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Schaltungsanordnung zum Auswerten von Rückmeldungen
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Auswerten
von Rückmeldungen über den Zustand von zu Ventilketten in Serie geschalteten Thyristoren.
Jedem Thyristor ist ei ne Thyristorelektronik zugeordnet, die alle von einem in
einer zentralen Anlagensteuerung erzeugten Impulesteuertele gramm gesteuert werden.
Jede Thyristorelektronik leitet aus dem Impulssteuertelegramm den Zündimpuls ab,
überwacht den Zustand des Thyristors und gibt darüber eine Rückmeldung an eine den
Thyristorelektroniken übergeordnete Ventilelektronik ab. Die Rückmeldungen über
negative Thyristorspannung, Thyristorkopplung bzw. individuelle Notzündung erfolgen
nacheinander von jeder Thyristorelektronik über getrennte Lichtleiter zu der Ventilelektronik.
Dazu enthält jede Thyristorelektronik und die Ventilelektronik einen Steuerzähler,
der von dem Impulssteuertelegramm gesteuert wird. Dieses besteht aus Gruppen
von
Einzelimpulsen, die durch einen Doppelimpuls voneinander getrennt sind. Mit jedem
Doppelimpuls werden alle Steuerzähler synchronisiert und der Zündvorgang der Thyristoren
eingeleitet. Die nachfolgenden Einzelimpulse des Impulssteuertelegramms schalten
die Steuer zähler in die Uberwachungs- und Meßphasen. Da dieMVentilelektronik den
gleichen, mit dem Impulssteuertelegramm gesteuerten, Steu erzähler aufweist wie
die Thyristorelektroniken, kann die zugeordnete Bedeutung der einzelnen Rückmeldeimpulse
leicht dekodiert werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es) eine Schaltungsanordnung zum Auswerten
von Rückmeldungen über den Zustand von zu Ventilketten in Serie geschalteten Thyristoren
anzugeben.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die von
einer jedem Thyristor zugeordneten Thyristorelektronik erzeugten Rückmeldungen den
Thyristorelektroniken zugeordneten Eingangsspeichern zugeführt werden, deren Ausgänge
mit je einem Eingang für parallele Informationseingabe eines Schieberegisters über
je einen Widerstand mit dem Eingang eines ersten Komparators und über je eine Reihenschaltung
aus einem Widerstand mit einer Diode mit dem Eingang eines zwei ten Komparators
verbunden sind.
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Die Erfindung wird anhand eines in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispieles
näher erläutert.
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In der Fig. 1 sind mit F1 bis FN Lichtimpulsempfänger bezeichnet,
von denen jeder über je einen Lichtleiter mit je einem in der Figur nicht mit dargestellten
Lichtimpulssender verbunden ist, der von den Ausgangsimpulsen der jeweiligen Thyristorelektronik
gesteuert wird. Die Ausgänge der Lichtimpulsempfänger führen zu je einem Eingang
von aus NOR-Gliedern aufgebauten Speichern S1 bis 5N Die Ausgänge a1 bis aN der
Speicher S1 bis SN sind mit je einem Eingang für parallele Informationseingabe Er1
bis £rN eines Schien beregisters R, mit je einem Anschluß eines ersten Widerstandes
RBI bis RBN und mit je einem Anschluß eines zweiten Widerstandes RA1 bis RAN verbunden.
Die anderen Anschlüsse der Widerstände Rß1 bis RBN führen auf einen Eingang eines
ersten Komparators K1, an dessen weiteren Eingang eine Bezugsspannungsquelle Ur1
angeschlossen ist. Die anderen Anschlüsse der Widerstände RAl bis RAN führen über
je eine in Durchlaßrichtung gepolte Diode D1 bis DN auf einen Eingang eines zweiten
Komparators K2. Zwischen diesem Eingang und dem Bezugspotential ist ein Widerstand
R5 geschaltet. Einem weiteren Eingang des Komparators k wird ein Bezugspotential
Ur2 zugeführt. Die Löscheingänge der Speicher S1 bis SN sind an eine Klemme b, der
Takteingang des Schieberegisters R an eine Klemme f und ein Starteingang an eine
Klemme g angeschlossen. Bei AR erfolgt die Ausgabe der seriellen Information aus
dem Schieberegister R.
