DE1613839B1 - Schutzeinrichtung fuer eine aus mindestens einer halbgesteuerten Dreiphasengleichrichterbruecke bestehenden Stromrichteranordnung mit Halbleiterventilen zur Speisung vonSenderoehren - Google Patents

Description

• Die Exfindung bezieht sich auf eine Schutzeinrichtung für eine aus einem Wechselstromnetz gespeiste, aus mindestens einer halbgesteuerten Dreiphasengleichrichterbrücke bestehende Stromrichteranordnung mit Halbleiterventilen und mit parallel zu den Gleichstromklemmen der Gleichrichterbrücke liegender Freilaufdiode zur Speisung von Senderöhren. Zur Spannungsversorgung von Senderöhren werden vorwiegend gleichgerichtete Wechselspannungen verwendet. Wegen ihrer höheren Lebensdauer und ihrer ständigen Betriebsbereitschaft werden zunehmend un gesteuerte und gesteuerte Halbleiterventile eingesetzt. Diese Dioden und Thyristoren sind im Vergleich zu den bisher eingesetzten Stromrichtergefäßen gegen Spannungs- und Stromüberlastungen sehr empfindlich. Es muß daher mit besonderer Sorgfalt dafür gesorgt werden, daß sie beim Auftreten von Überschlägen an den Senderöhren und bei den daraufhin eingeleiteten Abschaltvorgängen nicht zerstört werden. Dies gilt besonders für die aus Gründen der Regel- und Steuerbarkeit in den Stromrichtern eingesetzten Thyristoren.
• Es sind Anordnungen bekannt, bei denen im Störungsfalle auf der Primärseite des Stromrichtertransformators Schalter oder Schütze ausgelöst werden. Da in diesem Fall der Stromrichter entsprechend der Ausschaltverzugszeit des Schalters überdimensioniert werden muß, kommt diese Methode aus Gründen des Ventilaufwandes praktisch nur für ungesteuerte Ventile und nur für schnelle Schaltgeräte in Frage. Sie ist, da Hochspannungsschaltgeräte zu langsam sind, also auf die Niederspannungseinspeisung beschränkt.
• Es sind auch Anordnungen mit steuerbaren Stromrichtern bekannt, bei denen im Störungsfalle eine Gittersperrung vorgenommen wird. Bei dieser Anordnung müssen die steuerbaren Ventile so dimensioniert werden,, daß sie auch nach voraufgegangener Überlastung durch den auflaufenden Kurzschlußstrom in der nächsten Periode wieder voll sperrfähig sind. Das bedeutet eine Überdimensionierung der Ventile. Damit der Kurzschlußstrom bis zum Wirksamwerden der Gittersperre nicht zu hoch aufläuft, muß darüber hinaus die gleichstromseitige Glättungsdrossel erheblich überdimensioniert werden, was einen Sendertastbetrieb mit dem Stromrichter wesentlich erschweren würde.
• Es ist bekannt, parallel zu den Gleichstromklemmen einer Dreiphasengleichrichterbrücke mit Halbleiterventilen eine Freilaufdiode anzuordnen (Zeitschrift »Elektrie«, 1966, S. 437).
• Bekannt ist es auch, an die Wechselstrom anschlösse einer Gleichrichterbrücke eine ungesteuerte Hilfsgleichrichterbrücke anzuschließen, deren Gleichstromklemmen mit einem RC-Glied verbunden sind (Zeitschrift »Elektrie«, 1967, S. 208).
• Bei einer Gleichstrommotorspeisung mit gesteuerten Si liziumgleichrichtern ist es schließlich bekannt, eine im wesentlichen aus einem Kondensator und einem Thyristor bestehende Zwangslöscheinrichtung vorzusehen, mit deren Hilfe der gesteuerte Siliziumgleichrichter zwangsweise ausgeschaltet werden kann ().,Elin-Zeitschrift«, Juni 1965, S. 17).
• Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Stromrichteranordnung zur Speisung von Senderöhren zu schaffen, die unter Einsatz von Halbleiterventilen eine regel- bzw. steuerbare Speisespannung für die Senderöhre zur Verfügung stellt, die weitgehend sicherstellt, daß bei Störungsfällen und den daraufhin eingeleiteten Abschaltvorgängen die eingesetzten Halbleiterventile nicht zerstört werden und die die obengenannten Nachteile nicht aufweist.
