DE2541701C3 - Einrichtung zur Erfassung von Kommutierungsstörungen bei einem Wechselrichter - Google Patents

Einrichtung zur Erfassung von Kommutierungsstörungen bei einem Wechselrichter

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Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erfassung von Kommutierungsstörungen bei einem Wechselrichter mit Thyristoren in Brückenschaltung, dessen Wechselstromausgänge mit einem Schwingkreis und dessen Gleichstromeingänge über einen Gleithstromzwischenkreis mit Glättungsdrossel und einen steuerbaren Gleichrichter mit einer Wechselspannungsquelle verbunden sind, wobei ein Spannungsfühler zur Erfassung der Schwingkreisspannung und ein Stromfühler zur Erfassung des Wechselrichterausgangsstromes angeordnet sind, denen eine Auswerteschaltung nachgeschaltet ist, deren Ausgang mit dem Steuersatz für die Thyristoren des Wechselrichters verbunden ist und die mit einem Triggerimpuls vor jedem Nulldurchgang der Schwingkreisspannung einen Zündzeitpunkt für Thyristoren diagonaler Brückenzweige des Wechselrichters bestimmt, dessen Lage von der Kommutierzeit des Wechselrichters und der Schonzeit der Thyristoren abhängt.
Ein solcher Umrichter ist aus der DE-OS 20 08 239 bekannt. Dort ist ein Wechselrichter mit einem Parallelschwingkreis als Last, ein sogenannter Parallelschwingkreisumrichter beschrieben. Umrichter mit einem Schwingkreis als Last sind im eingeschwungenen Zustand laslgeführt und die Abreitsfrequenz des Wechselrichters wird von der Resonanzfrequenz des Schwingkreises bestimmt Der Strom geht dabei in direkter Kommutierung von einem Brückenzweig des Wechselrichters auf den nachfolgend stromführenden über, wobei die Kommutierungsblindleistung vom Kondensator des Parallelschwingkreises zur Verfügung gestellt wird. Beim bekannten Umrichter werden die Thyristoren diagonaler Brückenzweige stets um eine Zeitspanne vor dem Nulldurchgang der Schwingkreisspannung gezündet, die von der Kommutierzeit des Wechselrichters und der Schonzeit der Thyristoren bestimmt ist. Man erreicht damit eine hohe Betriebssicherheit des Umrichters. Falls bei solchen Umrichtern jedoch die Schwingkreisspannung zur Kommutierung nicht ausreicht, oder Thyristoren eines Brückenzweiges ausfallen, kann es zu Kommutierungskurzschlüssen kommen, die zu einer Zerstörung von Thyristoren und damit zu Betriebsausfällen führen können. Zur Erfassung von Kommutierungskiirzschlüssen oder der bestehenden Gefahr solcher Kuri-.rhlüsse sind verschiedene Möglichkeiten bekanntgeworden.
Aus der DE-PS 9 72 189 ist eine Einrichtung zum Messen des Löschwinkels (Zeit vom Verlöschen einer Anode bis zur Wiederkehr positiver Sperrspannung) bei gittergesteuerten Gasentladungsstrecken einer Hochspannungsgleichstromübertragung bekannt, bei der die Primärwicklungen von Wechselstromwandlern in die Stromkreise auf der Primär- oder Sekundärseite des Wechselrichtertransformators geschaltet sind und das Bürdengleichgewicht auf der Sekundärseite der Wechselstromwandler durch das Zünden von Gasentladungsstrecken durch synchron erzeugte Zusatzspannungen gestört wird, wodurch Meßkreise beaufschlagt werden. Die Beaufschlagung endet in jeder Periode dann jeweils mit dem Verlöschen des betreffenden Ventilzweiges. Die Dauer der so erzeugten Meßspannungen ist ein Maß für den Löschwinkel. Die Einrichtung kann u.a. dazu eingesetzt werden, bei Unterschreiten des Löschwinkelminimums auf der Gleichstromseite des Wechselrichters ein Kurzschlußventil zu zünden, das den Wechselrichterstrom übernimmt. Diese bekannte Einrichtung erfordert einen hohen schaltungstechnischen Aufwand, weil für jedes Paar von Brückenzwcigen eine separate derartige Einrichtung mit synchroner Erzeugung einer Zusatzspannung und mit Gasentladungsröhre nötig ist.
