DE3035689C2 - Anordnung zum Zünden von zwei in Reihe geschalteten Thyristorpaaren, die jeweils aus zwei antiparallel geschalteten Thyristoren bestehen - Google Patents

Description

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energie sowie die Betriebsspannungen der übrigen auf se: Wird vom Steuersatz das Zündsignal R an den Ein-Thyristorpotential liegenden Elemente der Zündeinrich- gang a der Codiereinrichtung 3 ausgegeben, dann wird tung werden einer von der Summe der Anoden-Katho- das bistabile Kippglied 24 in die Lage versetzt, in welden-Spanmingen Ug_h der Thyristoren 1, V bzw. 2, 2* eher es das UND-Glied 22 sowie entsprechende, den gespeisten Stromversorgungseinrichtung 8 geliefert, 5 übrigen Thyristorpaaren zugeordnete UND-Glieder welche — wie angedeutet — im wesentlichen aus einem freigibt Dieser Zustand dauert solange an, bis vom über zwei Schubkondensatoren in jeder Spannungs- Steuersatz das Zündsignal S ausgegeben wird. Das halbwelle aufladbaren Speicherkondensatoren besteht Zündsignal R wird codiert über die Übsrtragungslei-Der eine Belag dieses Speicherkondensators ist mit den tung 5 übertragen und bewirkt das Auftreten eines Im-Kathoden der Thyristoren 1 und 2' und mit den Anoden 10 pulses </am Eingang der Decodiereinrichtung 7, welcher der Thyristoren Γ und 2 verbunden, welche sämtlich das das bistabile Kippglied 18 zurücksetzt Es sei angenom-Bezugspotential B aufweisen, das zugleich auch das Be- men, daß das Zündsignal R der Halbwelle der Wechselzugspotential für die übrigen auf Thyristorpotential lie- spannung zugeordnet ist, in welcher die Spannung U_gh genden elektronischen Bauelemente darstellt von positiver, in Richtung des voll ausgezogenen Pfeiles

Zur Erfassung des Auftretens positiver Spannungen 15 verlaufender Polarität ist so daß am Ausgang e der an den Thyristoren 1 und 2', was als Kriterium der Funk- Decodiereinrichtung 7 ein die Thyristoren 1 und 1' züntionstüchtigkeit ausgewertet werden soll, sind parallel dender Impuls entsteht Damit bricht die Spannung an zu jedem Thyristorpaar jeweils ein aus zwei ohmschen den zwei in Reihe geschalteten Thyristorpaaren zusam-Widerständen9,10bzw. 10,11 bestehender Ppannungs- men, bis sich in der darauffolgenden Halbwelle der teiler vorgesehen, an weichen Spannungen abgegriffen 20 Wechselspannung eine bezüglich der Thyristoren 2 und werden, die zwei Grenzwertmeldern 13 und 14 züge- 2' positive Sperrspannung aufbaut welche mit dem führt sind. Diese Grenzwertmelder werden außerdem Grenzwertmelder 13 erfaßt wird. Über das ODER-noch von einer mittels Potentiometer 15 und 16 einstell- Glied 17 erfolgt ein Setzen des bistabilen Kippgliedes 18 baren Referenzspannung beaufschlagt, welche die An- unter Abgabe eines Meldesignals M. Dieses Meldesisprechschwellen s bestimmen. Aus den in ihren Block- 25 gnal M resultiert in einem entsprechenden Ausgangssisymbolen dargestellten Kennlinien der Grenzwertmel- gnal des freigegebenen UND-Gliedes 22, welches bis der wird deutlich, daß von ihnen jeweils dann ein Aus- zum Eintreffen des nächstfolgenden codierten Zündsigangssignal A vom Wert 1 abgegeben wird, wenn die an gnals am Ausgang des Wandlers 6 andauert Genau der den Spannungsteilern 9, 10 bzw. 11, 12 abgegriffenen gleiche Vorgang, nämlich Freigabe des Gliedes 23, Zün-Spannungen gegenüber dem Bezugspotential B in posi- 30 den der Thyristoren 2 und 2' mit Rücksetzen des bistabitiver Richtung größer werden als die Ansprechschwei- len Kippgliedes 18, Erfassen der positiven Sperrspanien s der Grenzwertmelder 13 und 14. In der Halbwelle nung des Thyristors 1 vom Grenzwertmelder 14 und der Wechselspannung, in welcher die Spannung U_gt, die Abgabe eines Meldesignals M spielt sich nunmehr in der mit dem voll ausgezogenen Pfeil dargestellte Richtung negativen Spannungshalbwelle der Wechselspannung aufweist, wird also beim Auftreten bezüglich der Thyri- 35 ab. Im Normalbetrieb, d. h. bei Funktionstüchtigkeit der stören 1 und Γ positiver Sperrspannung der Grenzwert- Thyristoren erscheinen daher an den Ausgängen der meider 14 zum Ansprechen gebracht während in der UND-Gieder 22 und 23 Impulsfolgen, mit der Frequenz anderen Spannungshalbwelle, in welcher die Spannung der Wechselspannung, während beim Ausbleiben eines Vgh die mit dem gestrichelten Pfeil dargestellte Richtung eine ordnungsgemäße Funktion der Thyristoren repräaufweist, beim Auftreten positiver Sperrspannung be- 40 sentierenden Meldesignals M an dem entsprechenden züglich der Thyristoren 2 und 2' der Grenzwertmelder UND-Glied-Ausgang dauernd Null-Signal erscheint 13 anspricht Die Ausgangssignale der Grenzwertmel- Das Ausbleiben eines pulsförmigen Ausgangssignals, der 13 und 14 beaufschlagen über ein ODER-Glied 17 beispielsweise beim UND-Glied 22 ist also ein Kriteriden dynamischen Eingang eines bistabilen Kippgliedes um dafür, daß einer der Thyristoren V, 2' nicht mehr 18, dessen Ausgangssignal M über eine opto-elektrische 45 funktionsfähig ist

