DE2602806A1

DE2602806A1 - Automatische schaltungsanordnung zur ueberwachung von in betrieb befindlichen thyristoren

Info

Publication number: DE2602806A1
Application number: DE19762602806
Authority: DE
Inventors: Robert Lhommelet; Jean-Paul Raynal
Original assignee: Cegelec SA
Current assignee: Cegelec SA
Priority date: 1975-01-31
Filing date: 1976-01-26
Publication date: 1976-08-05
Also published as: SE404846B; SE7600724L; US4025845A; GB1540300A; FR2299757A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur automatischen Überwachung von in Betrieb befindlichen Thyristoren, insbesondere für Thyristoren, die zur Erreichung von ausreichender Spannungsfestigkeit zu Gruppen zusammengefaßt sind.

Es ist bekannt, daß Thyristoren in ihrem Einsatz durch die Spannung begrenzt sind, der sie ausgesetzt werden können; daher werden bei höheren Spannungen Thyristoren in Reihe geschaltet. Jedoch birgt eine Störung an einem der Thyristoren, falls sie den Betrieb der Systeme nicht unterbricht, wegen der geringen Sicherheitsmarge der verbleibenden Thyristoren die Gefahr in sich, nacheinander die noch funktionsfähigen Thyristoren zu zerstören. Zur Bestimmung ausgefallener Schaltelemente einer

Kette setzt man Sichtkontrollen ein, wie beispielsweise für jeden der Thyristoren eine Lampe oder Neonanzeige. Diese verlischt, wenn der defekte Thyristor kurzgeschlossen ist oder wenn ein funktionsfähiger Thyristor leitend ist. Der Nachteil dieses Systems besteht darin, daß die Lampen oder Neonanzeigen aufleuchten bzw. verlöschen, selbst wenn die Thyristoren richtig arbeiten. Außerdem reicht eine lediglich visuelle Kontrolle, selbst wenn sie in Form von Blinkzeichen vorliegt, nicht immer aus, die Aufmerksamkeit des Verwenders in unzweideutiger Weise zu erregen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung behebt diesen Nachteil. Die Erfindung löst die Aufgabe, eine deutliche Information für den Fall eines Thyristorausfalls zu liefern.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur automatischen Überwachung mehrerer Thyristoren, die in Serienschaltung an den Klemmen einer Wechselstromquelle liegen und je mit einem Widerstand parallelgeschaltet sind, wobei mit jedem Widerstand ein in derselben Richtung wie der Thyristor einseitig leitfähiger Fotokoppler in Reihe geschaltet ist, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie darüber hinaus zweite Fotokoppler umfaßt, die zu den ersten Fotokopplern gegenparallel geschaltet sind.

Vorzugsweise sind die ersten Ausgänge der ersten und ggfs. auch zweiten Fotokoppler untereinander und mit der Masse verbunden, die zweiten Ausgänge der ersten und ggfs. auch zweiten Fotokoppler jeweils paarweise an die Eingangsklemmen mehrerer * EXKLUSIV-ODER-Gatter angeschlossen, deren Ausgangsklemmen an die Eingangsklemmen eines ODER-Gatters angeschlossen sind, dessen

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Ausgangsklemme ein ein· Alarmorgan betätigendes Fehlersignal liefert.

Unter Bezugnahme auf die beiliegenden vier schematischen Figuren wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Dabei werden in mehreren dieser Figuren auftauchende gleiche Bauteile jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.

Fig. 1 und 2 zeigen Prinzipschaltbilder einer Schaltungsanordnung zur automatischen Überwachung von Thyristoren mit je einem Fotokoppler.

Fig. 3 stellt die erfindungsgemäße Prinzipschaltung für eine automatische Überwachung der Thyristoren dar.

Fig. 4 zeigt die am Ausgang der Bauteile gemäß den Fig. 1, 2, 3 angeordneten logischen Organe.

