DE1905076B2 - Anordnung zur stromueberwachung bei verbrauchern, die zur speisung in reihe mit antiparallel geschalteten thyristoren angeordnet sind - Google Patents

Description

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SdaÄ^JS? UTS π""? f ^S-K^Igr^ße' ^{ίη einem solchen Fa}» ^die Speisespannung abgeschal-

so daß die ^ve^rbra«cher unter Umstanden überlastet tet werden. Zu diesem Zweck wird die Ausgangs-

H»„n?f₍T Unterbrechung kann spannung des Schwellwertgliedes7 einem weiteren

iSrS.^W^^dI^™ .^{SchaUer8 ζ}^™«> der durch diese Spannung

Sun _br_ht ^t 4 ν η „ ,

c „^ u/»it»_rK;M„„„ λ c_c j ^{lHallt einer} u^er Verbraucher 2 aus, so wird der

α α "?r thS? S ^{er Erfin} _A ^dunS ^bssteht darin, Strom durch die Primärwicklung des Stromwand-

daß <¥r Schalter abhangig vom Augenblickswert des Iers4 Null. Damit bleibt der den Kondensator K

ν plTne ,· Stromwandlers gesteuert wird. überbrückende Schalter in der Schalteinrichtung 6

D,e Erfindung wird an Hand einiger Ausfühnings- «o geöffnet, und die Kondensatorspannung steigt an, bis be.sp.e1e -n Verbmdung mit den F,g. 1 bis 3 näher die Schwelle des Schwellwertgliedes7 erreicht ist. enaurer . _{Dann wir{J der Scha]ter8 gesc}hi_Ossen und schließt

• w κ 1 Erfindung _in Verbindung mit die Steuerspannung für den Steuersatz kurz. Die

einem Wechselstromsteller gezeigt. Die Anordnung Thyristoren 3 erhalten dann keine Zündimpulse besteht im wesentlichen aus einem Steuersatz 1, der 15 mehr, und die Verbraucher! werden beginnend mit den ant.parallel geschalteten Thymtoren 3 periodisch dem Nulldurchgang der Speisespannung spannungs-ZundimpuJse liefert. In Reihe mit den antiparallei los .ν ν s ν ε

geschalteten Thyristoren 3 ist eine Last 2 und die Wird die Speisung der Verbraucher mittels eines

Primärwicklung eines Stromwandlers 4 geschaltet. Reglers geregelt, so liegt die Schalteinrichtung 6 an Die«-Reihenschaltung!hegt an einer Speisespannung *o der Sekundärseite des den Istwert liefernden Strom-{Λ. Die Sekundärwicklung des Stromwandlers 4 ist Wandlers

mit einem Zweiweggleichrichter 5 verbunden, dessen In einem solchen Regelkreis ist ein Regelverstär-

Ausgangsspannung einer Schalteinrichtung 6 züge- kerlO und ein zusätzlicher Gleichrichter 11 zur fuhrt wird. Diese _ Schalteinrichtung besteht im Istwertbildung vorgesehen. Der Gleichrichter 11 wesentlichen aus einem Kondensator K, der über *5 liefert eine dem Mittelwert des Verbraucherstromes «non \\ iderstand an einer Gleichspannungsquelle proportionale Spannung, die den Istwert bildet. Das hegt, undlaus einem Schalter Sch, der zu dem Kon- Schwellwertglied 7 kann hierbei statt auf den densatur Λ parallel hegt Dieser Schalter wird hier Schalter 8 auch direkt auf den Regelverstärker 10 z. B. durch ein nicht näher bezeichnetes Relais be- einwirken, indem es z. B. einen elektronischen tatigt. Die Kondensatorspannung wird einem 30 Schalter betätigt, der die Eingangsspannung in einer Schwcllwertghed 7 zugeführt, das beim Überschreiten der Verstärkerstufen des Regel Verstärkers 10 kurzsemer Schwellspanming leitend wird. Die Ausgangs- schließt. Damit ist die Steuerspannung für den spannung des Schwellwertghedes 7 liegt dann an Steuersatz 1 gleich Null, so daß die Thyristoren 3 einer Signaleinrichtung 5, die damit ein Signal abgibt. keine Zündimpulse mehr erhalten und die Verbrau-