Aus der DEOS 20 55 265 ist eine Überwachungsein richtung für einen Wechselrichter bekannt, durch die die gleichzeitig»; Leitfähigkeit von den in Serie verbundenen Thyristoren eines Brückenzweigpaares erfaßbar ist,
4m einen Kommutierungskurzschluß festzustellen. Die Überwachungseinrichtung weist eine Abtasteinheit auf, die — wenn ein in Serie liegendes Zweigpaar einer Wechselrichterbrücke gleichzeitig leitend ist — Signale an eine nachgeordnete logische Auswerteschaltung abgibt, wodurch eine Unterbrechung der Gleichspannungszufuhr zum Wechselrichter ausgelöst wird. Die Abtasteinhcii umfaßt entweder eine Drossel und einen zugehörigen parallelliegenden Impulsübertrager in jedem einzelnen Ventilzweig oder pro Ventilzweigpaar kompliziert aufgebaute Impulsübertrager mit Primär-, Sekundär- und Tertiärwicklung, wobei zur Speisung der Primärwicklungen ein Impulsgenerator vorzusehen ist und die Sekundärwicklung durch Dioden oder Transistoren überbrückbar ist. Diese Ülberwachungseinrichtung erfaßt einen Kommutierungskurzschluß erst nach seiner Ausbildung mit einem unverhältnismäßig hohen Aufwand.
Weiterhin ist aus der DE-AS 20 00 422 ein Verfahren und eine Einrichtung um Schulz von Thyristoren bekannt, die jeweils in Reihe und/oder parallel in einem von mehreren Zweigen geschaltet sind. Sechs derartige, jeweils aus mehreren Thyristoren bestehende Stromrichterventile sind zu einer Drehstrombrückenschaltung für einen Stromrichter hoher Leistung verbunden, der Energie aus einem Gleichstromnetz über einen Stromrichtertransformator in Sternschaltung in ein Mehrphasen-Wechselstromnetz einspeist. Wegen d2r Streuung im Ausschaltverhalten der jeweils ein Stromrichterventil bildenden Thyristoren besteht dabei die Gefahr, daß bei einem Kommutierungsvorgang nur ein Teil der Thyristoren den vollen Sperrzustand erreicht, so daß die verbleibenden, nicht sperrenden Thyristoren durch Überlastung zerstört werden. Für dieses Verfahren werden auf der Sekundärseite des Stromrichtertransformators die Leiterspannungen sowie auf der Primärseite des Stromrichtertransformators durch Stromwandler die Strangströme erfaßt und einer Schutzschaltung zugeführt. Die zur Kommutierung der Stromrichterventile notwendige Spannung wird dem Mehrphasen-Wechselstromnetz entnommen. Geht das Ausgangssignal eines Stromwandlers im Rahmen eines Kommutierungszyklus auf Null zurück, wird eine monostabile Kippstufe angestoßen, deren Ausgangssignal in seiner Dauer so bemessen ist, daß es der Schonzeit eines Stromrichterventils entspricht. Fällt der Nulldurchgarig der zu diesem Konimutierungsvorgang gehörigen verketteten Spannung des Mehrphasen-Wechselstromnetzes beim Übergang zu positiver Spannung in das Schonzeitintcrvall, werden alle Thyristoren des an sich zu löschenden Stromrichterventils erneut gezündet. Somit wird die Überlastung einzelner Thyristoren des Stromrichterventils ausgeschlossen. Es erfolgt jedoch durch diese Einrichtung keine Störungsmeldung, wenn der Strom des zu löschenden Ventils überhaupt garnicht erst nach Null geht, bevor d;e verkettete Spannung positiv geworden ist.
