DE1613876A1 - Anordnung zur Strombegrenzung in einem Strompfad der wenigstens einen Thyristor enthaelt - Google Patents

Description

• Anordnung zur Strombegrenzung in einem Strompfad, der wenigstens einen Thyristor enthält Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur S,trombegrenzung in einem Strompfad, der wenigstens einen Thyristor enthält.-Thyristoren können bekanntlich in elektroniscAen Gleichstromstellern zur .'2'Äteuerung des Mittelwertes eines Gleichstromes-verwendet werden. Ferner kann durch Zündeinsatzsteuerung der Thyristoren der Mittelwert eines Wechselstromes verändert werden. Im Gegensatz zu den Gasentladungsventilen sind Thyristoren strommäßig nur wenig überlastbar. Es muß-denhalb in Anlagen mit Thy-risto-ren dafür gesorgt werden, daß unzulässige Überströme auch kurzseitig nicht auftreten können" Verschiedene Gleichstromverbraucher, wie beispielsweise Elektrofilter und Rundfunksenderöhren, erfordern weitgehend trägheitslos arbeitende Stellglieder für eine stufenlose Regelung von Spannung, Strom oder Leistung. Man kann den'Gleichatromverbraucher bekanntlich an eine Anordnung von ungesteuerten Ventilen anschließen und die Sekundärspannung des Gleichrichtertransformators entsprechend der Netzspannung des Verbrauchers wählen. Die Steuerung der Gleichspannung erfolgt dann mittels gesteuerter Ventile in den Primärzuleitungen des Transformators. Durch Zündeinsatzsteuerung der gesteuerten Ventile kann der Mittelwert der Verbraucherspannung stufenlos gesteuert oder geregelt werden. Bei gewissen Verbrauchern können Betriebsstörungen durch Spannungsüberschläge auftreten. Bei Elektrofiltern wird bekanntlich die Filterwirkung bei einem Durchschlag unterbrochen. Die maximale Filterspannung wird deshalb im allgemein so gewählt, daß sie die Durchschlagspannung nicht erreicht. Unter Umständen können solche Durchschläge, die einen entsprechend erhöhten Strom in den Transformatorzuleitungen zur Folge haben, jedoch auch betriebsmäßig auftreten. Nach einem früheren Vorschlag (Patentanmeldung S 98 028 VIIIb/21d2 - PLA 65/1454) wird beispielsweise bei Elektrofiltern die Verbraucherspannung durch Änderung des Löschzeitpunktes der Ventile geregelt. Der Spannungsüberschlag am Filter wird dann für die Auslösung der Löscheinrichtung herangezogen. Sind solche Anlagen zur Erzeugung sehr hoher Gleichspannungen vorgesehen, so hat ein Überschlag im Verbraucherkreis einen entsprechend unzulässig erhöhten Strom Ln den Thyristoren zur Folge, die solche Ströme auch nicht kurzzeitig führen können. Nach der Erfindung wird der Thyristorätroni auf einen einstellbaren Wert dadurch begrenzt, daß in Reihe mit dem Thyristor oder den Thyristoren ein Tr ansduktor vorgesehen ist. Die Vormagnetisierung der Transduktordrossel wird so gewählt, daß im Palle einer Ummagnetisierung des Transduktors durch einen Strom in der Hauptstromwicklung die zulässige Strombelastung des Thyristors gerade noch nicht erreicht ist. Der Steuerstrom des TransdÜktors bestimmt somit den maximalen Thyristorstrom. Es ist bekannt, mit ungesteuerten Ventilen einen Transduktor in Reihe zu schalten, die dann beide zusammen die Steuerung eines Stromes ermöglichen. Das ungesteuerte Ventil übernimmt die Gleichri-chtung und der Transduktor die Einstellung der gewünschten Stromstärke. Die Erfindung beruht nun auf der Erkenntnis, daß die im wesentlichen rechteckige Hysteresieschleife des Transduktorkernes vorteilhaft zur Strombegrenzung eines stromführenden Thyristors herangezogen werden kann. Die Erfindung geht aus von der Überlegung, daß von einem vorgegebenen Arbeitspunkt der Hysteresisschleife<nur eine maximale Stromänderung bis zum Knick der Hysteresieschleife für die entgegengesetzte Induktionsrichtung möglich ist. Der Arbeitspunkt wird-deshalb nach der Erfindung mit Hilfe des Steuerstromes der Tranoduktordrossel so gewählt, daß der durch den Abstand bis zum Knick für die entgegengesetzte Induktionsrichtung gegebene maximale Strom noch unterhalb des zulässigen Stromes für den Thyristor bleibt.
• Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung In Fig. 1 ist die Anwendung der Erfindung für einen elektronischen Wechselstromsteller schematisch veranschaulicht. Fig. 2 zeigt die Stromverhältnisse im Wechselstromsteller nach Fig. 1 in einem Diagramm.
• Nach Fig. 1 sind die freien Gleichstromklemmen eines Gleichstromverbrauchersg beispielsweise einer Prüfanlage für eine Gleichspannung von mehreren hundert kV, in deren Lastkreis betriebsmäßig Kurzschlüsse auftreten, über einen Gleichrichter 3 mit Reihenschaltungen von ungesteuerten Gleichrichtern 4 in Brückenschaltung, von denen jeweils nur ein Gleichrichterelement dargestellt ist, an die Sekundärwicklung eines Stromrichtertransformators 5 angeschlossen, dessen Primärwickluiig über einen elektronischen Wechselstromsteller 6 an ein Drehstromnetz mit den Phasen R, S und T und einem Mittelpunktsleiter M p angeschlossen ist. Der Wechselstromsteller 6 besteht im wesentlichen aus einer Gegenparallelschaltung von Thyristorgruppen 7 und 8 in jeder der Wechselstromzuleitungen der Transformatorprimärwicklung. Von den Thyristorgruppen ist ebenfalls jeweils nur ein Thyristor dargestellt. In Reihe mit jeder Thyristorgruppe ist jeweils ein Transduktor 9 bzw. 10 angeordnet, dessen Steuerstrom so gewählt isti daß ein gerade noch für den Thyristor zulässiger Teil des Kurzschlußstromes über die Hauptwicklung des Transduktors diesen =magnetisiert. Dieser Steuerstrom für die Transduktoren ergibt sich aus der Gleichung is W s = I k - W T Darin ist I s der Steuerstrom für die Tranaduktoren und W, die

