DE2223828B2

DE2223828B2 - Überstromschutzanordnung

Info

Publication number: DE2223828B2
Application number: DE2223828A
Authority: DE
Inventors: Stanley Monterey Park Calif. Krauthammer (V.St.A.)
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1971-06-18
Filing date: 1972-05-16
Publication date: 1974-04-18
Also published as: CA961918A; IT955853B; FR2142042A1; GB1375267A; NL7207908A; CH573676A5; DE2223828C3; DE2223828A1; US3711759A; FR2142042B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Überstromlutzanordnung für eine Stromversorgungsanlage t einem von einer Gleichspannungssammelschiene sneistcn Wechselrichter, dem ein Filter, bestehend aus einem mit einer Drossel in Reihe geschalteten Kondensator nacbgeschaltet ist, bei dem die Blindwiderstände des Kondensators und der Drossel bei der Normalfrequenz der Wechselrichter-Ausgangsspannung im wesentlichen gleich sind und mit einem hochohmigen Parallelzweig zu dem Kondensator, der bei Überstrom niederohmig steuerbar ist und den Kondensator kurzschließt.
Eine derartige Überstromschutzanordnung ist be-

kannt (deutsche Auslegeschrift 1252 813). Dabei ist parallel zum Kondensator eine weitere Drossel in Reihe mit einem Widerstand geschaltet. Die Drossel ist in Abhängigkeit von dem Strom durch den Kondensator derart steuerbar, daß der Kondensator bei Überstrom kurzgeschlossen ist.

Dadurch wird das Filter verstimmt und eine Vergrößerung des resultierenden Summenwiderstandes hervorgerufen, die eine Begrenzung des Uterstroms bewirkt. Diese Anordnung weist den Nachteil auf, daß die Begrenzung des Uberstroms von der Sättigung der Drossel im Nebenschluß abhängig und damit verzögert ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Übersiromschutzanordnung der bekannten An so auszubilden, daß sie möglichst schnell anspricht, eine wirksame Überstrombegrenzung bietet und mit hoher Betriebssicherheit arbeitet.

Diese Aufgabe ist bei der eingangs genannten Überstromschutzanordnung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Transformator mit seiner Primärwicklung parallel zum Kondensator geschaltet ist, daß dessen Sekundärwicklung mit einem Mittelabgriff versehen ist, und die über einen Gleichrichter an die Gleichspannungssammelschiene angeschlossen

2i5 ist und daß die Sekundärwicklung des Transformators derart bemessen ist, daß erst bei Überstrom im Kondensator die Spannung an der Sekundärwicklung die Spannung an der Gleicnspaniiungssammelschine übersteigt.

Bei Auftreten eines Überstroms auf der Ausgangsleitung des Wechselrichters liegt am Kondensator des Filters eine Spannung an, welche die Normalspannung an dem Kondensator erhöht. Diese erhöhte Spannung wird über den Transformator und den

i\5 Gleichrichter an die Gleichspannungssammelschiene angelegt. Dabei wird die am Kondensator anliegende Spannung praktisch auf der Höhe der Gleichspannungssammelschienenspannung gehalten. Somit ruft die Vektordifferenz der Spannungen an den Blindwiderständen des Filters einen strombegrenzenden Blindwiderstand für die Wechselspannung hervor. Die Strombegrenzung erfolgt sehr rasch, was einen wesentlichen Vorteil darstellt. Der Wechselrichter wird somit wirksam gegen Kurzschluß und andere Störungen geschützt.

Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es

So zeigt

F i g. 1 ein Schaltschema der Überstromschutzanordnung,

F j g. 2 ein Übersichtsschaltbild der Überstromschutzanordnung für ein Drehslromsystem,

Fig. 3 ein Blockschaltbild für einen über mehrere parallele Zweige gespeisten Verbraucher,

F i g. 4 A bis 4 C und 5 A bis 5 C abgeänderte Ausführungsformen der Überstromschutzanordnung.

