DE2637868C3 - - Google Patents

Description

Die Anmeldung bezieht sich auf eine Schutzschaltung für die Thyristoren in einer Reihenschaltung mehrerer Thyristoren nach Patente 25 19 J96.

»ei einer aus der I)E-AS 20 05 724 bekannten Schutzschaltung für Ihyristorvenlile gegen Selbstzündung ist eine die Polarität der Spannung über dem Veniil abtastende Anordnung vorhanden, die so bemessen ist, dall sie ein erstes Signal über eine Kippstufe an ein UND-Glied abgibt, wenn die Spannung nach einer Kommutierung negativer Polarität be kommt, und dal) sie ein zweites Signal direkt an das UND-Glied abgibt, wenn die Spannung positive Polarität bekommt. Iteide Signale sind über das I IND-Glied dein Zündsystem des Ventils zugeführt. Das erstgenannte Signal ist eberif.ilis einem die Kippstufe lücksel/enden Zeitgerat zugeführt, welches das erste Signal für eine gewisse im voraus bestimmte Zeitspanne verzögern, die der längsten Wideiherstellungszeit der Ihyristorvenlile entspricht. Ein Zündsignal über das UND-Glied wird nur dann freigegeben, wenn das genannte /weile Signal iimeilialb tlieser Zeitspanne abgegeben wird. Wenn bei dieser bekannten Schutz schallung das Ihyrislorveniil aus mehreren in Reihe geschalteten I hyristoren besteht, so ist vorgesehen, dall die gesamte über der Reihenschaltung der Thyristoren liegende Spannung über einen Spannungsteiler abgegriffen und im Hinblick auf negative b/.w. positive Polarität überwacht wird. Ein individueller Schutz der einzelnen Ihyristoren ist mit dieser bekannten Schiit/ schaltung somit nieIu möglich.

Der voi liegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schul/si haltung IHr I hyristoren nach dem llauptpaicnt so weiler/iibilden. d.ill die Störsicheiheil veibessert und ein unnötiger Verbrauch von Zündencr gie vermieden wird.

Eifiiidungsgemaß wird diese Aufgabe durch die im Anspiiu Ii I beanspiiiilile Schutzschaltung gelost.

Es wurde erkannt, daß bei einer großen Anzahl von in Reihe geschalteten Ihyrisioren, beispielsweise bei KK) oder mehr thyristoren, die ersten Sihaltsignale, die erzeugt werden, wenn der Strom im betreffenden 'thyristor zu Null wird oder wenn die Spannung über dem betreffenden Thyristor einen vorgegebenen negali ven Wert unterschreitet, nicht absolut gleichzeitig erscheinen, sondern vielmehr mit einer unvermeidliche¹', zeitlichen Streiiuung in der Größenordnung von mehreren Mikiosckumlcn. Es besteht weiterhin die Moglichkeil, d.iß am seiiderseitigen Ausgang einer der ersten Übertragtingseinrichiungen kein erstes Si halt signal erscheint, weil entweder am betreffenden thyristor keine negative Spannung .insteht oder weil ein Defekt in der zugehörigen ersten Überwachungseinrichtung oder in der ersten Übertragungseinrichtung aufgetreten ist. Zur Vermeidung von Fehlzündungen werden daher die ersten .Schaltsignale über eine F'reigabeeinheil geführt und zu einem gemeinsamen ersten Schaltsigiial zusammengefaßt, das auf eine gemeinsame Auswerfeinrichtung gegeben wird. Die ersten .Schaltsignale werden weiterhin einer Zähleinrichtung zur statistischen Auswertung der empfangenen ersten Schaltsignale zugeführt. Erst wenn eine vorgegebene Anzahl von ersten .Schaltsignalen eingetroffen ist.

beispielsweise wenn 80% aller möglichen Schaltsignale eingetroffen sind, gibt die Zahleinrichtung die Freigabeeinheit frei, die ihrerseits die Auswerteeinrichtung ansteuert. Die Aiiswerteeinrichtiing erzeugt für cien IJberwachiingszeiiraum ein gemeinsames Zeitsignal, das über eine der Anzahl der Thristoren entsprechende Anzahl von zweiten potentialtn nnenden Übertragiiiigseinrichtiingen an die ein/einen Verknüpfungsschaltungen auf Thyristorpotcntiji übertragen wird.