• Demzufolge besteht die Erfindung bei der eingangs beschriebenen Schutzeinrichtung darin, daß zusätzlich jeweils die eine Klemme einer im wesentlichen aus einem Kondensator und einem Thyristor bestehenden Zwangslöscheinrichtung über Dioden mit den Wechselstromanschlüssen und jeweils die andere Klemme der Zwangslöscheinrichtung mit der von den Thyristoren gebildeten Gleichstromklemme der Gleichrichterbrücke verbunden ist und daß an die Wechselstromanschlüsse der Gleichrichterbrücke eine ungesteuerte Hilfsgleichrichterbrücke angeschlossen ist, deren Gleichstromklemmen mit einem RC-Glied verbunden sind. Eine weitere Lösung besteht darin, daß zusätzlich jeweils die eine Klemme einer im wesentlichen aus einem Kondensator und einem Thyristor bestehenden Zwangslöscheinrichtung über Dioden mit den Wechselstromanschlüssen und jeweils die andere Klemme der Zwangslöscheinrichtung mit der von den Thyristoren gebildeten Gleichstromklemme der Gleichrichterbrücke verbunden ist und daß an der von den Dioden gebildeten Gleichstromklemme der Gleichrichterbrücke und an der mit den Dioden verbundenen Klemme der Zwangslöscheinrichtung über eine Sperrdiode ein RC-Glied angeschlossen ist.
• Mitunter kann es aus Schutz-, Spannungs- oder Glättungsgründen günstig sein, mehrere halbgesteuerte Dreiphasengleichrichterbrücken gleichstromseitig in Reihe zu schalten.
• An Hand zweier in den F i g. 1 und 2 dargestellter Ausführungsbeispiele mit zwei halbgesteuerten Dreiphasengleichrichtern in Reihe sei die Erfindung erläutert.
• Aus einem Drehstromnetz 1 wird über einen nicht näher bezeichneten Schalter die Primärwicklung eines zwei Sekundärwicklungen aufweisenden Transformators 2 gespeist. Jede Sekundärwicklung ist über Sicherungen 3 mit einer aus Dioden 5 a und Thyristoren 5 b aufgebauten halbgesteuerten Dreiphasengleichrichterbrücke 5 verbunden, die gleichstromseitig in Reihe geschaltet sind. Parallel zu den Thyristoren 5 b der beiden Brücken 5 ist über Dioden 6, die als Weichen dienen, je eine im wesentlichen aus einem Thyristor 7 und einem Löschkondensator S bestehende Zwangslöscheinrichtung geschaltet. Der beispielsweise aus einem gesteuerten oder ungesteuerten Gleichrichter, einem Vorwiderstand und einem Transformator bestehende Ladekreis für den Löschkondensator 8 ist nicht näher dargestellt. Parallel zu den Gleichstromklemmen jeder Gleichrichterbrücke 5 ist eine Freilaufdiode 9 geschaltet. An die Wechsel Stromanschlüsse der Gleichrichterbrücken 5 ist jeweils eine ungesteuerte Hilfsgleichrichterbrücke 4 angeschlossen, deren Klemmen mit einem RC-Glied 13 verbunden -sind. Die Drossel 10 dient als Glättungsdrossel für den an die Klemmen 11 und 12 anzuschließenden Lastkreis, der im allgemeinen aus einem Glättungskondensator; einem Modulationstransformator und einer Senderöhre nebst Schutzeinrichtung besteht.
• Um die Welligkeit der gelieferten Gleichspannung gering zu halten und damit den Aufwand für die Glättung herabzusetzen, ist es günstig, die Transformatorsekundärwicklungen gegeneinander in der Phase zu verschieben oder - wie im vorliegenden Beispiel - die Thyristoren 5 6 in verschiedenen Brückenhälften der beiden Gleichrichterbrücken 5 anzuordnen.
• In F i g. 2 ist eine Stromrichteranordnung dargestellt, die mit einer geringeren Zahl von Dioden auskommt als die in F i g. 1 gezeigte Anordnung.
• Die Dioden 5a der Gleichrichtcrbrücken 5 und die Dioden 6 der Zwangslüscheinrichtungen bilden jeweils eine ungesteuerte Gleichrichterbrücke, so daß sie die Aufgabe der Hilfsgleichrichterbrücken 4 mit übernehmen können. Demzufolge sind die Gleichstromklemmen dieser so gebildeten Gleichrichterbrücke mit dem RC-Glied 13 verbunden. Um zu vermeiden, daß sich der Kondensator bei leitendem Thyristor 7 und leitender Diode 9 entlädt, ist in Reihe zum RC-Glied 13 noch eine Blockdiode 14 geschaltet.
• Die Funktionsweise der dargestellten Anordnungen ist folgende.
