DE3311667A1

DE3311667A1 - Anordnung zur schutzzuendung von parallelgeschalteten thyristoren

Info

Publication number: DE3311667A1
Application number: DE19833311667
Authority: DE
Inventors: Karl-Friedrich Dipl.-Ing. 8521 Weiher Leowald; Jakob 8520 Erlangen Schenk
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1983-03-30
Filing date: 1983-03-30
Publication date: 1984-10-11
Also published as: DE3311667C2

Description

Anordnung zur Schutzzündung von parallelgeschalteten
Thyristoren Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Schutzzündung von parallelgeschalteten Thyristoren.
Nach der DE-OS 21 54 283 ist es bekannt, mehreren gleichsinnig parallelgeschalteten Thyristoren eine Energiespeicher enthaltende Überspannungsdetektoreinrichtung mit einsinnig gerichtetem Stromdurchlaß parallelzuschalten, die beim Auftreten von unzulässig hohen positiven Thyristorüberspannungen eine Schutzzündung dieser Thyristoren erzwingt. Für gegenparallel angeordnete Thyristoren wären zwei solcher iiberspannungsdetektoreinrichtungen erforderlich, was, insbesondere bei mehreren hintereinander angeordneten gegenparallelen Thyristorpaaren, einen recht erheblichen Aufwand bedeutet, welcher durch die Erfindung halbiert werden soll.
Darüber hinaus besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine einfachere Anordnung der eingangs genannten Art anzugeben, welche insbesondere ohne einen besonderen Energiespeicher auskommt.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches.
Die Erfindung samt ihren weiteren Ausgestaltungen, welche in Unteransprüchen gekennzeichnet sind, soll nachstehend anhand der Figuren näher erläutert werden.
Figur 1 zeigt ein gegenparalleles Thyristorpaar 1, 2 mit einer aus einem Widerstand 3 und einem Kondensator 4 bestehenden, zur du/dt-Begrenzung üblichen RC-Schutzbeschaltung, welches an eine Wechselspannllnysquelle Li ngeschlossen ist und einen nicht weiter dargestellten Verbraucher speist. Dieser Wechselstromsteller wird in an sich bekannter Weise durch Anlegen von Zündimpulsen Zil bzw. ZI2 an die Gitterelektroden und der Thyristoren 1 bzw. 2 gesteuert. Parallel zu den Ventilen 1 und 2 ist in Reihe mit zwei Widerständen 7 und 6 eine Gleichrichterbrücke 8, bestehend aus den Dioden 9 bis 12, angeordnet, deren Gleichstromkreis eine rückwärts sperrende Thyristordiode 13, auch BOD-Element oder Kippdiode genannt, enthält. Eine Kippdiode schaltet nach Überschreiten einer bestimmten Anoden-Kathoden-Spannung durch, d.h. ändert ihren inneren Widerstand von einem recht großen auf einen sehr kleinen Wert. Den Widerständen 6 und 7 sind zwei Dioden 14 und 15 parallel geschaltet und die Verbindungspunkte zwischen den Widerständen 6 und 7 mit der Gleichrichterdiodenbrücke 8 sind über Entkopplungsdioden 16 und 17 mit den Gittern und der Thyristoren 1 und 2 verbunden.
Bei einer gegenüber dem gemeinsamen Bezugspotential A positiven Überspannung u bezüglich des Thyristors 1 fließt ein Strom über die Diode 14, die Diode 9, die durch die Übespannung durchgeschaltete Kippdiode 13, die Diode 10 und den Widerstand 7. Am Widerstand 6 entsteht hierbei ein geringfügiger Spannungsabfall in Höhe der Schwellspannung der Diode 14, während infolge des über den Widerstand 7 fließenden Stromes. 1p die Spannung an der Kathode der Diode 15 recht erheblich ansteigt und der Strom i auf dem Gitterkreis des Thyristors 1 kommutiert p und so eine Schutzzündung desselben bewirkt. Die Spannung U bricht dann zusammen und die Kippdiode 13 kehrt wieder p in ihre hochsperrende Ausgangslage zurück. Für eine gegenüber dem Potential A negative Spannung U kehren sich die n Verhältnisse analog um, d.h. am Widerstand 7 tritt nun kein Spannungsabfall auf und durch das Anwachsen des Spannungsabfalls am Widerstand 6 wird über die Entkopplungsdiode 16 ein Zündstrom für den Thyristor 2 erzwungen.
Durch die Entkopplungsdioden 16 und 17 wird verhindert, daß die Zündspannungen ZI1 und ZI2 einen nutzlosen Strom über die Widerstände 6 bzw. 7 treiben können. Wesentlich bei der in Figur 1 dargestellten Anordnung ist, daß für die zwei gegenparallelen Thyristorventile nur ein einziges Schutzelement 13 benötigt wird.
Oft besteht der Wunsch, erfolgte Schutzzündungen potentialfrei für Registrierzwecke der Steuerzentrale zu melden. Um auch hier mit einem einzigen Rückmeldesystem für ein gegenparalleles Thyristorpaar auszukommen, kann in den Stromkreis der Kippdiode 13 eine Luminiszenz-Diode eingefügt werden, deren Licht einen Glasfaserlichtleiter bestrahlt, der zu der Steuerzentrale geführt ist und dort eine Registrierung der erfolgten Schutzzündung gestattet.
Dabei kann die Luminiszenz-Diode in dem Gleichstromkreis derselben Gleichrichterbrücke 8 angeordnet werden, wie die Kippdiode 13, es kann sich jedoch hierfür auch eine besondere, zweite Gleichrichterbrücke empfehlen.
Figur 2 zeigt hierfür eine Ausbildung des Schutz- und Rückmeldekreises, die es erlaubt, bei zwei in Reihe geschalteten gegenparallelen Thyristorpaaren 1, 2 und 18, 19 mit einem einzigen Rückmeldesystem in Form der in einer zweiten Gleichrichterbrücke 20 angeordneten Luminiszenz-Diode 21 samt dem von ihrem Licht bestrahlbaren Glasfaserlichtleiter 22 auszukommen. In der Darstellung nach Figur 2 sind-für die entsprechenden Elemente die Bezugszeichen der Figur 1 beibehalten worden. Jedem der beiden. gegenparallelen Thyristorpaare ist ein Schutzsystem entsprechend Figur 1 zugeordnet, welches ein gemeinsames Rückmeldesystem beaufschlagt, das in einer Gleichrichterdiodenbrücke 20 besteht, in deren Gleichstromkreis eine Luminiszenz-Diode 21 liegt, mit deren Licht ein mit 22 bezeichneter Lichtwellenleiter bestrahlbar ist. In dem von den Kippdioden 13 bzw. 27 aktivierten aktivierten Zündstromkreis der kathodenseitig auf demselben Potential A liegenden Thyristoren 1 und 18 ist jeweils eine Zenerdiode 23 bzw. 24 eingefügt, welche so bemessen sind, daß beim Ansprechen der Schutzeinrichtung infolge des Auftretens einer negativen Überspannung Un2 bzw. Uns8' d.h. bei Sicherheitszündung der gegenparallelen Ventile 2 bzw. 18, über die Gitter-Kathoden-Strecken der Ventile 1 bzw. 19 kein Strom fließt. Die Zenerspannung der Dioden 23 bzw. 24 muß daher gleich der Summe der Schwellspannungen der Luminiszenz-Diode 21 und der beiden Dioden der Gleichrichterbrücke 20 sein, welche bei einer negativen Überspannung der Thyristoren 1 und 18 stromdurchlässig sind.
3 Patenansprüche 2 Figuren