Übertragungsstrecke, bestehend aus den Wandlern 19 Das Vorhandensein von Meldesignalen kann mittels und 20 sowie einer Glasfaserleitung 21, zu den Eingän- Lampen oder Leuchtdioden optisch angezeigt werden, gen zweier UND-Glieder 22 und 23 geführt wird. Das welche an die UND-Glieder angeschlossen sind. Zur bistabile Kippglied 18 wird jeweils von den dem Ein- automatischen Fehlererkennung mit anschließendem gang d der Decodiereinrichtung 7 zugeführten codier- 50 Abschalten der gesamten Thyristoranordnung kann der ten Zündsignalen zurückgesetzt Die zweiten Eingänge Ausgang jedes UND-Gliedes mit dem Eingang eines der UND-Glieder 22 und 23 sowie die zweiten Eingänge monostabilen Kippgliedes 25 verbunden werden, welentsprechender, den nicht dargestellten Thyristcrparen ches eine Kippzeit 11 aufweist die zweckmäliigerweise zugeordneter UND-Glieder werden von den Ausgän- mindestens das Doppelte der Wechselspannungsperiogen eines weiteren bistabilen Kippgliedes 24 beauf- 55 de beträgt Das monostabile Kippglied 25 ist retriggerschlagt, welches von den abwechselnd aufeinanderfol- bar ausgeführt, was heißt, daß nach jeder Änderung genden Zündsignalen R und S periodisch in die eine seines Eingangssignals von Null nach 1 seine Kippzeit oder andere Lage gebracht wird. Auf diese Weise ist f 1 erneut zu laufen beginnt Treffen also nach dem Animmer eines der UN D-Glieder 22 und 23 durchlässig für stoßen und noch während der Kippzeit weitere Impulse die vom bistabilen Kippglied 18 gelieferten Rückmelde- 60 am Eingang dieses Kippgliedes ein, so verlängert sich signale M. Dasselbe gilt für die entsprechenden übrigen die Dauer seines Ausgangsimpulses entsprechend. ReUND-Glieder und die ihnen zugeordneten Meldesigna- triggerbare Kippglieder sind handelsüblich erhältliche Ie der übrigen Thyristordoppelpaare. Wie gestrichelt Bausteine und beispielsweise im »TTL-Data Book«, dargestellt, kann die Glasfaserleitung 21 mittels Ab- 2. Auflage, 1979, herausgegeben von Texas Instruments, zweigelementen Γ mit der Glasfaserleitung 5 teilweise 65 Seiten 6—76 näher beschrieben. Ändert sich also wähzusammengefaßt sein, wodurch sich eine weitere Ein- rend einer Zeit, welche zwei Wechselspannungsperiosparung an Übertragungsleitungen ergibt. den entspricht, das Ausgangssignal eines UND-Gliedes