Die Schutzschaltung besitzt eine höhere Belrsbssicherhcit, (l:i Störungen, die an einem oder an mehreren Thyristoren oder an den ihnen nachgeordneleii ersten Überwachungseinrichtungen und ersten Ubertragungseinrichitingen nich! /u falschen Zeilsignalen führen, l-'ehl/undiingcii von thyristoren und ein unnötiger Verbrauch von /üudenergie wird vermieden.

Die Erfindung wiril anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles naher erläutert:

I"ig. 1 /eigt eine Kciheiischaltiing von Thyristoren

/; 1. η 2 n,_h Die Reihenschaltung kann cue sehr grolle

An/ah! von Thyristoren enthalten, beispielsweise 100 oder mehr thyristoren. |edcm der Thyristoren ist eine

Schaltungsanordnung Λ I, Λ 2 \„ /um Schiit/ gegen

Selbstzündung zugeordnet. Der Aufbau einer solchen Schaltungsanordnung Λ I wird zunächst anhand von I'ig. 2 naher erläutert.

Ei g. 2 zeigt als 'i spie I schema tisch den Au I bau einer Schaltungsanordnung ·\ 1 für den Thyristor I. |edem der Thyristoren ist eine gleichartige Schaltungsanordnung zugeordnet. Die Schaltungsanordnung Λ I enthalt eine Zündschaltung I'). die ihre Energie aus der Anoden-Kathoden Spannung des fhyristors η Ι bezieht. Die Zündschaltung 14 kann beispielsweise so aufgehallt sein, wie in der DIi-I¹S I "> !H 044 beschrieben ist. WcitcihiM ist eine auf Ihyiislorpoiential liegende erste llberwachiingseiiiruhtuug I vorgesehen, der eingangsseitig die über einen .Spaiinuiigsieiler l(\. Cl: K 2, C 2 abgegrilfcne Anoden Kathoden -Spannung über dein thyristor " I zugeführt ist. Die tiinrichtiing I einhält einen Grenzwertmelder 5. beispielsweise einen Kippverslärker. der die am Spannungsteiler abgegriffene Spannung mit einem vorgegebenen negativen Wert vergleicht, der symbolist Ii ,ils an einem Potentiometer 4 abgegriffene Spannung dargestellt ist. Der Grenzwertmelder I ändert sein Aiisgangssigual, wenn die Spannung über dein thyristor ;/ I den voigegebenen negativen Weit unlersc In eilet. Der Wechsel im Atisgiingssign.il des (iien/wertinelders 1 siöllt eine monostable Kippstufe > mit einer kurzen Impulsdauer, beispielsweise IO|isee, an, deren Ausgangssignal ein erstes .Schallsignal ν 1 darstellt, das den lleginn der Schonzeit des fhyristors //I angibt. Das erste Schaltsignal s I kann auch durch eine Überwachung des l.aststromes des thyristors rf I gewonnen werden wenn einem Stronimellwandler ein (ireii/wertmeliiei ii.ichgesch.:ltel wird, der sein Ausgangssignal ändert, wenn der Strom im I hyristor η I zu NuI! wird.

Das erste Si Haltsignal s I für den Ihyiislor η I wird dem Sender .Vl einer ersten potcn'ialticnnendcn Übertragungseinrichtung zugeführt, der das erste Sihültsign.il ν I über eine Sendeantenne Ii 1 abstrahlt.