In Fig. 1 sind Thyristoren Tl, T2, T3 zu sehen, die mit den Klemmen einer Gleichstromquelle in Reihe geschaltet sind. Jeder dieser Thyristoren kann z.B. 1000 Volt Spannung an seinen Elektroden aushalten, und die Speisespannung beträgt 1500 Volt. Falls in diesem Fall einer von drei Thyristoren defekt wird, arbeitet das System normal weiter. Das Problem besteht darin, den Fehler zu lokalisieren. Hierzu ist parallel zu jedem der Thyristoren die Serienschaltung eines Widerstands 1 bzw. 2 bzw. 3 und eines Fotokopplers Pl bzw. P2 bzw. P3 angeordnet. Die Fotokoppler Pl, P2, P3 bestehen jeweils aus einer Elektrolumineszenzdiode, deren Kathode an die Kathoden des zugeordneten Thyristors Tl, T2, T3 angeschlossen ist, sowie aus einem lichtempfindlichen Organ mit zwei Ausgängen, A, B; C, P? E, F.

Im Verhältnis zum Innenwiderstand der Thyristoren Tl, T2, T3 im Sperrzustand weisen die Widerstände 1, 2, 3 geringe Werte auf und dienen dazu, die Unterschiede der Sperrinnenwiderstände der Thyristoren auszugleichen. Die Elektrolumineszenzdioden leuchten bei geringen Spannungen, die beispielsweise in der Größenordnung von 1,6 Volt liegen können.und bei Strömen von etwa 20 Milliampere. Die Elektrolumineszenzdiode des Fotokopplers leuchtet also auf, wenn an den Klemmen des entsprechenden Thyristors eine Spannung vorliegt und sie verlischt wieder, wenn der Thyristor leitend wird oder wenn er kurzgeschlossen wird.

Fig. 1 entspricht dem Fall, bei dem eine Gleichspannung an die Thyristoren gelegt wird, während die Anordnung gemäß Fig. 2 für eine Wechselspannungsqpeisung geeignet ist. Letzere unterscheidet sich von der ersteren Anordnung lediglich dadurch, daß jeweils zu jeder der Elektrolumineszenzdioden der Fotokoppler Pl, P2, P3 eine Diode Dl, D2, D*3 gegenparallel geschaltet ist. Diese Dioden Dl, D2, D3 können zum Schutz der Fotokoppler selbst in dem Fall der Vorrichtung aus Fig. 1 hinzugefügt werden. Dann wirken sie als Schutz der Fotodioden gegen Spannungsumkehr, z.B. bei induktivem oder kapazitivem Überschwingen der Spannung mit Polaritätsumkehr.

In der erfindungsgemäßen Anordnung gemäß Fig. 3, die mit einer Wechselstromquelle betrieben wird, sind wie vorher drei Thyristoren, drei Widerstände 1, 2, 3 und drei Fotokoppler vorgesehen, Pl, P2 und P3. Weiter sind hier Fotokoppler P4, P5, P6 vorhanden, die jeweils gegenparallel zu einem der Fotokoppler Pl, P2, P3 geschaltet sind. Die Ausgänge der Fotokoppler P4,

P5, p6 werden durch die Klemmenpaare G und H, J und K, bzw. L und M bezeichnet.

Solange die Spannung an den Thyristoren in deren Leitrichtung gepolt ist, aber diese nicht betätigt werden, leuchten die Fotokoppler Pl, P2, P3 wie im Fall der Fig. 1 auf. Werden die Thyristoren in diesem Fall betätigt, dann verlöschen die Fotokoppler Pl, P2, P3.

Solange die Speisespannung an den Thyristoren in Sperrrichtung gepolt ist, leuchten die Fotokoppler P4, P5, P6 auf, während die Fotokoppler Pl, P2, P3 nicht aufleuchten.

nötig
Es ist also nur noch^festzustellen, ob alle Fotokoppler

Pl, P2, P3 oder P4, P5, P6 dieselbe Information im selben Augenblick liefern. Hierzu stellt man die Unterschiedsinformation zwischen Pl und P2 sowie P2 und P3 fest. Gibt ein Fotokoppler nicht dieselbe Information wie die übrigen, so entsteht am Ausgang der Vorrichtung eine Information, die den Fehler an ein Warnorgan mitteilt, das in der Fig. 1 nicht dargestellt ist und beispielsweise ein Läutwerk, eine Anzeigelampe usw. sein kann.