Der Steuersatz I gibt Zündimpulse an die Thyri- 35 eher 2 beim nächsten Nulldurchgang der Speisestoren 3 ab. Die Zundimpulse haben einen bestimm- spannung spannungslos werden. Die Schalteinrichten Phasenwinkel in bezug auf die Speisespan- tung 6 spricht auch dann an, wenn der Istwert des nung t/,. Damit fließt durch den Verbraucher 2 und Regelkreises ausfällt. Dies tritt vielfach dort auf, durch die Primärwicklung des Stromwandlers 4 ein wo Verbraucher und Regler räumlich getrennt sind bestimmter Strom. An der Bürde des Stromwandlers 40 und längere Leitungen in der Rückführung benötigt fällt eine diesem Strom proportionale Spannung ab. werden. Wird die Überwachungsanordnung aus-Diese .Spannung wird im Gleichrichters gleich- schließlich für diesen Zweck benötigt, so kann sie gerichtet. Die gleichgerichtete Spannung steuert auch in Verbindung mit Verbrauchern eingesetzt den den Kondensator der Schalteinrichtung 6 über- werden, die nicht über einen Hochspannungstransbriickcndcn Schalter leitend. Der Kondensator wird 45 formafor gespeist werden.

damit periodisch entladen. Damit erreicht die Kon- In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der

densatorspannung die Schwellspannung des Schwell- Erfindung gezeigt. In dieser Figur ist insbesondere wertgliedes7 nicht, so daß die Signaleinrichtung .V die Schalteinrichtung 6 näher erläutert. Diese Schaltkein Signal abgeben kann. Die Schwellspannung des einrichtung besteht im wesentlichen aus einem Schwellwertgliedes wird erst dann erreicht, wenn der 50 Kondensator K, einem Widerstand r, zwei Transi-Kondensator etwas langer als eine Halbperiode der stören p\ und /;2, zwei Dioden /?1 und n2, zwei Speisespannung nicht entladen wurde. Schwellwertgliedern 13 und 14 sowie einem Inver-

Bei Stromausfall ist auch der Strom in der Sekun- tierglied 12. Die Rückführung des Reglers ist der därwicklung des Stromwandlers 4 Null, so daß am Übersichtlichkeit halber weggelassen.
Ausgang des Gleichrichters 5 keine Spannung auf- 55 Beim normalen Betrieb erhält der Steuersatz 1 eine tritt. Die Kondensatorspannung steigt nun an und Steuerspannung (7_Hl, die wie bei den vorausgeganerrcicht die Schwellspanming des Sehwellwertglic- gcnen Ausführungsbeispielen einen bestimmten des 7. sofern der Stromausfall wenigstens eine HnIh- Siromfluß durch den Verbraucher 2 und die Primärwelle lang andauert. Damit wird die Signalcinrich- wicklung des Stromwandler 4 einstellt. In der tung .V angesteuert und gibt ein Signal ab. 60 Sekundärwicklung 4' des St rom Wandlers wird eine

Das AusfUhriingsbeispiel nach Fig. 2 ist in Spannung induziert, die im Gleichrichter 5 gleichwesentlichen Teilen Jcm nach Fig. 1 gleich. Im gerichtet wird. Diese Spannung treibt einen Strom Gegensatz ifiizu speisen bei diesem die Thyristoren 3 durch die Steuerstrecke des Transistors pl. Dieser primärseitig einen Hochspannungstransformator 9. wird dadurch leitend gesteuert und entlädt periodisch Se.kundärscitig liegen mehrere in Reihe geschaltete 65 ilen über einen Widerstand /1 an einer Gleichspan-Verbraucher 2. Bei Ausfall eines der Verbraucher nung liegenden Kondensator K. Die Kondensatorlicgt an diesem die gesamte Hochspannung an. Das spannung wird einem Schwcllwertglied 7 zugeführt, kann z. B. zu Isolationsschäden führen Daher inuB dessen Schwelle so bp.mpssen ist HaR es nicht an-

