DE2130060A1

DE2130060A1 - Overvoltage protection

Info

Publication number: DE2130060A1
Application number: DE19712130060
Authority: DE
Inventors: Hugo Dipl-Ing Klotz
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1971-06-11
Filing date: 1971-06-11
Publication date: 1972-12-28
Also published as: IT956441B

Description

Überspannungsschutz Nach dem Hauptpatent . ... ... (Patentanmeldung P 18 17 669.7) erfolgt für einen Überspannungsschutz für Bordnetzanlagen, die von spannungsgeregelten seibsterregten Klauenpol-1)rehstromgeneratoren mit nachgeschalteten Gleichrichtern versorgt werden, ab einer definierten Überspannung an den Ausgangsklemmen des Generators ein künstlicher Kurzschluß zwischen diesem bei gleichzeitiger Sperrung des Erregerstroms.Overvoltage protection According to the main patent. ... ... (patent application P 18 17 669.7) is used for overvoltage protection for on-board electrical systems that are supplied by voltage-regulated self-excited claw-pole 1) power generators with downstream Rectifiers are supplied from a defined overvoltage at the output terminals the generator creates an artificial short-circuit between it with simultaneous blocking of the excitation current.

Dorartige Anordnungen haben sich bewährt. Will währen des Generatorbetriebes, z.B. durch äußeren Lastabwurf, Abbruch o.dgl., eine gefährliche Überspannung auftreten, dann spricht der Überspannungsschutz an und der Generator wird außer Betrieb gesetzt, ehe die resultierenden Überspannungen schädliche Werte annehmen können. Manchmal sind nur Teile der Anlage schadhaft, und diese kann nach Heraus schaltung der schadhaXen Teile wieder, zumindest vorübergehend, in Betrieb gesetzt werden. Bei Kfz-Anlagen erfolgt eine solche Wiederinbetriebsetzung durch kurzzeitige Still setzung des Generators und damit des Fahrzeuges. Dabei kehrt der den Kurzschluß am Generator verursachende Thyristor von selbst wieder in den Sperrzustand zurück. Nicht immer ist ein Stillsetzen eines Fahrzeuges ohne weiteres möglich. Das gilt auch für Eisenbahnzüge, bei denen die Generatoren mit den Radachsen gekuppelt sind. Hier muß man auf spezielle Löschschaltungen zurückgreifen, durch die die Anlage wieder betriebsbereit gemacht werden kann. Zur Löschung wird Zusatzenergie benötigt, die meist der üblichen Wagenbatterie entnommen wird. -Kühlwagen sind Spezialwagen und im allgemeinen ohne spezielle Wagenbatterie ausgerüstet. Im Zugverband kann ferner nicht extra angehalten werden. Unbedingt muß vermieden werden, daß bei z.B. nureinem fehlerhaften Lüftermotor die gesamte mehrmotorige Kühlanlage längere Zeit abgeschaltet bleibt und dadurch das Kühlgut verdirbt.Dor-like arrangements have proven their worth. Will during the generator operation, e.g. through external load shedding, cancellation or the like., a dangerous one Overvoltage occur, then the overvoltage protection responds and the generator is put out of operation before the resulting overvoltages damage values can accept. Sometimes only parts of the system are defective, and this can be Disconnection of the harmful parts again, at least temporarily, in operation be set. In the case of motor vehicle systems, such a restart is carried out Brief shutdown of the generator and thus the vehicle. The returns the thyristor causing the short circuit on the generator automatically returns to the blocking state return. It is not always possible to bring a vehicle to a standstill without further ado. This also applies to railroad trains in which the generators are coupled to the wheel axles are. Here you have to fall back on special extinguishing circuits through which the system can be made ready for operation again. Additional energy is required for extinguishing, which is usually taken from the usual car battery. - Refrigerated wagons are special wagons and generally equipped without a special car battery. In a train can furthermore not be stopped separately. It is essential to avoid that e.g. only one faulty fan motor, the entire multi-motor cooling system for a long time remains switched off and thus spoils the refrigerated goods.

Aufgabe der Erfindung ist es, hier Abhilfe und eine Löscheinrichtung zu schaffen, die ohne Batterie oder Stillsetzung d-es Generators auskommt ohne dabei den Kühlbetrieb zu gefährden.The object of the invention is to provide a remedy and an extinguishing device to create that does not require a battery or shutdown of the generator without it endanger the cooling operation.

