constructed secondary circuit an auxiliary transformer (20) fed by the supply network can be charged (FIGS. 2 and 3).

4. Arrangement according to claim 1, characterized in that the capacitive storage stage from the, Series connection of a diode (12) and a capacitor (13) and one in parallel with the capacitor arranged resistor (14) consists (F i g. 1 and 2).

5. Arrangement according to claim 1, characterized in that the capacitive storage stage from the There is parallel connection of a thyristor (36) and a capacitor (35), in parallel with the Thyristor (36), a further thyristor (37) with an upstream quenching capacitor (38) is arranged which can be charged by a diode (40) with an upstream resistor (39) (FIG. 3).