spricht, wenn der Transistor pl zu einer beliebigen Schweliwertgliedes 14, so gibt das Invertierglied 12 Zeit während einer Halbwelle leitend gesteuert einen Strom ab, der über die Diode «2 und über die wurde. Fällt der Verbraucherstrom aus, so wird in Steuerstrecke des Transistors pl fließt und diesen der Sekundärwicklung 4' des Stromwandlers keine leitend steuert. Damit isi der Kondensator K kurz-Spannung mehr induziert, und der Transistor pl 5 geschlossen. Die Schwellspannung des Schwellwertbleibt gesperrt. Die Kondensatorspannung ist dann gliedes7 wird damit nicht erreicht. Damit kann die am Anfang der darauffolgenden Halbwelle soweit Ausgangsspannung des Regelverstärkers 10 ansteiangewachsen, daß die Schwellspannung des Schwell- gen, bis sie nach mehreren Perioden der Speisespanwertgliedes? erreicht wird. Die Ausgangsspannung nung ihren Endwert erreicht. Inzwischen wird der des Schwellwertgliedes 7 wird, wie schon im Zu- io Kondensator K wieder periodisch entladen. Fällt der sammenhang mit Fig. 2 beschrieben, dazu benutzt, Istwert aus, so wird der Transistor pl gesperrt, und die als Steuerspannung für den Steuersatz 1 dienende die Kondensatorspannung steigt an, bis die Schwell-Ausgangsspannung des Regelverstärkers zu Null zu spannung des Schwellwertgliedes erreicht wird. Damachen. 1st die Steuerspannung Null, werden die mit geht die Ausgangsspannung des Regelverstärkers Thyristoren 3 nicht mehr gezündet, und die Ver- 15 gegen Null. Unterschreitet sie den Schwellwert des braucher werden beginnend mit dem Nulldurchgang Schwellwertgliedes 14, so wird der Transistor pl der Speisespannung spannungslos. wieder ausgesteuert. Damit erreicht die Konden-

Dabei wird die Schwellspannung des Schwellwert- satorspannung die Schwelle des Schwellwertgliedes 7 gliedes 7 zweckmäßigerweise so gewählt, daß sie von nicht mehr, so daß der Regelverstärker 10 nicht mehr der Kondensatorspannung dann überschritten wird, ao gesperrt ist. Das bedeutet aber, daß die Steuerwenn der Verbraucherstrom etwas langer als eine spannung und damit der Zündwinkel der Thyristoren Halbwelle der Speisespannung ausfällt. niemals ganz Null wird und die Last immer noch

Soll nach der Abschaltung der Speisespannung zeitweise an der Speisespannung liegt. Um das zu diese wieder an die Verbraucher gelegt werden, so verhindern, liegt der Steuerstrecke des Transistors pl ist dies mit der oben beschriebenen Anordnung as und der Diode «2 die Kollektor-Emitter-Slrecke des zunächst nicht ohne weiteres möglich, da in der weiteren Transistors p2 parallel, der über das dritte Sekundärwicklung 4' des Stromwandlers keine Span- Schwellwertglied 13, dessen Schwellspannung kleiner nung induziert wird und der Transistor pl daher oder gleich der des Schwellwertgliedes 7 ist, von der nicht leitend gesteuert werden kann. Damit bleibt Kondeneatorspannung angesteuert wird,
aber auch die dem Steuersatz 1 zugeführte Steuer- 30 Damit ist der Transistor p2 bereits leitend, wenn spannung Null. Um ein Einschalten der Speise- der Regelverstärker über das Schwellwertglied rückspannung nach einem Abschalten zu ermöglichen, ist gestellt wird. Das Schwellwertglied 14 ist damit nicht das zweite Schwellwertglied 14 und das Invertier- mehr in der Lage, den Transistor pl auszusteuern, glied 12 vorgesehen, dessen Ausgang über die zweite d. h., die Ausgangsspannung des Regelverstärkcrs Entkopplungsdiode «2 mit der Steuerstrecke des 35 kann auf Null absinken. Damit bleiben auch die Transistors pl verbunden ist. Der Eingang des Verbraucher 2 vollständig von der Versorgungsspan-Schwellwertgliedes 14 liegt am Ausgang des Regel- nung getrennt. Die gesamte Anlage kann erstwiedcr Verstärkers 10. Ist die Ausgangsspannung des Regel- in Betrieb genommen werden, wenn der Kondensator Verstärkers 10 kleiner als die Schwellspannung des durch ein externes Kommando entladen wird.