Diese Aufgabe wird für einen Uberspannungsschutz der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß an die Ausgangsklemmen des Generators eine zeitabhängige Reaktivierungsschaltung angesciftossen ist, die bei Bordnetzausfall eine Kondensatorumladung und eine nach Zeitablauf selbsttätige Gegenstromlöschung des kurzschließenden Thyristors des Überspannungsschutzes auslöst.This task is for an overvoltage protection of the aforementioned Kind of solved in that a time-dependent on the output terminals of the generator Reactivation circuit is attached, which in the event of an on-board power supply failure, a capacitor reload and an automatic countercurrent extinction of the short-circuiting thyristor after time has elapsed of the overvoltage protection triggers.

Auf einfache Weise wird durch selbtttätige Kondensatorumladung der Überspannungsschutz nach Ablauf einer bestimmten Zeit wieder in einen ansprechbereiten Zustand gebracht. Falls dann der Fehler noch vorhanden ist, spricht der Überspannungsschutz sofort wieder an und das Spiel wiederholt sich.The After a certain time has elapsed, overvoltage protection is ready to respond again State brought. If the error is still present, the overvoltage protection speaks immediately and the game repeats itself.

In Aurblldung der Erfindung bestehtdazu die Reaktivierungsschaltung aus einem Ladekondensator, der mit seinem einen Anschluß direkt und mit seinem anderen Anschluß 1. über Ladewiderstände 2. über eine Drossel mit reihengeschalteter Diode und 3. über einen Löschthyristor an das Bordnetz angeschlossen ist.In an embodiment of the invention, there is the reactivation circuit for this purpose from a charging capacitor that has one connection directly and the other Connection 1. via charging resistors 2. via a choke with a series-connected diode and 3. is connected to the vehicle electrical system via a quenching thyristor.

Dabei sind die Diode und der löschthyristor antiparallel geist schaltet und/durch die Diode der Weg für den Bordnetzstrom iiber die Drossel gesperrt.The diode and the thyristor are antiparallel spiritually switched and / by the diode, the path for the vehicle electrical system current via the throttle is blocked.

Weiterc Merkmale der Erfindung sind den Ansprüchen entnehmbar.Further features of the invention can be taken from the claims.

Anhand eines Ausführungsbeispiels ird die Erfindung im folgenden näher erläutert.The invention will be described in more detail below on the basis of an exemplary embodiment explained.