• ^FlBw Ä t^{ein Scl}]^altsc!i^ema f«r die Regelung abgriff 65 mit dem Anschluß 72 im statischen Schal-

nungssamraelschiene 12 α und eine Seite der Sekundärwicklung 63 geschaltet. Ebenso sind die Dioden 5 74 und 75 zwischen die Sekundärwicklungen 64, 65 und die Sammelschiene 12ö geschaltet. Tritt beispielsweise auf der Leitung 14 a ein Überstrom auf, dann liegt am Kondensator 16 a eine Spannung an, welche die Normalspannung an diesem Kondensator

eines Wechselstrommotors 35. Der Wechselrichter 13 wird über eine Leitung 12 von einer Gleichspannungssammelschiene 47 gespeist. Über eine Leitung 36 empfängt der Wechselrichter 13 frequenzregelnde Impulse von einer Steuerstufe 37, an der eine Reihe von Taktimpulsen vom Oszillator 40 über die Leitung 38 her anliegt, wobei die Frequenz des Oszillators durch den Drehknopf 41 eingestellt werden

kann. Durch die Frequenzregelung der Oszillacorün- i° erhöht. Diese erhöhte Spannung gelangt über die pulse wird auch die Frequenz der Wechselrichteraus- Wicklungen 60, 63 des Transformators 45 und über gangsspannung geregelt und damit die Drehzahl des den Gleichrichter 73 an die Sammelschiene 12 α, Motors 35 in bekannter Weise. Dem Wechselrichter 12 b. Infolge der Diode in diesem Stromkreis wird 13 ist ein Filter 15 in der Ausgangsleitung 14, 18 ^a*>er die am Kondensator 16 a anliegende Spannung nachgeschaltet, das aus einer Drossel in Reihe' mit ^l5 praktisch auf der Höhe der Hauptspannung an .den einem Kondensator besteht Die Blindwiderstände Sammelschienen 12 α und 12 b gehalten. Somit bietet der Drossel und des Kondensators sind bei der Nor- die Vektordifferenz der Spannungen an den Blindmaifrequenz der Wechselrichterausgangsspannung im widerständen 16 a und 16 b einen stroinbegrenzenden wesentlichen gleich. ZurAusgangsleitung 18 ist ein Blindwiderstand gegenüber der Wechselspannungszweites Filter 42 parallel geschaltet, da° zur Dämp- ²° leitung.

fung von Welligkeiten benutzt wird. Der statische Schalter 43 umfaüt eine dreiphasige

Es ist ein statischer Schalter 43 vorgesehen, der Halbwellenbrücke mit den drei Halbleiterschaltern

bei Betätigung für einen der Blindwiderstände' des ⁷⁶> ^{77 ur}>d 78 (gesteuerte Gleichrichter) s^wie den

Filters 15 einen sehr niedrigen Widerstand darstellt ^drei Dioden 80, 81 und 82. Die Kathoden der

und der über die Leitung 44, den Transformator 45 ²5 Gleichrichter sind an die gemeinsame Bezugsleitung

und die Leitung 46 an das Filter 15 angeschlossen 83 und die Anoden der Dioden an die gemeinsame

ist. Von der Gleichspannungssamme'.schiene 47 gelangt die Spannung über eine Leitung 48 und einen Teil des Transformators 45 an den statischen Schal- ■·.;:. wie nachstehend näher erläutert wird.

Zur Regelung des statischen Schalters 43 gibt der Zündkreis 50 ein Regelsignal über die Leitung 51 ab. Am Zündkreis liegt von der Leitung 52 her ein Wechsclspannungssignal an, das im Zündkreis 50 gleichge-

Bezugsleitung 84 geführt. Bei einem Einphasensystem wäre nur eine Gleichrichter-Diodenschaltung vorgesehen. Bei nur einem einzigen Filter mit dem 30 Kondensator 16 a und der Drossel 17 a wären nur die Wicklungen 60 und 63 vorhanden, und der Halbleiterschalter 78 würde mit der Diode 82 verbunden sein, wie es die Zeichnung darstellt. Zwischen die Bezugsleitungen 83 und 84 ist ein sehr niederohmiger

danz mit 200 Watt angesetzt. Man erkennt, daß an Stelle der Impedanz 85 ein Wide/standsdraht oder ein ähnliches Bauteil verwendet werden könnte.