Hierzu i Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 2 ρ ... Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur ratentansprucne: Stromüberwachung bei Verbrauchern, die zur Spei-

1. Anordnung zur Stomüberwachung bei Ver- sung in Reihe mit antiparallelgeschalteten Thyristobrauchern, die zur Speisung in Reihe mit anti- ren angeordnet sind, denen periodisch abwechselnd parallelgeschalteten Thyristoren angeordnet sind, 5 von einem Steuersatz erzeugte Impulse zugeführt denen periodisch abwechselnd von einem Steuer- sind, deren Phasenlage bezogen auf eine Weohselsatz erzeugte Impulse zugeführt sind, deren spannung in Abhängigkeit von einer Steuerspannung Phasenlage bezogen auf eine Wechselspannung in änderbar ist.

Abhängigkeit von einer Steuerspannung änderbar Eine solche Anordnung ist beispielsweise aus der

ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein io Literaturstelle »ETZ-A« Band 86 (1965) Heft 17, über einen Widerstand an einer Gleichspannungs- Seiten 554 und 555 bekannt.

quelle liegender Kondensator (K) vorgesehen ist, Bei einer solchen Anordnung versagt die übliche

dem ein Schalter (Sch) parallel geschaltet ist, der Methode, den durch den Verbraucher fließenden abhängig von dem Augenblickswert des Verbrau- Strom durch eine Strommessung zu erfassen und cherstromes so steuerbar ist, daß er während der 15 dann ein Signal auszulösen, wenn der Strom Null Fließzeit des Verbraucherstromes geschlossen ist, wird. Bei Verbrauchern, die über antiparallel ge- und daß die Kondensatorspannung an einem schalte Thyristoren gespeist werden, wird nämlich Schwellwertglied mit derart eingestellter Schwelle der Strom auch im Betrieb periodisch während jeder liegt, daß es ein Signal nur dann abgibt, wenn der Halbwelle Null. Eine Überwachungsschaltung darf Schalter wenigstens während der Dauer einer hai- 20 jedoch in einem solchen Fall nicht ansprechen. Eine ben Periode der Wechselspannung nicht geschlos- Mittelwertbildung des Verbraucherstromes ist andesen wurde. rerseits nicht erwünscht, da die dazu infolge des sich

2. Anordnung nach Anspruch 1 für mehrere stark ändernden Formfaktors erforderlichen Glätüber einen Transformator gespeiste Verbraucher, tungsmittel die Anzeige zu stark verzögern würden, wobei der Transformator primärseitig über die 25 Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine antiparallelgeschalteten Thyristoren an einer Überwachungsanordnung für die eingangs genannten Speisespannungsquelle liegt, dadurch gekenn- Verbraucher anzugeben, die bei Stromausfall bereits zeichnet, daß das Signal des Schwellwertgliedes (7) nach einer einzigen Halbwelle der Speisespannung einer Schalteinrichtung derart zugeführt ist, daß anspricht.