Es besteht demgegenüber die Aufgabe, eine Einrichtung zur Erfassung von Kommulierungsstörungen für einen Wechselrichter der eingangs genannten Art anzugeben, bei der unter Benutzung der ohnehin vorhandenen Istwertgeber für Strom und Spannung Kommutierungskurzschlüsse so früh wie möglich erfaßt werden.
Lrfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst. dati mit dem Stromfn.iler der Strom in Bnickenzweigen mit gemeinsamen Gleichstromanschluß zu erfassen und zu einem Wechselstrom zu addieren ist und daß dcrn Stromfühler und dem Spannungsfühier eine Überwachungsschaltung nachgeschaltet ist, an deren Ausgang ein Abschaltimpuls für den Wechselrichter ansteht, wenn zwischen einem Zündzeitpunkt und dem zugehörigen Nulldurchgang der Schwingkreisspannung der erfaßte Wechselstrom und die Schwingkreisspannung gleichgerichtet bleiben oder nach dem Nulldurchgang gegeneinander gerichtet sind.
Beim erfindungsgemäßen Umrichter wird ein Kommutierungskurzschluß noch in der Halbwelle erkannt und erfaßt, in der er auftritt. Damit kann der Umrichter abgeschaltet werden, bevor eine Gefährdung der Thyristoren eintritt oder es kann der Versuch einer Selbstheilung eingeleitet werden. Zu betonen ist dabei, daß zur Erfassung von Kommutierungskurzschlüssen keine gesonderten Istwertgebtr erforderlich sind, sondern daß die Überwachung und Erfassung mit Istwertgebern ausgeführt wird, die ohnehin zur Steuerung des Umrichters im N' /nalbetrieb erforder-
IIUII 3II1U.
Vorzugsweise ist als Stromfühler ein Stromwandler eingesetzt, zu dessen Wicklungen die Verbindungsleitungen von Brückenzweigen des Wechselrichters mit gemeinsamem Gleichstromanschluß so geführt sind, daß die Wicklungen gegensinnig vom Strom durchflossen sind. Damit erhält man einen einfachen Stromfühler, der den Wechselrichterausgangsstrom mit Hilfe der Ströme in den Brückenzweigen erfaßt.
Vorteilhaft ist es, in der Überwachungsschaltung die Phasenlage von Schwingkreisspannung und Wechselrichterausgangsstrom erst nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne bezogen auf den Zündzeitpunkt zu erfassen. Diese Zeitspanne kann größer als die Kommutier- und Schonzeit sein.
Im folgenden wird der erfindungsgemäße Umrichter beispielhaft anhand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert. In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt ein Schaltbild eines Umrichter, bei dem Jer Wechselrichter mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung ausgestattet ist. Ein Wechselrichter 1 ist mit Thyristoren in EinphasenbrückerschalUing aufgebaut, wobei beim Ausführungsbeispiel in jedem Brückenzweig 2 bis 5 ein Thyristor 2a bis Sa angeordnet ist. Über die Wechselstromausgänge 6 des Wechselrichters 1 wird ein Parallelschwingkreis 7 als Last gespeist, der aus der Parallelschaltung einer Drossel 7a und eines Kondensators Tb besteht. Es hier zu betonen, daß als erfindungsgemäßer Umrichter jeder lastgeführte Umrichter geeignet ist, insbesondere kann der Schwingkreis auch ein Seri^nschwingkreis sein. Die Gleichstromanschlüsse 8 des Wechselrichters 1 sind über einen Gleichstromzwischenkreis 9 min Glättungsdrossel 10 und einen Gleichrichter 11 mit einem Drehstromnetz verbunden, das an den Klemmen 12 liegt. Der Gleichrichter U ist aus Thyristoren 11a bis Wf in Drehstrombrjckenschaltung aufgebaut.