Im einzelnen ergibt sich nun folgende Wirkungswei- nicht, dann wird an dem ihm zugeordnten bistabilen

Kippglied 25 ein Dauersignal H erzeugt, mit welchem dann weitere Abschaltmaßnahmen veranlaßt werden.

F i g. 2 zeigt eine einfache Realisierung der Codiereinrichtung 3 mittels digital arbeitender Bauelemente. Die Codierung besteht darin, daß zur Zündung der Thyristoren 1 und Γ durch das Zündsignal R zwei im zeitlichen Abstand 13 aufeinanderfolgende Impulse der Dauer i 2 übertragen werden sollen und in dem Falle, daß mit dem Zündsignal S eine Zündung der Thyristoren 2 und 2' bewirkt werden soll, von der Codiereinrichtung 3 zwei Impulse der Dauer 12 mit dem größeren zeitlichen Abstand 14 auszusenden sind.

Es wird hierzu das am Eingang a anliegende Zündsignal R einem monostabilen Kippglied 26 zugeführt, dessen Kippzeit r 2 beträgt. Die abfallende Flanke des von >,5 ihm erzeugten Impulses wird im Eingang eines weiteren, mit einer Verzögerung der Dauer f 3 versehenen monostabilen Kippgliedes 27 mit der Kippzeit 12 invertiert und bewirkt, daß diese um die Zeitdauer f 3 verzögert nach Beendigung des Ausgangssignals des monostabilen Kippgliedes 26 angestoßen wird. Die Ausgangssignale der beiden Kippglieder 26 und 27 sind einem ODER-Glied 28 zugeführt Wechselt also das Signal am Eingang a vom Wert Null auf den Wert 1, dann erscheint am Ausgang cdie im oberen Teil der F i g. 2 dargestellte Impulsfolge, während infolge der hierzu ganz analogen Funktionsweise der beiden weiteren monostabilen Kippglieder 29 und 30 bei einem Wechsel des Signals am Eingang b von Null auf 1 als Signal c am Ausgang der Codiereinrichtung 3 die im unteren Teil der F i g. 2 wiedergegebene Impulsfolge auftritt, welche sich dadurch von der anderen Impulsfolge unterscheidet, daß der zeitiiche Abstand f 4 dieser Doppelimpulse größer ist

F i g. 3 zeigt eine einfache Decodiereinrichtung zur Gewinnung von Impulsen zum selektiven Zünden der Thyristoren 1 oder 2 mit den gemäß F i g. 2 codierten Zündsignalen. Das intertierte Signal am Eingang d der Decodiereinrichtung 7, welches in einer der beiden in F i g. 2 dargestellten Impulsfolgen besteht, beaufschlagt den dynamischen Eingang eines monostabiien Kippgliedes 31 mit der Kippzeit f2+f3. Das invertierte Ausgangssignai des monostabilen Kippgliedes 31 stößt ein weiteres monostabiles Kippglied 32 mit der Kippzeit f4— r3 an. Die Ausgänge dieser beiden monostabilen Kippglieder sind zusammen mit dem Signal am Eingang d auf zwei UND-Glieder 33 und 34 geführt Aus der Darstellung gemäß F i g. 3 ist in Verbindung mit den Impulsbildern der Fig.2 die Wirkungsweise der in F i g. 3 dargestellten Decodiereinrichtung leicht zu ersehen. Es wird Jeweils im Anschluß an die Beendi^(Tun^or dss ersten Doppelimpulses von dem monostabilen Kippglied 31 ein Impuls der Länge f2 + f3 gebildet und mit dem UND-Glied 33 geprüft ob während der Dauer dieses Impulses das Signal am Eingang ti noch einen weiteren Impuls enthält bzw. es wird im Anschluß an den ersten Doppelimpuls von den beiden hintereinander angeordneten Kippgliedern ein längerer Impuls der Dauer 12 +14 gebildet und in analoger Weise von dem UND-Gatter 34 geprüft ob das Signal am Eingang d einen zweiten Impuls enthält welcher während der Dauer des Ausgangssignals des monostabilen Kippgliedes 32 auftritt Im letzteren Falle erscheint dieser zweite Impuls am Asgang f und kann zum unmittelbaren Zünden des Thyristors 2' verwendet werden, im anderen Falle erscheint der zweite Impuls am Ausgang e der Decodiereinrichtung 7 und dient zum unmittelbaren Zünden des Thyristors 1.