Die Zeichnung zeigt die Stromversorgung von vier lüftermotoren eines Kühlwagens. Der symbolisierte Kühlwagen ist strichpunktiert angedeutet und mit 1 bezeichnet. Auf dem Dach angeordnet befindet sich eine aus vier Gleichstrommotoren 2a,2b, 2c,2d gebildete Lüftermotorgruppe, die von einer unterhalb des Wagens als Achsgenerator ausgebildeten Drehstrommaschine 3 über eine Drehstrombrücke 4 mit Gleichstrom versorgt wird. Mit 5 ist die Feldwicklung der Drehstrommaschine 3 benannt. Sie wird über einen Feldgleichrichter 6 und einen Transistorspannungsregler 7 beeinflußt. Gegen auftretende Spannungsspitzen im Betrieb, wie sie eingangs geschildert wurden, ist die Anlage mit einem im Kühlwagen 2 gestrichelt separierten Überspannungsschutz 8 ausgerüstet. Mit 9 ist eine dem Überspannungsschutz parallelgeschaltete zeitabhängige Reaktivieruflgsschaltung bezeichnet. Die Iiüftermot?ren können auch stationär von außen mit Wechselspannung versorgt werden. Hierzu sind Anschlüsse 10 und ein Netzgleichrichter 11 vorgesehen. Während des normalen Fahrbetriebs des Kühlwagens im Zugverband speist die Drehstrommaschine 3 die lüftermotoren 2a bis 2d. Tritt während des Betriebs eine Überspannung am Generator auf, dann spricht der Überspannungsschutz 8 an. Dabei wird beim definierten Spannungswert, bestimmt durch eine Spannungsteilerkette mit den Elementen 12 bis 1l-, eine Zehnerdiode 12 leitend. Die damit verbundene Aufladung eines Zündkondensators 15 läßt den Thyristor 16 des Überspannungsschutzes zünden, der gemäß dem Hauptpatent in bekannter Weise den Ausgang des Generators 3 kurzschließt. 3ie Mo-toren und elektrischen Aggregate für die Kühlung sind zwar dadurch geschützt, nicht jedoch die im Kühlwagen befindliche Ware. selbst bei Rückkehr zu normalen Spannungsverhältnissen kann der durchgezündete Thyristor 16 von selbst nicht wieder löschen. Der Generator 3, d.h. der Kiihlwagen, müßte dazu zum Stillstand gebracht werden. Das is-t normalereise nicht möglic, und hier setzt die Erfindung ein.The drawing shows the power supply of four fan motors one Refrigerated truck. The symbolized refrigerator car is indicated by dash-dotted lines and with 1 designated. Arranged on the roof is one of four DC motors 2a, 2b, 2c, 2d formed fan motor group, which is from a below the car as Axle generator trained three-phase machine 3 via a three-phase bridge 4 with DC power is supplied. The field winding of the three-phase machine 3 is named with 5. It is influenced by a field rectifier 6 and a transistor voltage regulator 7. Against voltage peaks occurring during operation, as described at the beginning, is the system with an overvoltage protection separated by dashed lines in refrigerator truck 2 8 equipped. 9 is a time-dependent switch connected in parallel to the overvoltage protection Reactivation circuit referred to. The fan motors can also be stationary from be supplied with alternating voltage outside. Connections 10 and a power rectifier are provided for this purpose 11 provided. Feeds during normal operation of the refrigerated car in the train the three-phase machine 3 the fan motors 2a to 2d. Occurs during operation If an overvoltage occurs on the generator, the overvoltage protection 8 responds. Included is determined by a voltage divider chain at the defined voltage value the elements 12 to 1l-, a Zener diode 12 conductive. The one with it connected charging of an ignition capacitor 15 leaves the thyristor 16 of the overvoltage protection ignite, according to the main patent in a known manner, the output of the generator 3 shorts. The motors and electrical units for cooling are indeed thus protected, but not the goods in the refrigerator truck. even on return The blown thyristor 16 can by itself to normal voltage conditions do not delete again. The generator 3, i.e. the refrigerator truck, would have to come to a standstill for this to be brought. That is normally not possible, and this is where the invention comes in a.

Während des normalen Fahrbetriebs wird innerhalb der 2Leaktivierungsschaltung 9 ein Ladekondensator 17 über die Wlderstände 18,19,20,21 auf Bordnetzspannung aufgeladen. Sobald der Überspannungsschutz 9 anspricht, kann der Kondensator 17 umschwingen, wobeI seine ladung über den Thyristor 16 des Überspannungsschutzes eine Drossel 22 und eine Diode 23 sichert. Mit der ladung umgekehrter Polarität lädt der Ladekondensator 17 seinerseits über die Spannungsteilergruppierung mit den Widerständen 19,20,21 einen als Zeitelement fungierenden Zündkondensator ^8 auf. Nach vorbestimmter Zeit hat dieser Kondensator eine Spannung erreicht, die eine Trägerdiode 25 durchbrechen läßt und einen Löschthyristor 26 zündet. Über den Löschthyristor 26 und den stromführenden Thyristor 16 des Überspannungsschutzes wird der ladekondensator 17 spontan entladen.During normal driving, the 2 deactivation circuit 9 a charging capacitor 17 is charged to the vehicle electrical system voltage via the resistors 18, 19, 20, 21. As soon as the overvoltage protection 9 responds, the capacitor 17 can swing around, whereby its charge via the thyristor 16 of the overvoltage protection is a choke 22 and a diode 23 secures. The charging capacitor charges when the polarity is reversed 17 in turn via the voltage divider grouping with the resistors 19, 20, 21 an ignition capacitor ^ 8 functioning as a time element. After a predetermined time this capacitor has reached a voltage which a carrier diode 25 will break through leaves and a quenching thyristor 26 ignites. About the quenching thyristor 26 and the current-carrying Thyristor 16 of the overvoltage protection, the charging capacitor 17 is discharged spontaneously.