Zur Erfassung der Schwingkreisspannung ist beim Ausführjngsbeispiel als Spannungsfühler ein Übertrager 13 vorgesehen, dessen Primärwicklung mit den beiden Belägen des Kondensators Tb verbunden ist und dessen Sekundärwicklung über Leitungen 14 mit dem Eingang 15a einer Auswerteschaltung 15 und über Eingänge 16a mit einer Überwachungsschaltung 16 verbunden ist. Ein Stromwandler 17 ist als Stromfühler mit einer Primärwicklung 17a in den Brückenzweigen 2 geschaltet. Die zweite Primärwicklung 17f> hegt im Briickeiizweig 4, wobei die Verbinclungslcitungen über
Kreuz an die Wicklung 176 geführt sind, so daß die beiden Wicklungen 17a und 17ögcgensinnig vom Strom durchflossen werden. Damit wird der Wechselrichter ausgangsstrom L durch die beiden Brückenzwcigströ me /„ 2 und L < erfaßt, die sich wegen des gegensinnigen .Stromflusses in den Wicklungen 17«? und 17f> zu einem Wechselstrom addieren. Die Sekundärwicklung 17cdes Stromwandlers 17 ist über Leitungen 18 mit einem zweitsn Eingang 156der Auswerteschaltung 15 und mil einem zweiten Eingang 166 der Überwachungsschaltung 16 verbunden.
Als Ausverteschaltung 15 kann eine Schaltung eingesetzt werden, wie sie beispielsweise in der DTOS 20 08 239 beschrieben ist. Mit dieser Schaltung wird durch einen Triggerimpuls ein Zündzeitpunkt für die Thyristoren diagonaler Brückenzweige 2 und 5 bzw. 3 und 4 vor jedem Nulldurchgang der Schwingkreisspannung Uk festgelegt, wobei die zeitliche Lage des Zündzeitpunktes von der Kommutier- und der Schonzeit bestimmt ist. Der Ausgang 15c an dem die Triggerimpulse entstehen, ist mit einem Triggereingang 27a eines Steuersatzes 27 für die Thyristoren 2a bis 5;i des Wechselrichters 1 verbunden. Die Steuerausgänge 27b bis 27c. die in der F i g. 1 nur angedeutet sind, sind mit den Zündelektroden der Thyristoren 2a bis 5a verbunden. Als Steuersatz 27 kann beispielsweise ein Steuersatz eingesetzt werden, wie er in dem Buch von D. Ernst und D. Ströle »Industrieelcktronik« Springer-Verlag 1973. Seite 54 und 55 beschrieben ist. Auch für die Thyristoren Ua bis 1 !/"des Gleichrichters 11 ist ein Steuersatz vorzusehen, der in der F i g. I nicht dargestellt ist. um die Übersichtlichkeit zu wahren. Außer den als Istwertgebern dienenden Wandlern 13 und 17 sind außerdem für die Steuerung des Umrichters noch Stromwandlers in der Speiseleitung des deichrichters 11 vorzusehen, die in F i g. 1 ebenfalls nicht eingezeichnet sind.
Die Überwachungsschaltung 16 besitzt einen dritten Eingang 16c der mit dem Ausgang 15c der Auswerteschaltung 15 verbunden ist. Außerdem besitzt die Überwachungseinrichtung 16 einen Ausgang 16e. der an einen Sperreingang 27/'des Steuersatzes 27 geführt ist. Über diesen Sperreingang 27/\sind die Zündimpulse des Steuersatzes 27 für eine Halbwelle der Schwingkreisspannung U, zu sperren. Außerdem ist der Ausgang 16e der Überwachungseinrichtung 16 mit einem Eingang 28a einer Abschalteinrichtung 28 für den Umrichter verbunden. Ein Ausgang 286, der Abschalteinrichtung 28 der in der Fig. 1 nur angedeutet ist, ist an die Zündelektrode eines T-.yristors 19 gelegt, mit dem die Gleichstromanschlüsse 8 des Wechselrichters 1 überbrückt sind. Außerdem kann mit der Abschalteinrichtung 28 noch ein Schalter betätigt werden, mit dem die Stromzufuhr zum Umrichter zu unterbrechen ist. Dieser Schalter ist in der F i g. 1 nicht eingezeichnet.