Wie weitet hin aus !■" i g. I ersichtlich ist, werden die in ilen Sihalliirigsanordmiugcn \ I, I 2 ... \,, gebildeten ersten Sihaltsignale ν 1. \ 2 ... s„ jeweils von ersten polentialtremiendeii Übertraguiigseinric hiimgen auf Eirdpotenli.il übertragen, die sendersetig jeweils einen Sender .Vl, V 2. .V„ mit einer naihgeschalleten Seiideanteime Hi, It 2.. Ii₁, und empfangsseitig jeweils

einen Empfänger D I, D2 D_n mit einer vorgeschalteten Einpfangsantenne Cl, C2 ... C_n umfassen. An den Ausgängen der Empfänger Di, D2... D_n erscheinen die übertragenen ersten Empfangssignaie und werden einer Ereigabeeinheit /-'zugefüh; t. Die 1 reigabeeinheit F lallt die ihr eingangsseitig /!!geführten ersten Schaltsignale nur dann durch, wenn an ihrem Sicuereiiigang 22 ein Ereigabesignal anstellt. Die 1 reigabeeinheit /"kann beispielsweise wie in der Zeichnung dargestellt aufgebaut sein und eine Anzahl von Sperrgattern enthalten, deren einer Eingang jeweils mit dem Ausgang eines der Empfänger /H. D 2 ... D_n und deren /weiter Eingang mit dem gemeinsamen Steuereingang 22 verbunden ist. Den Sperrgallern ist ein disjunktives Verkiiiipfuugsgatter nachgesi h.iliet.

Die an den Ausgängen der I mpfängei D I. /> 2 ... D_n erscheinenden übertragenen ersten ScHaltsignale si. s 2 ... v„ werden außerdem einer Zähleinrichtung 21 zugeführt, die beispielsweise als Zähler mil parallelen Eingängen ausgeführt sein kann. Wenn eine voigegebenc Anzahl von übertragenen ersten Scliaiisigualeii eingetroffen ist. beispielsweise wenn bei einer Reihen schaltung von H)O thyristoren Hl) ubiriragcne ersle Sclialtsignale eingetroffen sind, su erzeugt die /alilein richtung 21 ausgangsseiiig ein I reigabi signal, .las der l'reigabeeinheit /■' über ihren Sieueremgaii): Ii /iige fuhrt ist. Die EreiLMhccuiheit / wird dm. hl.issig gesteuert und steuert eine ai.l Erdpolenli.il lii-ucniie Aiiswerleeini ic litunt! 8 an Die Aiisvvei leeiin u lining 8 enthält eine hisiaoilc Kippstufe 4 und eine dieser n.ichgesell.iltjleii nionostabilc Kippslule 10. sown· ein dis|iinktives Vei kiiiipliingsglied II. Das \iisj:angssit:nal der Ireigabestiile /sei/t die bislabile Kippstufe 4. die ihrerseits die monosl.ibilc· Kippstufe IO .msiollt. Die Impulsdauer des Zcitsignals \, der iiioiioslabilen Kippstufe IO entspricht einem Üherwai liun;:s/eitraiini, fur den entweder die Schon/ei! der verwendeten I Ii y n s tore η oder ihre theoretische Slromfuhiuiigsd.iiier gewählt sein können. I Inter Sihon/eit oder Wiedeiher stclliings/cit wird eine Zeil verstanden, die der Erciwcrdezeit entspricht, leiloc h ohne die lledingiing. dal) der thyristor positive Spannung ii be ι nehmen kann. Die Schonzeit ist somit gröUer als die I rciweide/eil. Unter i!l-i Slromluhiuiii.'sdaiicr wird der Winkel /wischen dem Siromlührungshcginn zweier in der Kommutierung aiifcinaiuici folgender Veiitilzweige vei standen. Die Siroiuführungsd.iuer ei gibt sii Ii aus l'ie(|uenz und Pulszahl des Stroiniichiers unter licrücksicliigiing des I Ibeilappungswinkels Die Kipp stufe 4 wild vom Z.ündstciiersignal cincv iiielil dargestellten Steiiers.it/es rüikgesetzt. das der Answer teciiiTThtimg 8 .in der Klemme 20 zugeführt ist. Das Zündsignal vom Steuersalz und das Zeitsignal s, der nioiiiistabileu Kippstufe IO werden im dis|iiiiktiven Verkiuipfungsglieil Il /iisammcngcfaDt und über eine Anzahl von zweiten Ubeitragimgsemriiliiungeu geseu ilet. Die zweite Übertragungseinrichtung umfassen sendeiseitig jeweils einen Sender (Ii, ('Ϊ (·'. nut nachgesi halteten .Sendeantennen // I. // 2 . //,.sowie empfangsseitig jeweils einen Einpfängei /I. /2 . / , mit vorgesihallelen tinpfangsanleiinen K I. K 2 . .. K,,. Die zweiten potentialtiennenden Übertragiiiigsiuiiiih Hingen dienen wie ersiihiliih am Ii zur