Durch die Gegenspannung wird der Thyristor 16 des Überspannungsschutzes gelöscht. Der Löschthyristor 26 kehrt in seinen Sperrzustand zurück, sobald der Ladekondensator 17 cntladen ist, Damit ist automatisch nach vorbestimmter Zeit der Überspannungsschutz reaktiviert und die Anlage wieder betriebsbereit gemacht. Die zeitabhängige Reaktivierung spricht z.B. ach etwa 1/2 bis 1 sec. an. Bei erneuter Überspannung kann sich das geschilderte Spiel wiederholen. Ist beispielsweise, was schon häufiger vorgekommen ist, einer der Motoren, z.B. 2a, durch Kunschluß gestört, dann löst ein Überstromschalter 27 aus und schaltet die Motoren 2a und 2b ab. Ds kommt eInem Teillastabwurf gleich, läßt die Generatorspannung kurzfristig anstelgen und den Überspannungsschutz ansprechen. Die gesamte Kühlanlage fällt damit aus, obwohl die Motoren 2b bis 2d noch intakt und die Motoren 2 b bis 2c noch eingeschaltet ½d.The counter voltage becomes the thyristor 16 of the overvoltage protection turned off. The quenching thyristor 26 returns to its blocking state as soon as the Charging capacitor 17 is discharged, so it is automatically after a predetermined time Overvoltage protection reactivated and the system made ready for operation again. the Time-dependent reactivation responds, for example, to about 1/2 to 1 second. With again Overvoltage can repeat the game described. For example, is what has happened quite often, one of the engines, e.g. 2a, is disturbed by a connection, an overcurrent switch 27 then trips and switches off motors 2a and 2b. Ds if it equates to a partial load shedding, the generator voltage can be applied for a short time and address the overvoltage protection. The entire cooling system fails although motors 2b to 2d are still intact and motors 2b to 2c are still switched on ½d.

Dadurch, daß nach kurzer Zeit der Überspannungsschutz automatisch reakblviert wird, kann wenigstens mit einer Motorgruppenhälfte den Motoren 2b und 2c weiter eine Notkühlung aufrechterhalten werden ohne daß die Fahrt unterbrochen wird. Anzeigeeinrichtungen können auf den Notbetrieb aufmerksam machen. Auf der nächsten Station kann dann Abhilfe geschaffen werden.As a result, the overvoltage protection is automatic after a short time is reacted, can at least one motor group half the motors 2b and 2c further emergency cooling can be maintained without the journey being interrupted will. Display devices can draw attention to emergency operation. On the The next station can then be remedied.

6 Seiten Beschreibung 6 Patentansprüche 1 Blatt Zeichnungen6 pages description 6 claims 1 sheet of drawings

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e: 1. Overvoltage protection for vehicle electrical systems, those of pannang-regulated, self-excited claw pole three-phase generators with downstream Rectifiers are supplied, with a defined overvoltage at the output terminals of the generator an artificial cure closure between them with simultaneous blocking of the excitation current takes place, according to patent. ... ... (patent application P 18 17 669.7), characterized in that at the output terminals of the generator a time-dependent Reactivation circuit (9) is connected, which in the event of an on-board power supply failure, a capacitor reload and an automatic countercurrent extinction of the short-circuiting thyristor after time has elapsed (16) of the overvoltage protection (8) trips.

2.)) Surge protection according to claim 1, characterized in that that the reactivation circuit consists of a Lådekondensator (17) with his one connection directly and with his other connection 1. he charging resistors (18,19,20,21), 2. via a choke (22) with a series-connected diode (23) and 3. is connected to the B @ rdnctz (@, @) via an extinguishing thyrister (26).

7. Overvoltage protection according to Claims 1 and 2, characterized in that that the diode (23) and / the quenching thyristor (26) are connected in anti-parallel and through the diode is blocked for the on-board power supply via the choke (22).

@.) Overvoltage protection according to claims 1 to 3, characterized in that because the quenching thyristor (26) and the thyristor of the overvoltage protection (1G) each other are connected in parallel.

5.) Surge protection according to claims 1 to 4, characterized in that that the charging resistors (18 to 21) for the charging capacitor (17) in at least two parallel branches are divided, of which one branch is a plurality of series-connected Resistors (19 to 21) containing voltage regulator circuit represents, one of which Partial resistor (2C) a viindkondensator (24) for the quenching thyristor (26) connected in parallel is.

6.) Surge protection according to claims 1 to 5, characterized in that that between the one terminal of the ignition capacitor and the ignition electrode of the quenching thyristor (26) a trigger diode (25) is placed.

Lee rs e i t e