diese bei Ausfall eines Verbrauchers die Steuer- 30 Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gespannung abschaltet. löst, daß ein über einen Widerstand an einer Gleich-

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch ge- Spannungsquelle liegender Kondensator vorgesehen kennzeichnet, daß zur Lieferung der Steuerspan- ist, dem ein Schalter parallel geschaltet ist, der abnung ein Regelverstärker (10) derart vorgesehen hängig von dem Augenblickswert des Verbraucherist, daß eingangsseitig die Differenz zwischen 35 stromes so steuerbar ist, daß er während der Fließeinem Sollwert und einem einen Mittelwert des zeit des Verbraucherstromes geschlossen ist, und daß Verbraucherstromes entsprechenden Istwert zu- die Kondensatorspannung an einem Schwellwertglied geführt ist und daß der Istwert von einem primär- mit derart eingestellter Schwelle liegt, daß es ein seitig im Verbraucherstromkreis liegenden Strom- Signal nur dann abgibt, wenn der Schalter wenigstens wandler (4) geliefert wird, und daß der Schalter 40 während der Dauer einer halben Periode der Wech- (Sch) abhängig vom Augenblickswert des Sekun- selspannung nicht geschlossen wurde,
därstromes steuerbar ist. Für manche Anwendungszwecke ist es vorteilhaft,

4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, da- wenn bei Ausfall des Verbraucherstroms nicht nur durch gekennzeichnet, daß der Schalter ein Tran- ein Signal abgegeben, sondern auch die Speisespansistor (p 1) ist, dessen Kollektor-Emitter-Strecke 45 nung abgeschaltet wird. So liegt bei mehreren an dem Kondensator (K) parallel geschaltet ist, und einer Hochspannungsquelle, wie z. B. an der Sekundaß der Transistor (p 1) jeweils durch einen vom därwicklung eines Hochspannungstransformators, Vorhandensein des Verbrauchersromes abhän- liegenden, in Reihe geschalteten Niederspannungsgigen Strom leitend steuerbar ist. Verbrauchern bei Ausfall eines Verbrauchers die

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch ge^ 50 volle Sekundärspannung des Transformators an diekennzeichnet, daß eine weitere Schalteinrichtung sem einen Verbraucher. Das gilt auch dann, wenn vorgesehen ist, durch die der Transistor (p 1) die Verbaucher durch antiparallelgeschaltete leitend steuerbai ist, wenn die Ausgangsgröße des Thyristoren gesteuert werden, die in Reihe mit der Regelverstärkers (10) kleiner als eine durch ein Primärwickung des Hochspannungstransfonmators weiteres Schwellwertglied (14) vorgegebene Span- 55 liegen. Bei Ausfall eines Verbrauchers fließt nämlich nung ist. primärseitig der Leerlaufstrom des Transformators

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch ge- weiter, sofern nicht die Steuerimpulse für die Thyrikennzeichnet. daß ein drittes Schwellwertglied stören abgeschaltet werden. Eine vorteilhafte Weiter-(13) vorgesehen ist, dem die Kondensatorspan- bildung der Erfindung besteht demgemäß darin, daß nung zugeführt ist und dessen Schwellwert kleiner 60 das Signal des Schwellwertgliedes einer Schalteinoder höchstens gleich dem des ersten Schwell- richtung derart zugeführt ist, daß diese bei Ausfall wertgliedes (7) ist, und daß durch das dritte des auf der Sekundärseite des Hochspannungs-Schwellwcrtelied (13) ein weiterer Transistor (p 2) transformator fließenden Stromes die dem Steuerderart leitend steuerbar ist, daß der über das satz zugeführte Steuerspannung abschaltet.
weitere Sch well wertglied (14) fließende Steuer- 65 Bei Regelkreisen kann ein den Istwert liefernder strom für den Transistor (p 1) abgeführt wird. Rückmeldekreis unterbrochen werden. Der Istwert

wird also Null. Das entspricht einem Anwachsen der Differenz zwischen einem vorgegebenen Sollwert