Übertragung der Zuiulsignale des Steiiei satz.¹. I iir die etfmdungsgemälle Si hut/si haltung br.iiiilien daher keine eigenen weiteren Übertragungseim u hiuugeii vorgesehen werden

Wie wiederum aus I■'i g _^; weiterhin eisnhilnh ist, isi

dem 'Thyristoi n\ eine aiii Tliyi islt>rpoicniisil liegende /weile Überwachungseinrichtung 2 zugeordnet, der eingangsscilip ebenfalls die über dem Spannungsteiler Wl. (Ί; W 2. i'2 abgegriffene Spamuing über dem Thyiistor ill zugeführt ist. Diese /weite Überwachungseinrichtung 2 enthüll einen (iren/.wertmclder 21, beispielsweise einen Kippverstiii kei, der die Spannung über dem Thyristor η 1 mit einem vorgegebenen positiven Spaniuingswert vergleicht, der symbolisch als an einem Potentiometer 22 abgegriffene Spannung dargestellt ist. Wenn der vorgegebene positive Spannungsweri überschritten wird, er/eugl die /weite Überwachungseinrichtung 2 ein /weites Schallsignal s 21 Das /weite Schallsignal λ 21 und das vom I jiipliinj'ei /1 empfangene gemeinsame Zeitsignal s, werden einer Verknüpfungsschaltung 14 zugeführt und dort in einem UND-Gatter konjunktiv miteinander verknüpft. Die Verknüpfungsschaltung 14 steuert die Zündschaltung 19 /in Abgabe von Zündimpulscn an die Steuerstrecke des Thyristors /ι I an. wenn während des gemeinsamen Zeitsignal .s, das /weile Schaltsigiial s 21 von dei /weiten Überwachiingseiiu ichtting 2 erscheint. Die Dauer des Zümlinipiilscs lichtet sieh nach den speziellen I'lfordernissen der Thyristoren. Um den s liedail an Zündleisliing klein zu halten, kann dei Züiulinipiils mich einer kurzen Zeilspanne, beispielsweise wenigen Mikrosekuiulen, wieder abgebrochen werden. Mier/ti wird das Aiisgangssignal lies UND (jlieiles 15 über ein Invertierglied 17 einer monostabilen

ι« Kippslule 18 mil einer entsprechend kurzen Impulsdauer zugeführt, deren Ausgangssignal mit dem Ausgangssignal des UND-Gliedes 15 in einem ODI-K-Glied Ifi disjunktiv verknüpft wird. Das ODKR-Glicd 16 wird somit nach Ablauf der Impulsdauer dei inonostabilen Kippstufe 18 gesperrt und der Zündimpiils damit beendet.

