DE3937447A1

DE3937447A1 - PROTECTIVE DEVICE FOR FREQUENCY INVERTER

Info

Publication number: DE3937447A1
Application number: DE19893937447
Authority: DE
Inventors: Erfinder Wird Nachtraeglich Benannt Der
Original assignee: Hanning Elektro Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Hanning Elektro Werke GmbH and Co KG
Priority date: 1989-11-10
Filing date: 1989-11-10
Publication date: 1991-05-16
Also published as: WO1991007797A1

Abstract

The invention concerns a protection device for detecting current overloads, earthing and short-circuiting in a switch-operation power actuator, in particular a frequency converter. In order that the power switches in the device can be switched off in the event of a current overload without the necessity for additional sensors such as current-measurement resistors with potential dividers, transformers, etc, the invention proposes that the target status of the power semiconductor be compared by a comparison element for equality with the actual output voltage and, if the two are not equal, an error signal triggered as the output signal.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung zur Erfas sung von Überstrom, Erdschluß und Kurzschluß in einem schaltend arbeitenden Leistungssteller, vorwiegend Fre quenzumrichter, mit durch Überstrom abschaltenden Lei stungsschaltern.The invention relates to a protective device for detection solution of overcurrent, earth fault and short circuit in one switching power controller, mainly fre frequency converter, with Lei switching off due to overcurrent control switches.

Bei bekannten Geräten der vorgenannten Art werden zur Überwachung von Überlast und Störfällen, wie Erdschluß und Kurzschluß, Strommeßwiderstände mit Potentialtrennern, Stromwandler o. ä. eingesetzt. Solche zusätzlichen Senso ren stellen jedoch einen sich nachteilig auswirkenden beträchtlichen Aufwand dar.In known devices of the aforementioned type Monitoring of overload and accidents, such as earth faults and short circuit, current measuring resistors with potential isolators, Current transformers or similar used. Such additional senso However, ren represent an adverse effect considerable effort.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, ohne die gemäß dem Stand der Technik verwendeten Strommeßeinrichtungen aus zukommen und damit eine sehr kostengünstige sowie über dies auch noch schneller wirkende Schutzeinrichtung ver fügbar zu machen.The object of the invention is now without the Current measuring devices used from to come and thus a very inexpensive as well this also ver faster acting protective device to make available.

Die Lösung der gestellten Aufgabe geht aus den Ansprüchen sowie aus der folgenden Beschreibung eines nach der Er findung gestalteten Ausführungsbeispiels hervor.The solution to the task is based on the claims as well as from the following description one after the Er invention designed embodiment.

Die in der Zeichnung wiedergegebene Anordnung weist außer einer Gleichspannungsquelle 1 zwei mit den jeweils dazu gehörigen Ansteuerungen 2a und 3a versehene Leistungs schalter 2b und 3b auf. Hierbei erhält die Ansteuerelek tronik eine Überwachungsfunktion, die bei Überstrom die elektronischen Schalter außer Betrieb setzt, was durch UCE-Überwachung beim Bipolartransistor und IGBT- bzw. UDS-Überwachung beim MOS-Transistor erreicht werden kann. Der Ausgangszweig der dargestellten Halbbrücke ist mit der Last 7, wie z. B. einer Motorphase, verbunden.The arrangement shown in the drawing has, in addition to a DC voltage source 1, two power switches 2 b and 3 b provided with the respective controls 2 a and 3 a. Here, the control electronics receives a monitoring function that deactivates the electronic switches in the event of overcurrent, which can be achieved by UCE monitoring for the bipolar transistor and IGBT or UDS monitoring for the MOS transistor. The output branch of the half-bridge shown is with the load 7 , such as. B. a motor phase connected.

Erfindungsgemäß wird das Steuersignal für die elektroni schen Leistungsschalter 2b und 3b mit der Ausgangsspan nung auf Gleichheit untersucht. Hierzu wird die Ausgangs spannung über ein Übertragungselement 6 einem Vergleichs element 5 zugeführt. Als Übertragungselement 6 kommt ein Optokoppler, ein Transformator oder im einfachsten Fall ein Widerstand - z. B. als Spannungsteiler - in Frage. Bei Ungleichheit wird ein Fehlersignal 9 ausgelöst. According to the invention, the control signal for the electronic circuit breakers 2 b and 3 b is examined for equality with the output voltage. For this purpose, the output voltage is supplied to a comparison element 5 via a transmission element 6 . As a transmission element 6 comes an optocoupler, a transformer or in the simplest case a resistor - e.g. B. as a voltage divider - into question. In the event of inequality, an error signal 9 is triggered.

Um eine besonders einfache Kopplung zu einer potential freien Steuerlogik zu erreichen, kann gemäß Anspruch 4 das Übertragungselement 6 ein Kondensator mit in Reihe geschaltetem Widerstand sein. Durch Wahl kleiner Konden satoren und einem hochohmigen Widerstand in Reihe lassen sich auch Ableitungsströme erzielen, die unterhalb der zulässigen Grenzwerte liegen, ohne daß potentialtrennende Elemente benötigt werden.In order to achieve a particularly simple coupling to a potential-free control logic, the transmission element 6 can be a capacitor with a series-connected resistor. By selecting small capacitors and a high-resistance resistor in series, leakage currents can also be achieved which are below the permissible limit values without the need for electrically isolating elements.

Um Störmeldungen am Ausgang 10 des Vergleichselementes 5 zu unterdrücken, ist ein Filterelement 8 vorgesehen. Sol che Störungen können von den Schaltverzögerungen und Tot zeiten zwischen den Schaltern, die auch schon häufig in den Steuersignalen zur Ansteuerung der Leistungsschalter 2b und 3b vorhanden sind, herrühren. Durch das genannte Filterelement 8 nach Anspruch 2 bzw. durch Störaustastung entsprechend Anspruch 3 lassen sich die wiederkehrenden Störungen von den tatsächlichen, auf Überstrom, Erdschluß und Kurzschluß zurückgehenden Störungen trennen.In order to suppress fault messages at the output 10 of the comparison element 5 , a filter element 8 is provided. Such faults can result from the switching delays and dead times between the switches, which are often already present in the control signals for controlling the circuit breakers 2 b and 3 b. By said filter element 8 according to claim 2 or by blanking according to claim 3, the recurring faults can be separated from the actual faults due to overcurrent, earth fault and short circuit.

Claims

1. Protective device for detecting overcurrent, earth fault and short circuit in a switching power controller, mainly frequency converter, with circuit breakers that switch off due to overcurrent, characterized in that the target control state for the power semiconductors is checked for equality with the actual output voltage in a comparison element and in the event of inequality an error signal is triggered as an output signal.

2. Protection device according to claim 1, characterized records that the output signal for suppression of false triggers passed through a low pass filter becomes.

3. Protection device according to claim 1, characterized records that the output signal for suppression of interfering pulses at least with every setpoint change suppressed for the switching time of the circuit breaker becomes.

4. Protection device according to claim 1, characterized records that the voltage signal of the output span voltage via a two - pole circuit from a resistor and a capacitor for comparison element is fed.