Im Zündkreis 50 leitet der Transformator 86 'lic über über die Leitungen 52 α und 52 b her anliegende Wechselspannung an eine Einrichtung 87 zur Abgabe einer Versorgungsspannung (Gleichrichter) weiter, die seinerseiis eine niedrige Gleichspannung an

richtet wird. Ferner liegt am Zündkreis über die Lei- 35 Widerstand (Impedanz 85) geschaltet. Diese Impeluiig 23 von der Sicherung 11 im Wechselrichter 13 danz stellt über den Transformator 45 eine Kurzher ein Steuereingangssignal an. Nach einer bestimm- schlußimpedanz für die Blindwiderstande des Filters ten Zeit wird ein Relais des Zündkreises 50 betätigt, dar. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der wodurch der Schalter 53 mit Hilfe der Wirkverbin- Erfindung hatte diese Impedanz den sehr niederohdung 54 öffnet und damit der Motor 35 abgeschaltet 4° rnigen Wert von 0,055 Ohm. Wegen seiner Lage in wird. Nach dieser Gesamtübersicht über die Anlage der Schaltung wurde die Nennbelastung der Impewerden nähere Einzelheiten an Hand der Fig. 2 erläutert.

Die Erfindung ist in Fig. 2 für ein Dreiphasensystem näher beschrieben. Dabei gelangt die Dreipha- 45
sen-Ausgangsspannung vom Wechselrichter oder
einer anderen Wechselstromquelle über die Leitungen 14 a, 14 b und 14 c r.n die Last. Das in die Leitung 14 α geschaltete Filter besteht aus dem Kondensator 16 a und der Drossel 17 a; in den Leitungen 5° den Kondensator 88 abgibt, die dann auf den Leitun- 14/7, 14 c liegen die Filter mit den Kondensatoren gen 90, 91 zur Anschaltung der Bauteile im Zünd-16 ft, 16 c bzw. den Drosseln YIb, 17 c. Der Trans- kreis ansteht. Zwischen den Leitungen 90, 91 liegt formator 45 besitzt die drei Primärwicklungen 60, 61 eine aus dein Widerstand 92 und den Dioden 93, und 62 und die Sekundärwicklungen 63, 64 und 65. bestehende Reihenschaltung. Diese Bauteile sind so Die Primärwicklung 60 liegt am Kondensator 16 a 55 dimensioniert, daß sie eine Gleichspannung des entparallel, ebenso die Primärwicklungen 61, 62 an den sprechenden P-gels zwischen den Leitungen 95 und entsprechenden Kondensatoren in den anderen Pha- 96 entstehen lassen, wenn am Tor des gesteuerten sen. Natürlich könnten diese Wicklungen auch par- Gleichrichters 97 ein Zündsignal anliegt. Die Anode alle! zu den Drosseln anstatt parallel zu den Konden- des Gleichrichters 97 ist mit der Leitun? 90, seine satoren geschaltet sein. Solange ein Blindwiderstand 6o Kathode mit der Leitung 95 verbunden und sein Tor kurzgeschlossen ist, dient der wirksame Blindwider- sowohl an eine Seite des Kondensator 98 als auch an stand des anderen Elements zur Begrenzung des Ar- eine Seite der Sekundärwicklung 100 des Transforbeitsstroms bei Störungen oder bei Überstrom. mators 101 geführt, der die Primärwicklung 102 bc-Der Mittelabgriff der Sekundärwicklung 63 ist sitzt. Das eine Ende der Primärwicklung 102 ist an über die Leitung 66 an den Anschluß 67 im stati- 65 die Klemme 24 angeschlossen und das andere über sehen Schalter 43 gefüllt. Ebenso verbindet die Lei- eine Parallelschaltung mit dem Widerstund 103 und tling 68 den Mittelabgriff der Sekundärwicklung 64 dem Kondensator 104 an die Leitung 23 geliihrt.au. mit dem Anschluß 70 und die Leitung 71 den Mittel- der das Durchbrennen

einer Sicherung, ein Über-

strom oder eine andere Störungsanzeige abgegriffen wird.