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Der Ausgang des Komparators K1 ist über einen Widerstand R
mit
einem Eingang eines EImD-Gliedes G 1, dessen weiterer Eingang zu einer Klemme c
führt, verbunden. In die Verbindung des Widerstandes RC1 mit dem U -Giied G 1 ist
die Kathode einer Diode D01 geschaltet, die anodenseitig auf Bezugspotential liegt.
Der Ausgang des Komparators K2 ist über einen Widerstand Ra2 mit einem Eingang eines
UND-Gliedes G 2, dessen weiterer Eingang zu einer Klemme d führt, verbunden. In
die Verbindung des Widerstandes RC2 mit dem UND-Glied G 2 ist die Kathode einer
Diode D2 geschaltet, die anodenseitig auf Bezugspotential liegt. Die Ausgänge der
UND-Glieder führen zu klemmen e und f.
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In der Fig. 2a ist eine Klemme k mit dem Takteingang eines Steuerzählers
Z und mit dem Eingang eines Auskopplungsgliedes AG verbunden, dessen Ausgang zu
dem Rücksetzeingang RE des Steuerzählers Z führt.
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In Fig. 2b ist der in der Zentralen Anlagensteuerung oder in der Ventilelektronik
erzeugte Zündbefehl W dargestellt.
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Fig. 2c zeigt den zeitlichen Verlauf des Impuissteuertelegrammes,
welches der Klemme k in Fig. 2a zugeführt wird, Fig. 2d die Rücksetzimpulse RE,
die das Auskopplungsglied AG erzeugt und mit denen der Steuerzähler Z in eine Zeitphase
f1, deren Länge in Fig. 2e dargestellt ist, gesteuert wird. Die Fig. 2f - 2h zeigen
weitere Überwachungs- und Meßphasen für
die Thyristoren. In Fig.
2j sind Löschimpulse für die Speise cher S1 bis SN in Fig. 1 dargestellt. Mit dem
Impuls P/S nach Fig. 2k werden die Inhalte der Speicher S1 bis SN parallel in das
Schieberegister R eingelesen.
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Aufgrund eines Zündbefehles W erscheint im Impulssteuerdiagramm (Fig.
2c) ein Doppelimpule AB, mit dem alle Steuerzähler synchronisiert werden. Im Auskopplungsglied
AG wird der Impuls B des Doppelimpulses ausgekoppelt und damit der Steuerzähler
Z (Fig. 2a) über seinen Reset-Eingang (Fig. 2d) in die Phase f1 CFig. 2e) gesetzt.
Diese Phase stellt die Zündphase für die Thyristoren dar. Sie wird von der abfallenden
Flanke des Zündbefehles dadurch beendet, daß im Impuls steuerdiagramm ein Einzelimpuls
Cc in Fig. 2c) erscheint, mit dem die Steuerzähler Z über seinen Steuereingang in
die Phase f2 (Fig. 2f) geschaltet wird. Gleichzeitig liegt ein Impuls 1 (in Fig.
2j) an Klemme b in Fig. 1, der die Speicher S1 bis 5N löscht. Die Phase f2 ist eine
Überwachungsphase, in der von jeder Thyristorelektronik über Lichtleiter und Fotoverstärker
an je einen Lichtimpulsempfänger F1 bis FN ein Rückmeldeimpuls abgegeben wird, wenn
die negative Thyristorspannung der entsprechenden Thyristoren einen bestimmten Wert
erreicht hat. Mit den Rückmeldeimpulsen werden die Speicher S1 bis S gesetzt. An
dem Eingang des Komparators K1 bildet sich eine Spannung, die der Anzahl der gesetzten
Speicher S1 bis S proportional ist. Die Dezugsspannung
Ur1 ist
einstellbar und so gewählt, daß z. B. bei 30 /Ó der gesetzten Speicher am Ausgang
des Komparators K1 ein Signal erscheint. Dieses Signal wird dem UND-Glied G1 zugeführt,
dessen logische Verknüpfung erfüllt ist, da an Klemme c während der Überwachungsphase
f2 ein von dem Steuerzahler der Thyristorelektronik erzeugter Impuls anliegt.