Die Wirkungsweise der Überwachungsschaltung 16 auf deren Aufbau noch näher eingegangen wird, wird im Zusammenhang mit Fig. 2a bis 2f näher erläutert. In F i g. 2 sind die Schwingkreisspannung U1. der Wechselrichterausgangsstrom L, die Brückenzweigströme /» 2 und Lt. der Strom Lk. der bei einem Kommutierungskurzschluß auftritt und digitale Signale (Λ* La T, und U1 über der Zeit t aufgetragen. Dabei sind die Briiclcenzweigströme /~ 2 und /-.* gestrichelt und der Kommutierungskurzschlußstrom Lk mit strichpunktierter Linie in F i g. 2b eingezeichnet. Für das folgende sei angenommen, daß die Thyristoren 2a und 5a in den Bruckenzweigen 2 und 5 stromführend sind. D'e Schwingkreisspannung U, und der Schwingkreisstrom Iw und die aus diesen Größen abgeleiteten Signale US!t und /„rf sind nun beide positiv. Im Zeitpunkt t, werden die Thyristoren 3a und 4a der nachfolgend stromführenden Brückenzweige 3 und 4 gezündet, wobei der Zündzeitpunkt I, mit einem Triggerimpuls T der Auswerteschaltung 15 ausgelöst wird. Nun beginnt der Brücken/weigstrom L 2 ab- und der Brückenzweigstrom /» < aufzukommutieren. Während der Kommutier- bz.w. Überlappungszeit wechselt der Wechselrichterausgangsstrom lw und damit auch das Signal /*„ im Zeitpunkt u das Vorzeichen. Im Zeitpunkt ts liegt die Spannung des Kondensators Tb als negative Sperrspannung an den Thyristoren 2a und 5a, diese erlöschen und die Kommutierung ist abgeschlossen. Der Wechselrichterausgangsstrom Iw hat nun seinen negativen Spitzenwert erreicht. Im Zeitpunkt /0 geht die Schwingkreisspannung (/, durch NuÜ und wechselt zusammen mit dem Signal (Λ/ das Vorzeichen. Nun liegt wider positive Spannung an den gelöschten Thyristoren 2 und 5. Die Zeitspanne t, bis r,, die der Kommutierzeit des Wechselrichters entspricht, und die Zeitspanne zwischen dem Zeitpunkt I1 und ίο, die der Schonzeit entspricht und mindestens gleich der Freiwerdezeit der Thyristoren sein muß. wird durch die Auswerteschaltung 15 eingestellt. Reicht die Schwingkreisspannung U1 zur Kommutierung auf die nachfolgend stromführenden Brückenzweige 3 und 4 nicht aus oder sind Thyristoren in den Brückenzweigen 2 und 5 defekt, so findet keine Kommutierung statt und es fließt Strom durch die Brückenzweige 2 und 3 oder 4 und 5, d. h. es liegt ein Kommutierungskurzschluß vor. Der Wechselrichterausgangsstrom /„ kehrt nun nicht um, sondern wächst bei gleicher Flußrichtung als Kurzschlußstrom /** an. Damit behält auch das Signal Ld sein Vorzeichen. Bis zum Zeitpunkt fo bleiben daher die Schwingkreisspannung U1 und der erfaßte Wechselrichterausgangsstrom L gleichgerichtet und sind erst nach dem Zeitpunkt (0 gegeneinander gerichtet. Mit der Feststellung, ob die Schwingkreisspannung U, und der Wechselrichterausgangsstrom /„ vor dem Nulldurchgang der Schwingkreisspannung Uf gegeneinander gerichtet und nach dem Nulldurchgang gleichgerichtet sind oder nicht läßt sich daher ein Kommutierungskurzschluß erkennen.