Die andere Seite der Sekundärwicklung 100 und des Kondensators 98 ist mit der Leitung 95 verbunden. Das Tor des Gleichrichters 97 ist auch an die Kathode der Diode 105 geführt, sowie an eine Seite des Widerstandes 106, dessen andere Seite mit der Leitung 91 verbunden ist. Zwischen die Leitungen 95 und 96 ist die Relaiswicklung 107 geschaltet. Beim Zünden des Gleichrichters 97 wird diese Relaiswicklung beaufschlagt und unterbricht den Kontakt 53 (Fig. 3) nach einem bestimmten Zeitintervall, wodurch sowohl die Schaltanordnung als auch der Hauptstrompfad vor schwerem Schaden geschützt werden.

Die Leitung 96 ist an die Kathoden der Halbleiterschalter 76, 77 und 78 geführt. Über drei einzelne Trennkreise wird der Zündkreis an den drei Toren geschlossen. Der Kreis 108 für das Tor des Halbleiterschalters 76 umfaßt den in Reihe mit dem Widerstand 111 geschalteten Kondensator 110 sowie den in Reihe mit der Diode 113 geschalteten Widerstand 112. Diese beiden Reihenschaltungen sind zueinander parallel geschaltet und die Knotenpunkte über die Leitung 114 miteinander verbunden. Somit wird jede zwischen den Leitungen 95 und 96 anliegende Spannung über den Kreis 108 geleitet und liegt zwischen dem Tor und der Kathode des Halbleiterschalters 76 an, um diesen schnell durchzusteuern. Die Torschaltung 115 für den Halbleiterschalter 77 umfaßt die Bauteile 116 bis 119 und die Torschaltung 120 für den dritten Halbleiterschalter 78 die Bauteile 121 bis 124.

Für den Betrieb sei angenommen, daß die Motorregelung angeschaltet ist und Wechselspannung über die Leitungen 14a und 14b und 14c an einen Drehstrommotor oder einen anderen Drehstromverbraucher gelangt. Diese Spannung am Transformator 86 wird in der Einrichtung 87 gleichgerichtet, um eine Gleichspannung an den Leitungen 90 und 91 im Zündkreis 50 zu erzeugen. Unter Normalbedingungen, d. h. wenn kein Überstrom oder kein Versagen einer Sicherung auftritt, sperren die Halbleiterschalter 97 sowie 76, 77 und 78.

Tritt jedoch ein genügend großer Überstrom auf, der bewirkt, daß sich die Spannung an den Kondensator 16« bis 16 c erhöht, jedoch nicht genügend groß ist, um die Sicherung ansprechen zu lassen, dann wird die an den Kondensator 16 α bis 16 c anliegende Spannung blockiert, wie vorstehend erklärt wurde. Die Überspannung wird über die Schaltung mit den Dioden 73 bis 75 an die Gleichspannungssammelschiene 12 a, 126 zurückgeführt. Somit wird sogar ein gewisser Schutz durch die Blockierschaltung gewahrt, ehe eine Sicherung durchbrennt oder eine andere ernsthafte Störung auftritt.

In Abhängigkeit vom Versagen einer Sicherung oder eines Überstromzustandes liegt ein Signal auf der Leitung 23 an, die einen Steuerimpuls über den Transformator 101 an das Tor des Gleichrichters 97 abgibt. Dieser wird durchgesteuert und schließt den Stromkreis zwischen den Leitungen 90 und 95, wodurch die Steuerimpulse über die Kreise 108, 115 und 120 an die entsprechenden Tore der Halbleiterschalter 76 bis 78 gelangen. Diese werden durchgesteuert und schließen damit die niederohmige Impedanz 85 parallel an die Sekundärwicklungen 63 bis 65 des Transformators 45. Diese niedrige Impedanz wirkt auf die Primärwicklungen 60 bis 62 zurück und schließt die Kondensatoren 16« bis 16 c kurz. Dadurch gerät das Filter außer Resonanz, und die Drosseln 17a, ITb und 17c schützen den Ausgang vor Überstrom.