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An dem Ausgang des UND-Gliedes G1, an Klemme e erscheint ein Signal,
welches besagt, daß an z. B. über 30 % der Thyristorventilen negative Sperrspannung
vorliegt und die Freiwerdephase der Thyristoren eingeleitet worden ist. Das Signal
an Klemme e bewirkt, daß im Impulssteuerdiagramm ein Einzelimpuls (D in Fig. 2c)
erscheint, der den Steuerzähler Z in die Phase f3 schaltet. Gleichzeitig liegt ein
Impuls 2 (in Fig. 2j) an Klemme b in Fig. 1, der die Spei cher S1 bis SN löscht
und ein Impuls an Klemme d, den der ebenfalls in die Phase f3 gesteuerte Steuerzähler
der Thy ristorelektronik erzeugt. Während der Überwachungsphase f3 (Fig. 2g) werden
von der Thyristorelektronik eventuell gekippte bzw. individuell notgezündete Thyristoren
über Lichtleiter und die Lichtimpulsempfänger F1 bis FN gemeldet und von den Speichern
S1 bis SN die entsprechenden gesetzt. Am Widerstand RS in Fig. 1 erscheint eine
Spannung, die eine von den Dioden D1 bis DN hervorgerufene exponentielle Abahängigkeit
von der Anzahl der Rückmeldungen aufweist. Die Referenzspannung Ur2 ist so gewählt,
daß der Komparator Kg und während der Phase f3 das UND-Glied G2 an Klemme f ein
Signal
abgeben, wenn z. B. 5 % der Rückmeldungen in den Speichern S1 bis SN registriert
sind. In der Phase 3 bedeutet dieses, daß dann z. 3. 5 % der zu einer Ventilkette
in Serie geschalteten Thyristoren gekippt sind. Das Signal an Klemme f bewirkt eine
von der Ventilelektronik eingeleitete Schutzzündung der Thyristoren, d. h. in dem
Impulssteuerdiagramm (Fig. 2c) erscheint ein Doppelimpuls AB, danach ein Einzelimpuls
C. Verläuft der Freiwerdevorgang der Thyristoren normal, d. h. wenn die Anzahl derRückmeldungen
in Phase f3 unter 5 % liegt, zündet die periodisch arbeitende Anlagensteuerung die
Ventilkette.
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Der Vorteil der verschiedenen Spannungsverläufe an Eingängen der Komparatoren
K1 und K2 (K1 - linear, K2 - exponential) liegt darin, daß der Erfassungsfehler
minimal gehalten werden kann.
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Die Einspeiseenergie wird für jede Thyristorelektronik aus dem Thyristorkreis
ausgekoppelt. Falls der Thyristor nicht mehr intakt ist, kann keine Einspeiseenergie
mehr ausgekoppelt werden. Damit kann die betroffene Thyristorelektronik keinen Rückmeldeimpuls
abgeben. Das könnte für die Erfassung der ausgefallenen Thyristoren benutzt werden.
Im Wechselrichterbetrieb kann anhand der Spannungsfehlverteilung vorkommen, daß
eine kleine Anzahl von Thyristoren keine erfaßbare negative Spannung hat. Da auch
die Rückmeldungen
über Kippspannungen sporadisch vorkommen, muß
für Zwecke der Erfassung der ausgefallenen Thyristoren, z. B. mit der Steuerphase
f4, von allen Thyristorelektroniken ein Rückmeldeimpuls abgegeben werden. Mit einem
Impuls P/S (Fig. 2k), der der Klemme g des Schieberegisters R zugeführt wird und
der dem ersten Löschimpuls GS (Impuls 1, Fig. 2j) voreilt, wird die Information
über die ausgefallenen Thyristoren von den Speichern S1 bis SN über die Eingänge
Er1 bis ErN in das Schiebereigster R parallel eingelesen. Die Information über die
ausgefallenen Thyristoren kann dann mit dem an Klemme f anliegenden Steuerimpuls
im Zeit-Multiplex-Verfaliren zu einer zentralen datenverarbeitenden Einrichtung
übertragen werden (Ausgang für serielle Information AR).