Bezüglich der Darstellung der digitalen Bauelemente in den F i g. 1 bis 3 ist zu bemerken, daß sie der deutschen Norm DIN 40 700, Teil 14 vom Juli 1976 entspricht, welche praktisch mit den IEC-Publikationen 117-15 von 1972 und 117-15A von 1975 übereinstimmt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 2 Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Zünden Patentansprüche: von zwei in Reihe geschalteten Thyristorpaaren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige An-

1. Anordnung zum Zünden von zwei in Reihe ge- Ordnung ist Gegenstand des äiteren deutschen Patents schalteten, Thyristorpaaren, welche jeweils aus zwei 5 30 25 276. Zur Zündung der Thyristoren müssen dabei antiparallel geschalteten Thyristoren bestehen und die vom Steuersatz gelieferten Zündsignale zu den Thywelche an einer Wechselspannung liegen, mit einer ristoren mittels zweier getrennter Leitungen übertragemeinsamen, die Zündenergie liefernden und aus gen werden. Eine Überprüfung der Funktionsfähigkeit den Anoden-Kathoden-Spannungen der Thyristo- der Thyristoren ist dort nicht vorgesehen.

ren gespeisten Stromversorgungseinrichtung, ge- ίο Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine derkennzeichnet durch folgende Merkmale: artige Anordnung dahingehend zu verbessern, daß eine

laufende Meldung der Funktionsfähigkeit der einzelnen

a) Den positiven und den negativen Wechselspan- Thyristoren erfolgt und sowohl zur Übertragung dieser nungshalbwellen zugeordnete Zündsignale (R, Meldesignale als auch zur Übertragung der Zündsignale S) eines Steuersatzes sind einer Codiereinrich- 15 jeweils nur eine bzw. überhaupt nur eine einzige Öbertung (3) zugeführt, die über eine gemeinsame tragungsleitung erforderlich ist Gelöst wird diese Auf-Übertragungsleitung (5) mit tiner Decodierein- gäbe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 gerichtung (7) verbunden ist, welche selektiv die kennzeichneten Merkmale.

Zündimpulse für die Thyristoren ausgibt; Die Verwendung von mittels positiven Thyristor-

b) mit zwei Grenzwertmeldern (13,14) wird in je- 20 Sperrspannungen aktivierten Signalgebern, welche über der Halbwelle der Wechselspannung das Auf- ein ODER-Glied eine bistabile, von Zündimpulsen rücktreten von positiver Sperrspannung an einem setzbare Kippstufe beaufschlagen, ist zwar nach der Thyristor (1,2') eines Thyristorpaares erfaßt; DE-OS 23 28 771 an sich bekannt und dient dort in Ver-

c) die Ausgangssignale der Grenzwertmelder (13, bindung mit einem Verzögerungsglied jedoch einem an-14) setzen über ein ODER-Glied (17) ein von 25 deren Zweck, nämlich eine ausreichend große positive den übertragenen Zündsignalen jeweils wieder Sperrspannungszeitfläche für die Zündung eier Thyrirücksetzbares bistabiles Kippglied (18), dessen stören sichern jstellen.