Nach einem durch die Konstanten des Relais zusammen mit der Wicklung 107 bestimmten Zeitintervall wie beispielsweise durch Einstellung einer Verzögerung schaltet dieses Relais um und öffnet den

ίο Schalter 53, um den Drehstromverbraucher 35 abzuschalten. Somit kann sich der Widerstand nicht überhitzen. Mit der Abschaltung liegt auch keine Spannung mehr an den Leitungen 52 ο und 52 an. und auch der Zündkreis schaltet ab.

is Der statische Schalter 43 und der Zündkreis 50 bieten zusammen mit dem Transformator 45 eine sehr wirksame Kurzschlußentkopplung in der Schaltung zwischen dem Wechselrichter und dem Verbraucher. Auch der Transformator 45 allein mit den Gleichrichtern 73 bis 75 zur Anschaltung an die Gleichspannungssammelschiene bietet einen hohen Grad von Schutz ohne den statischen Schalter und den Zündkreis. Die nur unter Verwendung des Transformators und der Gleichrichter erreichte Strombegrenzung zwischen dem Wechselrichter und der Last gewährleistet, daß kein zu hoher Überstrom den Wechselrichter und Verbraucher durchläuft, wenn am Verbraucher ein Kurzschluß oder in der Anlage eine andere Störung auftritt. Somit kann

diese Überstromschutzanordnung unabhängig von der erfindungsgemäßen vollständigen Filterverstimmung verwendet werden.

F i g. 3 zeigt eine allgemeine Anordnung mit Gleichspannungs-Sammelschienen 12, 47, 132, 142,

bei welcher mehrere Wechselrichter 13, 133, 143 mit über Leitungen 14, 134, 144 angeschlossene Filter IS, 135, 145 und über Leitungen 46. 136, 146 angeschlossene Schutzschaltungen 131. 137, 147 parallel einen Wechselstromverbraucher 130 über Leitungen 18, 138, 148 speisen. Jede Schutzschaltung umfaßt Baugruppen wie den Transformator 45, den statischen Schalter 43 und den Zündkreis 50. Wie bereits bemerkt wurde, könnte die Schutzschaltung auch nur mit dem Transformator und den Dioden bestückt sein, um die an einem der Blindwiderstände des Filters anliegende Spannung auf der Höhe de' Spannung der Gleichspannungssammelschiene zu halten.

Falls Zweig 1 der Parallelschaltung versagt, dann soll diese von den Zweigen 2 und 3 abgetrennt wer-

den. Wenn dies geschieht, dann würde der durch die Zweige 2 und 3 abgegebene Fehlerstrom genügend stark sein, um die anderen funktionierenden Zweige zu zerstören. Dies ist ein anderes wichtiges Einsatzgebiet der allgemein in F i g. 1 und im einzelnen in

F i g. 2 gezeigten Überstromschutzanordnung.

F i g. 4 A zeigt eine andere Anordnung zum Schutz der Schaltung zwischen Wechselrichter und Verbraucher mit einer geänderten Beschattung des Filters. Dabei ist der statische Schalter 43 an die gemeinsa-

men Anschlüsse oder Klemmen 150, 151 und 152 zwischen die in Reihe geschalteten Drosseln und Kondensatoren einer jeden Phase angeschlossen. Wenn in der Schaltung der F i g. 2 ein Ausfall eines Wechselrichterbauteils auftritt, oder ein Transforma tor bzw. eine Drossel 17 versagt, dann wird im Falle eines Drehstrommotors als Verbraucher, u> .. den 'Generatorbetrieb übergehen kann, der Störingsstclle ein beträchtlicher Strom mit niedrigem Leistungsfak-

7 O 8

tor eingespeist. Wenn jedoch in der Schaltung der Ein anderer statischer Schalter 200 mit den beiden F i g. 4 A der Wechselrichter versagt, dann wird der gegensinnig gekoppelten gesteuerten Gleichrichtern »tatische Schalter 43 sofort getriggert, und die Klem- 201, 202 ist mit dem Widerstand 203, mit den Klemmen 150, 151 und 152 kurzgeschlossen. Somit wird men 186 und 190 verbunden, so daß bei Betätigung dem Drehstromverbraucher eine dreiphasige Kon- 5 des statischen Schalters 200 der Widerstand 203 zwidensatuiSternschaltung vorgeschaltet. Dadurch wird sehen die Ausgangsleitung 199 und die gemeinsame der Verbraucher im Falle des Ausfalls eines Wech- Klemme 186 im Filter 17 α, 16 α geschaltet wird, selrichterbauteils, bei einem Fehler des Transforma- Wenn die Last zuerst an den Leitungen 198, 199 tors oder einem Versagen einer Drossel vollständig anliegt, dann wird der erste statische Schalter 193 abgetrennt. Für Hen Verbraucher gilt dann ein vor- io durch die Schaltsignale auf den Leitungen 196, 197 eilender Leistungsfaktor, wodurch die Arbeitsweise ausgelöst. Diese Signale können von der gleichen loder Einrichtung verbessert wird. Die Einrichtung ist gischen Schaltung hergeleitet werden, welche die Arnoch arbeitsfähig, wenn einer der Kondensatoren beitsfrequenz des Wechselrichters 183 regelt oder ausfällt. auch von einer unabhängigen logischen Schaltung.