In der Überwachungseinrichtung werden die Richtungen des Wechselrichterausgangsstromes und der Schwingkreisspannung im Zeitraum zwischen tz und f< oder nach dem Zeitpunkt fe abgefragt, und es wird eir Impuls abgegeben, wenn die beiden Signale vor derr Zeitpunkt I0 gleichgerichtet bleiben oder nach derr Zeitpunkt J0 gegeneinander gerichtet sind. Hierzi können beispielsweise bei den Signalen Uxiund /»ddie ir den F i g. 2c und 2d aufgezeichnet sind, die Richtunger mit einem Abfrageimpuls T, abgefragt werden, dei gegenüber dem Triggerimpuls Γ um die Zeitspanne t. verschoben ist Liegt ein Kommutierungskurzschluf: vor, so steht am Ausgang 16e ein Abschaltimpuls U. an der in Fig.2f mit getrichelter Linie eingezeichnet ist Dabei kann die Zeitspanne fc vor dem Zeitpunkt to odei nach dem Zeitpunkt to enden. Die Zeitspanne 17 sollt« jedoch nicht größer als ein Viertel der Betriebsfrequen; gewählt werden. Es ist hier zu betonen, daß selbstver ständlich die Signalrichtungen auch während de; gesamten Zeitraums zwischen t, und U oder wahrem eines Zeitraums der über to hinausgeht läufern überprüft werden können, um Kommutierungskurz Schlüsse festzustellen.
Mit dem Abschaltimpuls U, kann einerseits über der
Sperreingang 27/"des Steuersat/es 27 eine Selbstheilung des Wechselrichters eingeleitet werden. Dazu sind die Zündimpulse während einer Halbschwingung der Schwingkreisspannung U, zu sperren. Nachfolgend werden die zuvor bereits gezündeten Thyristoren s erneut '; :/.ündet. Reicht nun die Schwingkreisspannung zur Kommutierung aus, so kann im Normalbetrieb weitergearbeitet werden. Häufig ist es jedoch erforderlich, zum Schutz der Thyristoren des Wechrslrichters 1 beim Kommutierungskurzschluß den Umrichter sofort abzuschalten. Hierfür ist die Abschalteinrichtung 28 geeignet, die mit Zündung des Thyristors 19 den Wechselrichter 1 kurzschließt. Die in der Glättungsdrossel 10 gespeicherte Energie kann nun abfließen und anschließend kann der Umrichter ausgeschaltet werden, ι s Diese Abschaltung ist insbesondere erforderlich, wenn mphrprp I ImrirhtPr irr» Parall^lhiMrifiK ΚαΙγιρΚοπ itj*>r_
den, da bei einem solchen Parallelbetrieb die Gefahr der Zerstörung von Thyristoren des Wechselrichters bei dem ein Kommutierungskurzschluß auftritt, besonders groß ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Überwachungsschaltung 16 ist in Fig. 3 gezeigt. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht den Impulsdiagrammen der F i g. 2c bis 2f. Es ist hier nochmals zu betonen, daß in Abweichung zu diesem Ausführungsbeispiel eine laufende Überwachung der Signalrichtungen vor und nach dem Nulldurchgang im Zeitpunkt t„ ebenfalls möglich ist. In Fig. 3 st dem Eingang 16a der Überwachungseinrichtung 16 eine erste bistabile Kippstufe 20 nachgeschaltet. Da der Eingang 16e mit dem als Spnnnungsindikator dienenden Übertrager 13 verbunden ist, steht am Ausgang der bistabilen Kippstufe 20 das Signal £/„y an. Dem Eingang 16b, der mit dem als Stromfühler dienenden Stromwandler 17 verbunden ist, ist eine /weite bistabile Kippstufe 21 nachgeschaltet, an deren Ausgang demnach das Signal /„,y ansteht. Der Ausgang 15c der Auswerteschaltung 15 ist mit dem Eingang 16c verbunden, dem ein Verzögerungsglied 22 nachgeschaltet ist, das den Triggerimpuls T um die Verzögerungszeit ti verzögert. Das Ausgangssignal des Verzögerungsgliedes 22 ist daher der Abfrageimpuls T1. Die Ausgänge der bistabilen Kippstufen 20 und 21 und des Verzögerungsgliedes 22 sind einem UND-Glied 23 zugeführt, dessen Ausgang mit dem Ausgang 16e der Uberw2chünc7ssrh2!tijntT t6 verbunden is* Arn AiKcranc des UND-Gliedes erhält man einen Abschaltimpuls U3 wenn die Bedingung