In Fig. 4 sieht man die logischen Organe, denen die Ausgänge der Fotokoppler Pl, P2, P3, d.h. A, B; C, D; E, F; zugeführt werden. Gleichartige Organe sind für die Ausgänge der Fotokoppler P4, P5, P6, d.h. G, H; J, K,·, L, M; vorgesehen, wobei ein ausgangsseitiges ODER-Tor 6 für beide Einheiten gemeinsam vorgesehen sein kann und vier Eingänge aufweist. Die Ausgänge B, D, F liegen gemeinsam an Masse. Der Ausgang A führt zu einem Eingang eines EXKLUSIV-ODER-Gatters 4 und liefert

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diesem eine logische Information a. Der Ausgang C ist einerseits mit dem Eingang desselben Gatters 4 und andererseits mit einem ersten Eingang eines zweiten EXKLUSIV-ODER-Gatters 5 verbunden und überträgt auf diese beiden Gatter 4 und 5 dieselbe logische Information b. Der Ausgang E ist an einen zweiten Eingang des Gatters 5 angeschlossen und überträgt an diesen die logischen Information d. Die Ausgänge der Gatter und 5 beaufschlagen die beiden Eingänge eines ODER-Gatters 6, das eine logische Information f ausgehend von den Informationen c und e aus den Gattern 4 und 5 liefert.

Für die Gatter 4 und 5 haben wir folgende logische Gleichungen :

c = a . b + "ä . b

und _ _

e = b . d + b . d

Für das Gatter 6 gilt folgende logische Gleichung :

f = c + e.

An Hand der folgenden Wahrheitstabelle können die logischen Operationen in anderer Form dargestellt werden :

a	O	O	O	O	1	1	1	1
b	O	O	1	1	O	O	1	1
d	O	1	O	1	O	1	O	1
f	O	1	1	1	1	1	1	O

Dies bedeutet, daß ein Fehler vorliegt, wenn sich f im Zustand 1 befindet.

Die erfxndungsgemäße Vorrichtung kann in all den Fällen eingesetzt werden, wo das fehlerhafte Funktionieren eines Thyristors zur Steuerung von Hilfseinrichtungen, Motoren oder Wechselrichtern festgestellt werden muß.

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Claims

- τ·

PATENTANSPRÜCHE

1 -.' Schaltungsanordnung zur automatischen überwachung mehrerer Thyristoren, die in Serienschaltung an den Klemmen einer Wechselstromquelle liegen und je mit einem Widerstand parallel geschaltet sind, wobei mit jedem Widerstand ein in derselben Richtung wie der Thyristor einseitig leitfähiger Fotokoppler in Reihe geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung darüber hinaus zweite Fotokoppler (P4, P5, P6) umfaßt, die je zu den ersten Fotokopplern gegenparallel geschaltet sind.

2 - Überwachungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Ausgänge (B, D, F) der ersten Fotokoppler (Pl, P2, P3) untereinander und mit der Masse verbunden sind, daß die zweiten Ausgänge (A, C, E) der ersten Fotokoppler (Pl, P2, P3) jeweils zu zweit an die Eingangsklemmen mehrerer EXKLUSIV-ODER-Gatter (4, 5) angeschlossen sind, wobei die Ausgangsklemmen der EXKLUSIV-ODER-Gatter (4, 5) zu den Eingangsklemmen eines ODER-Gatters (6) führen, dessen Ausgangsklemme das ein Warnorgan betätigende Fehlersignal liefert.

3 - Überwachungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Ausgänge (H, K, M) der zweiten Fotokoppler (P4, P5, P6) untereinander und mit der Masse verbunden sind, daß die zweiten Ausgänge (G, J, L) der zweiten Fotokoppler (P4, P5, P6) zu zweit an die Eingangsklemmen

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mehrerer EXKLUSIV-ODER-Gatter (4, 5) angeschlossen sind, wobei die Ausgangsklemmen der EXKLUSIV-ODER-Gatter (4, 5) mit den Eingangsklemmen eines ODER-Gatters (6) verbunden sind, dessen Ausgangsklemme das ein Warnorgan betätigende Fehlersignal liefert.

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