Fig.4B zeigt eine andere Schaltungsanordnung, 15 Durch das Schließen des statischen Schalters 193

bei welcher die Primärwicklungen 60, 61 und 62 des wird der Widerstand 192 parallel zur Drossel 17 α

Transformators 45 an die Klemmen 150, 151 und geschaltet, so daß der Laststrom hauptsächlich über

152 angeschlossen sind. Bei dieser Anordnung wirkt den Widerstand 192 und den Kondensator 16 a

die Strombegrenzung an den gemeinsamen Klemmen fließt. Die Einschaltzeit des Schalters wird schritt-

und nicht parallel an einem Blindwiderstand des FiI- ao weise erhöht, wie es durch die aufeinanderfolgenden

ters. Die Anordnung der F i g. 4 B kann unabhängig Halbperioden der Wellenform 204 in F i g. 5 B ge-

von oder zusammen mit der Anordnung der zeigt wird. Nachdem der Laststrom seinen Nennwert

F i g. 4 A verwendet werden, wobei sowohl der stati- erreicht hat, liegt der statische Schalter nicht mehr

sehe Schalter als auch der Zündkreis so geschaltet im Stromkreis. Diese Anordnung gewährleistet, daß

sind wie in F i g. 2 gezeigt ist. »5 beim ersten Einschalten des Laststroms nur sehr ge-

F i g. 4 C zeigt einen Dreiphasentransformator 160 ringe Einschaltstöße auf den Leitungen 198, 199 auf-

mit _klen Primärwicklungen 161, 162 und 163, die treten.

magnetisch mit den entsprechenden Sekundärwick- Zur Begrenzung des Laststroms findet der Strom-

Iungenl71, 172 und 173 gekoppelt sind. Über die kreis mit dem statischen Schalter 200 Anwendung.

Gleichrichterbrücke 175 mit den sechs Dioden 176 30 Bei dieser Anordnung ist der untere Anschluß des

bis 181 sind die Sekundärwicklungen an die Gleich- statischen Schalters über die Klemme 205 an die

spannungssammelschienen 12 a und 12 b geführt. Klemm „ 190 geführt. Dieser statische Schalter wird

Auf diese Weise werden die entsprechenden Span- dann zeitmoduliert, wie es bereits an Hand der

nungen zwischen den Leitungen wie die Spannung F i g. 5 B erläutert wurde. Aus der vorstehenden Be-

zwischen den Klemmen 150 und 151 auf dem Pegel 35 Schreibung der Anwendung eines Transformators

der Gleichspannungssammelschiene gehalten. Somit (beispielsweise F i g. 4 B) geht hervor, daß die Klem-

wird durch die Anordnurg der Fig4C eine Strom- men 186 und 190 an die Gleichspannungssa-nmel-

begrenzung dadurch erreicht, daß sich diese Zwi- schiene geklammert werden können, um eine weitere

schenleitungsspannungen nicht erhöhen können. Regelmaßnahme zu schaffen.