Claims

Patentansprüche Anordnung zur Schutzzündung von parallelgeschalteten ristoren, g e k e n n z e i c h n e t durch folgende Merkmale: a) Eine Gleichrichterdiodenbrücke (8) weist in ihrem Gleichstromkreis eine rückwärts sperrende Thyristordiode (13) auf und ist in Reihenschaltung mit zwei Widerständen (6, 7) einem gegenparallelen Thyristorpaar parallel geschaltet; b) die Widerstände sind jeweils mit ihren einen Ende mit der Kathode eines Thyristors (1, 2) und mit ihrem anderen Ende mit der Anode einer Entkopplungsdiode (16, 17) verbunden, deren Kathode an das Gitter jenes Thyristors angeschlossen ist; c) den Widerständen sind zweite Dioden (14, 15) so parallelgeschaltet, daß die Kathoden dieser Dioden mit den Anoden der ersten Dioden (16, 17) verbunden sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß in den Stromkreis der rückwärts sperrenden Thyristordiode (13) eine Luminiszenz-Diode (21) eingefügt ist, deren Licht einen Glasfaserlichtleiter (22) bestrahlt.
3. Anordnung nach Anspruch 2 für zwei in Reihe geschaltete gegenparallele Thyristorpaare, g e k e n n z e i c h -n e t durch folgende Merkmale: a) Die Luminiszenz-Diode ist im Gleichstromkreis einer zweiten Gleichrichterbrücke (20) angeordnet, welche an das für alle Thyristoren gemeinsame Potential (A) angeschlossen ist; b) die Gitter der zwei anoden- und kathodenseitig auf demselben Potential (A) liegenden Thyristoren (1, 18 oder 3, 19) sind jeweils über eine Zenerdiode (23, 24) und eine Entkopplungs-Diode (16, 17) von der Spannung beaufschlagt, welche an der Reihenschaltung des einen Widerstandes (7 bzw. 26) mit der ersten Gleichrichterdiodenbrücke (8 bzw. 25) liegt; c) die Sperrspannung der Zenerdioden (23 bzw. 24) ist mindestens so groß wie die Summe der Schwellspannungen zweier Dioden der Gleichrichterbrücken (20) und der Luminiszenz-Diode (21).