  Viindungszahl der Steuerwicklung der Tranod2U-toren und 1 k der

  fließende Kurzschlußstrom und W die Windungszahi-der Haupt-

  wicklung der Transduktoren.

  In Fig. 2 ist die Induktion eines der ven-vendstan Ti:#'anaduktoren-

  und 10 des 'elechselstromstelle ro 6 nach Fig. 1 über dgr Deld-

  stärke aufgetragen. Man erbält die bekannte

  die annähernd Rechteckform hat. Aus dem Produkt das Stouo2stromea

  I mit der Windungezahl W der Steuerwicklung ergibt sich eine

  s 0

  der-Strecke a und b entsprechende Feldstärke Eg dQr oin Arbeite-

  punkt x auf der Hysteresisschleife zugeordnet iet. Do2 Igsansfor-

  matorprimärstrom I -über die Hauptwicklung der Trausduktoren

  T

  mit der Windungazahl 4 T- läßt diesen Arbeitspunkt z In Richtung

  auf die senkrechte Achse für die Induktion B I?andGr2. Dor maximal-

  zulässige Transduktorstrom I T läßt den Arbeitmpv-#*t u in don Be-

  reich- c-positiver Feldstärke H eiandazm. Sobald

  des Bereiches- e, d.i. die rechte Acha(D d3z,

  reicht ist, wandert der Arbeitspunlit in den Bereich poaitiver

  Induktion und begrenzt damit den

  In Verbindung mit der Erfindung kana en u.U. gzenüG,-Qng waa der

  Transduktor so ausgelegt wird, daWer Aur oi#ion TO:LI eor Epannungs-

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  Ein bgaonderer Vorteil der Anordnung nach der Erfindung besteht

  darlia, daß vorübergehende, Insbesondere stoßartige Überströme.'

  keine Betriebaunterbrachung der Anlage zur Folge hab'en, die

  beispielsweise bei der Anwendung einer Gittersperre oder von besonders flinken Sicherungen auftreten würde.
• Im Ausführungebeispiel wurde die Anordnung nach der Erfindung für einen elektronischen Wechselstromsteller beschrieben. Die Erfindung kann jedoch auch zum Schutz von Thyristoren in anderen Stromrichteranlagen angewendefwerden, beispielsweise zum Schutz von Thyristoren in Brückenschaltungen.

Claims (1)

1. Patentanspjrüc*he 1. Anordnung zur Strombegrenzung in einem Strompfad, der wenigstens einen Thyristor-enthält, dadurch gekennzeichnett daß in Reihe mit dem Thyristor (7, 8) oder einer Thyristorgruppe ein#Transduktor (9, 10) vorgesehen ist. 2..Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerstrom (I s ) des Transduktors (9, 1'0) so'gewählt ist" daß der maximale Strom in der Hauptwicklung des Tranaduktors (99 10), welcher das Vorzeichen der Induktion im Transdukior (9, 10) ändert, kleiner ist, als der maximal zulässige Thyristorstrom. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerstrom (I des Transduktors (9, 10) so gewählt istt daß durch einen.auftretenden Überstrom die maximal zulässige Strombelastung des Thyristors (7, 8) nicht überschritten wird. 4. Anwendung der Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2 in einem elektronischen Viechselstromsteller in den Zuleitungen eines Transformators (5), an dem eine Glbichrichtbranlage (3) für hohe Gleichspannung angeschlossen ist, in deren Gleichstromkreis betriebsmäßig Kurzschlüsse auftreten.