F i g. 5 A zeigt eine weitere Ausführung des Filters 40 Eine weitere Anschlußmöglichkeit für den stati-

mit der Drossel 17 a und dem Kondensator 16 a. Ein sehen Schalter ist durch die gestrichelte Linie 206

Ausgang des Wechselrichters 183 ist über die Lei- dargestellt. Das heißt, daß die Verbindung zwischen

tung 184, die Drossel YIo, die Klemmen 185, 186, den Klemmen 205 und 190 unterbrochen werden

den Kondensator 16 a, die Klemme 187 und die Aus- kann und der Anschluß von der Klemme 205 zur

gangsleitung 198 an den Verbraucher geführt. Zur 45 Klemme 187 geführt werden kann. Während des

Schließung des Stromversorgungskveises ist der an- Laststroms bietet dies eine Stromregelung über den

dere Ausgang des Wechselrichters 183 über die Lei- Kondensator 16 α analog der Stromregelung, die an

tung 188, die Klemme 190 und die Ausgangsleitung Hand des statischen Schalters 193 und der Drossel

199 an den Verbraucher geschaltet. Der Kondensa- 17 α beschrieben wurde.

tor 42α und die Drosselspule 42ft stellen ein weite- 50 Fig.5C zeigt eine weitere Anordnung zur Be-

res Parallelfilter dar. grenzung der Einschaltstoßwirkungen beim Einschal-

Die Anordnung der F i g. 5 a dient zur Unterdrük- ten und beim nachfolgenden Abschalten des Last

kung von Einschaltstößen bei nicht abschaltbaren Stroms. Die Ausgangsleitung 184 des Wechselrichter;

Stromversorgungsanlagen. Erfindungsgemäß ist eine 183 ist an die Drossel 17 a und den Kondensate:

Überbrückung 191 für die Drossel 17 a vorgesehen. 55 16 a des Filters gekoppelt. Die andere Leitung 181

Diese Überbrückung enthält den mit dem statischen ist direkt mit der Ausgangsleitung 199 verbunden

Schalter 193 in Reihe geschalteten Widerstand 192. Die Sekundärwicklung 210 ist magnetisch an di

Der statische Schalter umfaßt die beiden parallelge- Drossel 17 a gekoppelt, um einen Transformator τ

schalteten gesteuerten Gleichrichter 194 und 195. bilden, dessen Sekundärwicklung 210 mit zwei End

Wenn über die Leitungen 196, 197 Schaltsignale an- 60 anschlüssen und einem Mittelabgriff versehen is

'iegen, dann steuern diese Gleichrichter durch. Da- Zwischen die entsprechenden Endanschlüsse der Se

durch wird der Nebenschlußkreis geschlossen, so daß kundärwicklung 210 und die Gleichspannungssarr

der Widerstand 192 im wesentlichen als Überbrük- melschiene 12 a sind die beiden gesteuerten Gleict

kung für die Drossel 17 a dient Man erkennt, daß richter 211 und 212 geschaltet. Der Mittelabgriff d< der statische Schalter 193 durch einen Triac-Thyri- 65 Sekundärwicklung 210 ist direkt mit der GVi-hspai

stör ersetzt werden kann, um die Durchschaltung in nungssammelschiene 12 ft verbunden. D«. ..nsfo

beiden Richtungen von einem einzigen Halbleiter- mator 62, 65 bietet die gleiche Ankopplung ά^ Koi

schalter aus zu gewährleisten. densators 16 a an die Gleichspannungssamme

schiene, und zwar über den Kreis mit den Gleichrichtern 214 und 215 sowie der Leitung 216.

Unter Verwendung der Anordnung der F i g. 5 C wird ein schrittweises Einschalten des Laststroms durch !schritt r/eise Veränderung der Einschaltzeiten der Gleichrichter 211, 212 erreicht, wie es vorstehend an Hand der F i g. 5 A und 5 B erläutert wurde. Die Abschaltung des Laststroms wird in der gleichen Weise erreicht, nämlich durch Regelung der Durchschalt- und Sperrzeiten der Gleichrichter 214, 215.