U3 = USii Λ,,/ T,
erfüllt ist, die beinhaltet, daß die Schwingkreisspannung U, und der Wechselrichterausgangsstrom L gleichgerichtet sind. Damit wird ein Kommutierungskurzschluß vor dem Nulldurchgang im Zeitpunkt fo angezeigt. Soll der Kommutierungskurzschluß erst nach dem Zeitpunkt ίο abgefragt werden, so ist das Signal USd oder /„,* zu invertieren.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Einrichtung zur Erfassung von Kommutierungsstörungen bei einem Wechselrichter mit Thyristoren in Brückenschaltung, dessen Wechselstromausgänge mit einem Schwingkreis und dessen Gleichstromeingänge über einen Gleichstromzwischenkreis mit Glättungsdrosse! und einen steuerbaren Gleichrichter mit einer Wechselspannungsquelle verbunden sind, wobei ein Spannungsfühler zur Erfassung der Schwingkreisspannung und ein Stromfühler zur Erfassung des Wechselrichterausgangsstromes angeordnet sind, denen eine Auswerteschaltung nachgeschaltet ist, deren Ausgang mit dem Steuersatz für die Thyristoren des Wechselrichters verbunden ist und die mit einem Triggerimpuls vor jedem Nulldurchgang der Schwingkreisspannung einen Zündzeitpunkt für Thyristoren diagonaler Briickenzweige des Wechselrichters bestimmt, dessen Lage von der Kommutierzeit des Wechselrichters und der Schonzeit der Thyristoren abhängt, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Stromfühler (17) der Strom (lW2, /»·») in Brückenzweigen (2, 4 bzw. 3, 5) mit gemeinsamem Gleichstromanschluß (8) zu erfassen und zu einem Wechselstrom zu addieren ist und daß dem Stromfühler (17) und dem Spannungsfühler (13) eine Überwachungsschaltung (16) nachgeschaltet ist, an deren Ausgang (16e^ein Abschaltimpuls (U1)für den Wechselrichter (1) ansteht wenn zwischen einem Zündzeitpunkt (tz)\ind dem zugehörigen Nulldurchgang (to) der Schwingkreisspannung (Us)der erfaßte Wechselstrom und die *>chwingkreisspannung gleichgerichtet bleiben oder nach dem Nulldurchgang gegeneinander gerichtet sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Stromfühler ein Stromwandler (17) angeordnet ist, zu dessen Primärwicklungen (17a, i7b)d\e Verbindungsleitungen von Brückenzweigen (2, 4) des Wechselrichters (1) mit gemeinsamen Gleichstromanschluß (8) so geführt sind, daß die Wicklungen gegensinnig vom Strom durchflossen sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang (16e,)der Überwachungsschaltung (16) mit einem Sperreingang (27/? des Steuersatzes (27) des Wechselrichters (1) verbunden ist.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Überwachungsschaltung (16) die Richtung von Schwingkreisspannung (U,) gegenüber dem erfaßten Wechselstrom erst nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne (h) bezogen auf den Zündzeitpunkt (tz) erfaßt wird, wobei die Zeitspanne (h) größer als Kommutier- und Schonzeit ist.