• Beim Auftreten eines verbraucherseitigen Kurzschlusses, beispielsweise bei einem Röhrenüberschlag, werden die Thyristoren 7 der Zwangslöscheinrichtungen gezündet und dadurch die stromführenden Thyristorzweige der Gleichrichterbrücken 5 durch einen Kondensatorstromstoß gelöscht. Die gleichstromseitig unter anderen in der Glättungsdrosse110 gespeicherte Energie wird über die Freilallfventile 9 vernichtet. Für die wechselstromseitig gespeicherte Energie ist der aus der ungesteuerten Gleichrichterbrücke 4 mit RC-Abschluß 13 bestehende Speicher vorgesehen. Die verbraucherseitige Entlastung im Kurzschlußall kann wie üblich mit Hilfe eines parallel zum Glättungskondensator geschalteten Ignitrons erfolgen.
• Das Auftreten eines Kurzschlußvorganges kann z. B. über einen Gleichstromwandler oder einen Schwellw'ertwandler l1'..1 GleIChst1@o1n:Creis erfaßt werden. Das Ausgangssignal känrt einerseits den Eingang einer Impulsverstärkerstufe beaufschlagen, um die Thyristoren der Löscheinrichtt:ngen zu zünden, und andererseits den Ausgang des zu den Gleichrichterbrücken 5 gehörenden Steuersatzes sperren, damit keine weiteren Zündimpulse für die Gleichrichterbrücken 5 abgegeben werden. Die Thyristoren der Löscheinrichtungen dürfen im übrigen erst dann gezündet werden, wenn ein etwa gerade laufender Zündvorgang in den Gleichrichterbrücken 5 abgeschlossen ist, was mit Hilfe von Verriegelungsschaltungen erreicht werden kann.
• Durch die vorgeschlagener Maßnahmen erhält man eine betriebssichere und wenig aufwendige Strorarichteranordnung zur Speisung von Senderöhren. Die eingesetzten Zwangslöscheinrichtungen gewährleisten einen wesentlich schnelleren Schutz als Schalter und Gittersperrungen. Sie ist auch weniger aufwendig als die Gittersperrung, da der Stromrichter nicht überdimensioniert werden muß und nur halb steuerbar ausgeführt zu werden braucht, es sei denn. daß dor volle Spannungssteuerbereich benötigt wird. Der Mehraufwand für die Löscheinrichtungen hält sich in Grenzen. Das gleiche eilt für den Icapazitivcn Speicher 13, der im Löschaugenblick die vom Transformatorstreufeld gespeicherte Energie aufnimmt.
• Schutz wird nur für die Gesamtheit der Merkmalskombinationen in Anspruch 1 oder 2 begehrt.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Schutzeinrichtung für eine aus einem Wechselstromnetz gespeiste, aus mindestens einer halbgesteuerten Dreiphasengleichrichterbrücke bestehende Stromrichteranordnung mit Halbleiterventilen und mit parallel zu den Gleichstromklemmen der Gleichrichterbrücke liegender Frei-Laufdiode zur Speisung von Senderöhren, dadurch gekennzeichnet. daß zusätzlich jeweils die eine Klemme einer im wesentlichen aus einem Kondensator (8) und einem Thyristor (7) bestehenden Zwangslöscheinrichtung über Dioden (6) mit den Wechselstromanschlüssen und jeweils die andere Klemme der Zwangslöscheinrichtung mit der von den Thvristoren (5 b) gebildeten Gleichstromklemme der Gieichrichterbrücke (5) verbunden ist, und daß an die Wechselstromanschlüsse der Gleichrichterbrücke (5) eine ungesteuerte Hilfsgleichrichterbrücke (4) an-Qeschlossen ist, deren Gleichstromklemmen mit einem RC-Glied (13) verbunden sind.
2. 2. Schutzeinrichtung für eine aus einem Wechselstromnetz gespeiste, aus mindestens einer iialbaesteuerten Dreiphasengleichrichterbrücke bestehende Stromrichteranordnung mit Halbleiterventilen und mit parallel zu den Gleichstromklemmen der Gleichrichterbrücke liegender Frei-Laufdiode zur Speisung von Senderöhren, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ieweils die eine Klemme einer im wesentlichen aus einem Kondensator (8) und einem Thyristor (7) bestehenden Zwangsiöscheinrichtung über Dioden (Ü) mit den Wechselstromanschlüssen und jeweils die andere Klemme der Zwangsiöscheinrichtung mit der von den Thyristoren (5ti) gebildeten Gleichstromklemme der Gleichrichterbrücke (5) verbunden ist und daß an der von den Dioden (5 a) ;ebildeten Gleichstromklemme der Gleich richterbrücke (5) und an der mit den Dioden (0) verbundenen Klemme der Zwangslöscheinrichtung über eine Sperrdiode (14) ein RC-Glied (13) angeschlossen ist.