Als Vorteil ergibt sich, daß der Schutz der Stromversorgungsanlage entweder durch Ansprechen einer Sicherung im Wechselrichter oder einem zugeordneten Schaltkreis erfolgt, oder daß ein Überstromzustand die erfindungsgemäße Schutzanordnung auslöst. Durch Kurzschließen eines der zwei Blindwiderstände des Filters begrenzt der andere Blindwiderstand den Überstrom unter Fehlerbedingungen. Diese Begrenzung wirkt sehr rasch und ohne mechanische Bewegungen wegen der vollkommen statischen Bauteile. Die anschließende mechanische Unterbrechung, beispielsweise durch die Betätigung des Relais mit der Wicklung 107 stellt eine zusätzliche Einrichtung dar. Bei Verwendung nur eines Transformators und bei mit der Gleichspannungssammelschiene gekoppelten Dioden kann der Überstrom durch Verstimmung des Filters auf 80% des Nennstroms verringert werden. Bei Parallelspeisung wie in Fig. 3 gezeigt, wird unter Verwendung der Erfindung die fehlerhafte Schaltung von den weiter arbei-

tenden Einrichtungen getrennt. Wäre dies nicht der Fall, dann würden die übrigen Einrichtungen schwer beschädigt werden, da sie weiterhin den Fehlerstrom liefern würden. Der Schutz für die Stromversorgungsanlage zwischen Wechselrichter und Vcrbraueher kann auch dadurch erreicht werden, daß die Anschlüsse der Schutzanordnung an die gemeinsamen Klemmen zwischen die Blindwiderstände des Filters gelegt werden. Durch Parallelschaltung statischer Schalter zu den Blindwiderständen und durch

ao Steuerung dieser Schalter während des Ein- und Ausschaltens wird die Wirkung von Einschaltstößen auf die Anlage weitgehend herabgesetzt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnuncen

Claims

Patentansprüche:

1, Übarstromschutzanordnung für eine Stromversorgungsanlage mit einem von einer Gleichspannungssammelschiene gespeisten Wechselrichter, dem ein Filter, bestehend aus einem mit einer Drossel in Reihe geschalteten Kondensator nachgeschalcet ist, bei dem die Blindwiderstände des Kondensators und der Drossel bei der Normalfrequenz der Wechselrichter-Ausgangsspannung im wesentlichen gleich sind und mit einem hochohmigen Parallelzweig zu dem Kondensator, der bei Überstrom niederohmig steuerbar ist und den Kondensator kurzschließt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Transformator (45) mit seiner Primärwicklung (60) parallel zum Kondensator (16 a) geschaltet ist, daß dessen Sekundärwicklung (63) mit einem Mittelabgriff versehen ist, und die über einen Gleichrichter (73) an die Gleichspannungssammelschiene (12 a, 12 b) angeschlossen ist, und daß die Sekundärwicklung (63) des Transformators (45) derart bemessen ist, daß erst bei Überstrom im Kondensator (16 α) die Spannung an der Sekundärwicklung (63) die Spannung an der Gleichspannungssammelschiene (12 a, 12 b) übersteigt.
2. Uberstromschutzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekc nzeichnet, daß zusätzlich ein statischer Schalter (43) mit einer mit einem Halbleiterschalter (78) in Reihe g; schalteten Diode (82) vorhanden ist, die zwischen zwei Bezugsleitungen (83, 84) geschaltet sind, daß eine niederohmige Impedanz (85) zwischen diesen Bezugsleitungen liegt, daß der Mittelabgriff der Sekundärwicklung (63) des Transformators (45) an den gemeinsamen Anschluß zwischen Diode (82) und Halbleiterschalter (78) geführt ist, daß bei Durchsteuerung des Halbleiterschalters (78) die niederohmige Impedanz (85) parallel zum Transformator (45) geschaltet ist, daß ein Zündkreis (50) mit einem zweiten Halbleiterschalter (97) an die Zündelektrode des Halbleiterschalters (78) angeschaltet ist, und diesen durchsteuert, wenn an ihm ein Anzeigesignal für einen Uberlastzustand (über Leitung 23) anliegt, und schließlich, daß eine. Einrichtung (87) zur Abgabe einer Versorgungsspannung im Zündkreis (50) vorgesehen ist.
3. Uberstromschutzanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündkreis (50) mil: einem Relais (107, 54, 53) bestückt ist, das bei Durchsteuerung des zweiten Halbleiterschalters (97) betätigbar ist, um die Stromversorgungsanlage zwischen dem Filter (15) und einem Wechselstromverbraucher zu einem bestimmten Zeitpunkt nach Durchsteuerung des Halbleiterschalters (78) im statischen Schalter (43) zu unterbrechen.