Als poleiitiallrennende Übernagiiiigseiniiehtungeii können insbesondere auch oplo-elektronische Sendei und l-mplanger verwendet werden

Hierzu 2 HIaK Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   .Schutzschaltung für die Thyristoren in einer Reihenschaltung mehrerer Thyristoren, denen jeweils eine auf Thyristorpotential liegende Zündschaltung zugeordnet ist, die ihre Energie aus der Anoden-Kathoden-Spannung des betreffenden Thyristors bezieht, bei der eine erste Überwachungseinrichtung vorgesehen ist, die bei einer negativen Spannung ein erstes Schaltsigiial auf eine ein Zeitglied enthaltende Auswerteeinrichtung gibt, deren für einen Überwachungs/eitraum anstehendes Zeitsignal einem Eingang einer konjiiktiven Verknüpfungsschaltung zugeführt ist, und bei der eine zweite Überwachungseinrichtung vorgesehen ist, die bei positiver Spannung ein zweites Schaltsigiud erzeugt, ths dem zweiten Eingang der koiijunktivcn Verknüpfungsschaltung zugeführt ist, wobei deren Ausgang mit dem Zündsteuereingang der /undschaltung in Wirkverbindung steht, mit folgenden Merkmalen:

   a) ledern Thyristor (/. Ii. /ι I) ist eine eigene, auf Thyrisiorpoiential liegende erste Überwachungseinrichtung (1) zugeordnet, die ein erstes Schaltsignal (s I) erzeugt, wenn der Strom im betreffenden Thyristor (;i I) zu Null wird oder wenn die Spannung über dem betreffenden Thyristor (/? I) einen vorgegebenen negativen Wert unterschreitet.

   b) jeder derartigen ersten Überwachungseinrichtung (I) ist eine erste poteiitialtreniicnde Übertragungseinrichtung (f I) nachgeschailet, die das erste Schaltsigiial (si) an eine auf Erdpotential liegende Auswerfeinrichtung (8) überträgt,

   c) der Aiiswertceinrichrtuiig (8) ist eine /weite polen ι iah rennende Übertragungseinrichtung (112) nachgeschailet, die < !as bei reffende /ei lsi jjIKi 1 auf die auf I liyriswii potential liegende Vei kiiüpfungssi haltung (14) übertragt,

   d) jedem fhyristor (z. H. η I) ist eine eigene, auf Jliyristorpoleiitial liegende /weite überwachungseinrichtung (2) zugeordnet, die bei einem vorgegebenen positiven Spannungswert über dein betreffenden fhyristor (/il) ein zweites Schaltsignal (v2) erzeugt und der Verknüpfungsschaltung (14) zuführt,

   e) die Verknüpfungsschaltung (14) steuert die Zündschaltung (19) zur Abgabe von /üniliinpiil sen an den betreffenden f hyrislor(i) I) an, wenn wahrend des Zeitsignals (v,) das zweite Si hall signal (s 2) bereits erst heil)t,

   nach Patent Vi V) Wb, dadurch gekennzeichnet, daß die von den der Anzahl (n) der Thyristoren entsprechende Anzahl von ersten poteiitialtrenneiulen Überlragiiiigseini ii htungen (S,_h Ii_n C_n, L)₁) übertragenen ersten Schaltsignale 's,,,¹ über eine Freigabeeinheit '/feiner gemeinsamen Auswerteeinrichtung (8) und einer Zähleinrichtung (21) zugeführt sind, die ein Freigabesignal für die Freigabeeinheit (l·) erst dann erzeugt, wenn eine vorgegebene Anzahl von ersten Si Haltsignalen eingetroffen ist, und dal) der Answer leeinriihlung (8) eine der Anzahl (n)ilcr I hyristoren entsprechende Anzahl von /weiten potenlialtre;inenden Übertragungseinrichtungen ((>„, H₁,, K_n, I₁₁) /ur Übertragung eines gemeinsamen Zeilsignals (s,) an die einzelnen Verknüpfungsschaltung^! (14) nachgeschaltet ist.