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DE2541701A DE2541701C3 (de) 1975-09-18 1975-09-18 Einrichtung zur Erfassung von Kommutierungsstörungen bei einem Wechselrichter
AT558976A AT346423B (de) 1975-09-18 1976-07-29 Umrichter
GB33682/76A GB1535984A (en) 1975-09-18 1976-08-12 Control arrangement for an inverter
SU762392709A SU614759A3 (ru) 1975-09-18 1976-08-31 Устройство защиты мостового тиристорного преобразовател
NL7609678A NL7609678A (nl) 1975-09-18 1976-08-31 Omvormer.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5917620B2 (ja) * 1977-02-16 1984-04-23 株式会社日立製作所 インバ−タの保護装置
DE2722814C2 (de) * 1977-05-20 1981-12-17 Aeg-Elotherm Gmbh, 5630 Remscheid Wechselrichter mit einer aus einem Gleichstromzwischenkreis gespeisten Umrichterbrückenschaltung und einer Vorrichtung zur Überwachung von Kommutierungsstörungen an der Umrichterbrückenschaltung
US4139885A (en) * 1977-06-20 1979-02-13 Borg-Warner Corporation Fault protection circuit
JPS5426420A (en) * 1977-07-28 1979-02-28 Kin Tokai Accac converter circuit
DE2906556C2 (de) * 1979-02-17 1984-04-26 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Überstromschutzanordnung bei Fehlkummutierungen eines Thyristor-Wechselrichters eines Zwischenkreuzumrichters
DE3017816A1 (de) * 1980-05-07 1981-11-12 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Anordnung zur erfassung von kommutierungsstoerungen eines netzgefuehrten stromrichters im wechselrichterbetrieb
DE3237716C2 (de) * 1982-10-12 1984-09-06 Aeg-Elotherm Gmbh, 5630 Remscheid Wechselrichter für einen Parallel-Schwingkreis-Umrichter
GB2135534B (en) * 1983-02-11 1986-09-03 Elevator Gmbh Short-circuit control unit for thyristor bridge
DE3347106A1 (de) * 1983-12-27 1985-07-04 Garbe Lahmeyer & Co Ag Schaltungsanordnung zur polaritaetsgerechten erfassung der stroeme in einer halbleiter-umrichterbruecke
JP2784951B2 (ja) * 1990-02-13 1998-08-13 サンケン電気株式会社 電源装置
US5006973A (en) * 1990-03-28 1991-04-09 The Boeing Company Autotuned resonant power source
AU744590B2 (en) * 1997-10-09 2002-02-28 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation Multiple inverter system
GB2345594B (en) * 1997-10-09 2001-01-24 Toshiba Kk Multiple inverter system
EP3542458B1 (de) * 2016-11-18 2021-09-08 ABB Schweiz AG Schaltung eines umrichters einer elektrischen spannungsquelle

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3569819A (en) * 1969-01-16 1971-03-09 Gen Electric Recovery system for short circuits through switching devices in power circuits
SU421088A1 (ru) * 1969-12-19 1974-03-25 Ю. С. Иоффе , А. Котылев Устройство защиты вентилей мостовогоинвертора
BE793379A (fr) * 1971-12-29 1973-06-27 Italiana Comp Onduleur statique de grande puissance a protection intrinseque contre les court-circuits
DE2349161C3 (de) * 1973-09-29 1978-09-21 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim Anordnung zum Schutz eines von einem Gleichspannungszwischenkreis gespeisten selbstgeführten Wechselrichters
US3942090A (en) * 1973-10-10 1976-03-02 Aeg-Elotherm G.M.B.H. Control process for operating a parallel-resonant circuit inverter that supplies an inductive charge, as well as the parallel-resonant circuit inverter operated by this method
US3882370A (en) * 1973-11-15 1975-05-06 Gen Electric Control of power converters having a parallel resonant commutation circuit

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Publication number Publication date
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NL7609678A (nl) 1977-03-22
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DD126893A5 (de) 1977-08-17
JPS5239125A (en) 1977-03-26
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SE414358B (sv) 1980-07-21
IT1072901B (it) 1985-04-13
FR2325239A1 (fr) 1977-04-15
IN147043B (de) 1979-10-27
DE2541701B2 (de) 1977-09-01
SU614759A3 (ru) 1978-07-05
DE2541701A1 (de) 1977-03-31
CA1061406A (en) 1979-08-28

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