Ausgangssignal (M) über eine weitere Übertra- Mit der Erfindung läßt sich der sonst unbemerkt blei-

gungsleitung (21) zwei UND-Gliedern (22, 23) bende Ausfall eines Thyristors infolge Verlustes seiner zugeführt ist, welche abwechselnd von den 30 Sperrfähigkeit sicher erkennen und lokalisieren. Die Zündsignalen freigegeben werden. Einsparung an Übertragungsleitungen wirkt sich erheb

lich bei Hochspannungswechselstromstellern mit einer

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- großen Anzahl von in Reihe geschalteten Thyristorpaazeichnet, daß an die Ausgänge der UND-Glieder (22, ren aus und zwar insbesondere dann, wenn teure poten-23) optische Anzeigegeräte angeschlossen sind. 35 tialtrennende, opto-elektrische Übertragungsstrecken

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch verwendet werden.

gekennzeichnet, daß an die Ausgänge der UND- Die Erfindung samt ihren, in den Unteransprüchen

Glieder (22,23) jeweils ein retriggerbares monosta- gekennzeichneten Ausgestaltungen soll nachstehend biles Kippglied (25) angeschlossen ist, welches eine anhand der Figuren näher erläutert werden.
Kippzeit (t 1) aufweist, welche mindestens gleich der 40 Gemäß F i g. 1 liegen zwei in Reihe geschaltete Thyridoppelten Periodendauer der Wechselspannung ist. storpaare 1,2 bzw. 1', 2' zusammen mit weiteren solcher

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, Thyristorpaare, welche jedoch nicht näher dargestellt insbesondere für Hochspannungswechselstromstel- sind, an einer Wechselspannung und werden mit den ler, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungs- von einem Steuersatz gelieferten Zündsignalen R und S leitungen für die Zündsignale (R, S) und für die Span- 45 gezündet Diese Zündsignale werden in einer Codiereinnungsmeldesignale (M) jeweils aus einer Glasfaser- richtung 3 umgeformt, mittels eines auf Erdpotential leitung bestehen, an deren Enden opto-elektrische angeordneten foto-elektrischen Wandlers 4 in entspre-Wandler (4,6 und 19,20) angeordnet sind. chende Lichtsignale umgewandelt und über eine poten-

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekenn- tialtrennende Lichtfaserleitung 5 zu einem auf Thyrizeichnet, daß die beiden Glasfaserleitungen auf dem 50 storpotential angeordneten foto-elektrischen Wandler 6 überwiegenden Teil ihrer Länge mittels Abzweig- gegeben, welcher die empfangenen optischen Signale in elementen (T) zusammengefaßt sind. entsprechende elektrische Signale umsetzt. An den Aus-

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gang eder Codiereinrichtung 3 sind auch noch entspredadurch gekennzeichnet, daß die Codiereinrichtung chende Zündsignalübertragungseinrichtungen für die pro ZUndsignaleingang ein erstes monostabiles (26; 55 übrigen Thyristordoppelpaare angeschlossen. Der Aus-29) und ein zweites monostabiles Kippglied (27, 30) gang des Wandlers 6 ist mit dem Eingang einer Decomit Verzögerung enthält, wobei jeweils das zweite diereinrichtung 7 verbunden, welche eine Weichenfunk-Kippglied vom ersten Kippglied angestoßen wird tion in der Weise ausübt, daß an ihrem Ausgang e nur und die Ausgänge aller Kippglieder mit den Eingän- dann ein für den Thyristor 1 bestimmter Zündimpuls gen eines ODER-Gliedes (28) verbunden sind. 60 entsteht, wenn vom Steuersatz das Signal R ausgegeben

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wird und an ihrem Ausgang f nur dann ein für den dadurch gekennzeichnet, daß die Decodiereinrich- Thyristor 2' bestimmter Zündimpuls auftritt, wenn der tung aus zwei hintereinander angeordneten mono- Steuersatz das Signal 5 ausgibt. Durch vom jeweiligen stabilen Kippgliedern (31, 32) besteht, deren Aus- Zündstrom der Thyristoren 1 bzw. 2' beaufschlagte gänge jeweils zusammen mit dem Eingangssignal 65 Stromwandler ist dafür gesorgt, daß gleichzeitig auch der Decodiereinrichtung auf zwei UND-Glieder (33, die jeweils gleichgepolten. in Reihe liegenden Thyristo-34) geführt sind. ren Γ bzw. 2 gezündet werden. Die Betriebsspannung

der Decodiereinrichtung 7 und damit auch die Zünd-