DE4009853C1

DE4009853C1 - Circuitry ascertaining start of switch-over time - connects outputs of two OR=gates and via AND=gate for star points of antiparallel thyristor bridges of rectifier or inverter

Info

Publication number: DE4009853C1
Application number: DE19904009853
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. 1000 Berlin De Mittag
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Alstom Anlagen und Automatisierungstechnik GmbH
Priority date: 1990-03-24
Filing date: 1990-03-24
Publication date: 1991-09-19
Anticipated expiration: 2010-03-25

Abstract

An inverter circuit for supply of electrical motors has a thyristor based bridge network (2) arranged in two groups (GR1, GR2). Opto-couplers provide signals to a circuit that allows determination of the start of the switching period. The opto-couplers connect Cu a pair of logic inverters (3,41) providing inputs to a logic circuit (8,10,14,15) supplied by a flip flop (7) set and reset by OR-gate signals (4,6). The OR-gates respond to the firing signals applied to the thyristors. The output gate (15) signals the start of the switching period. ADVANTAGE - Fastest possible switchover is surely detected currentless state.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs. Eine solche Schaltungsanordnung ist aus "Technische Mitteilungen AEG-Telefunken" 61 (1971), Heft 2, Seiten 135 bis 137 bekannt.The invention relates to a circuit arrangement according to the preamble of the claim. Such a circuit arrangement is from "Technical Mitteilungen AEG-Telefunken "61 (1971), No. 2, pages 135 to 137 known.

Beim Betrieb eines Direktumrichters bzw. eines Stromrichters für die Gleichstromtechnik mit vollgesteuerten Drehstrombrücken, die gegenparallele Thyristoren in je einem Zweig enthalten, ist es notwendig, die Umschaltzeit, d. h. die stromlose Pause bei Gleichstrommotoren bzw. Direktumrichtern mit großer Genauigkeit zu bestimmen, damit möglichst schnell umgeschaltet werden kann.When operating a direct converter or a converter for DC technology with fully controlled three-phase bridges, the counter-parallel thyristors contained in each branch, it is necessary to change the switching time, i.e. H. the currentless pause for DC motors or direct inverters with large Determine accuracy so that you can switch as quickly as possible.

Um dieses zu erreichen, werden bei der bekannten Schaltungsanordnung alle Anode-Kathode-Spannungen der Thyristoren überwacht und ausgewertet. In der Praxis hat sich gezeigt, daß dann, wenn die Anode-Kathode-Spannung eines Thyristors größer als 18 V ist, dieser mit Sicherheit stromlos ist. Die Umschaltzeit wird folglich dann gestartet, wenn alle Anode-Kathode-Spannungen vom Betrag größer als 18 V sind. Das hat jedoch den Nachteil, daß beim Überwachen der Anode-Kathode-Spannungen beim Nulldurchgang der jeweiligen Sperrspannung auch im stromlosen Zustand eine Meldung erfolgt, als ob ein Strom fließt.To achieve this, all are in the known circuit arrangement Anode-cathode voltages of the thyristors monitored and evaluated. In Practice has shown that when the anode-cathode voltage of a thyristor is greater than 18 V, it is definitely de-energized. The Switchover time is therefore started when all anode-cathode voltages the amount is greater than 18 V. However, this has the disadvantage that when monitoring the anode-cathode voltages at the zero crossing of the the respective reverse voltage is also reported when the device is de-energized, as if a current is flowing.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die eine möglichst schnelle Umschaltung im mit Sicherheit stromlosen Zustand ermöglicht.The invention has for its object a circuit arrangement of the beginning Specify the type mentioned, the quickest possible switchover in the Security de-energized state enabled.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch gekennzeichneten Maßnahmen gelöst.This object is according to the invention characterized in that in the claim Measures solved.

Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungsfigur näher erläutert. The invention is based on an embodiment based on the Drawing figure explained in more detail.

Die Erfindung kann bei 6-, 12-, 24-. . . pulsigen vollgesteuerten Drehstrombrücken angewendet werden.The invention can be at 6-, 12-, 24-. . . pulsating fully controlled three-phase bridges be applied.

Ihr liegt die Erkenntnis zugrunde, daß von den beispielsweise 6 Anode-Kathode- Spannungen der Thyristoren einer Drehstrombrücke nur jeweils drei Anode- Kathode-Spannungen (/U_AK/<18 V) ausgewertet, d. h. summiert werden müssen, da die Thyristoren für die anderen drei Anode-Kathode-Spannungen mit Sicherheit stromlos sind. Wären sie es nicht, so würde unter Umständen ein Kurzschlußstrom auftreten. Wird beispielsweise der Thyristor R+ gezündet, so ist mit Sicherheit davon auszugehen, daß der Thyristor R- zu diesem Zeitpunkt bereits stromlos ist. Folglich muß nur die Anode-Kathode-Spannung des zuletzt gezündeten Thyristors überwacht werden.It is based on the knowledge that of the 6 anode-cathode voltages of the thyristors of a three-phase bridge, for example, only three anode-cathode voltages (/ U _AK / <18 V) must be evaluated, ie summed, since the thyristors for the others three anode-cathode voltages are definitely dead. If they were not, a short-circuit current might occur. If, for example, the thyristor R + is ignited, it can be assumed with certainty that the thyristor R- is already without current at this point in time. As a result, only the anode-cathode voltage of the last fired thyristor needs to be monitored.

In der Zeichnung ist zur Vereinfachung nur der Teil der Schaltungsanordnung für die Phase R dargestellt, die je einen Sternpunkt mit einem oberen und einem unteren Zweig bildet, deren gegenparallele Thyristoren zwei Gruppen GR1 und GR2 bilden. Jeder Zweig ist von einem Widerstand 1 und einer Gleichrichterschaltung überbrückt. Die Impulse, d. h. der Haupt- und der Folgezündimpuls für den jeweiligen Thyristor werden beispielsweise direkt an den Endtransistoren des Steuersatzes erfaßt. Die Impulse des oberen Zweiges (R+/GR1 und R-/GR2) werden einem ersten Oder-Glied 4 zugeleitet, während die Im pulse des unteren Zweiges (R+/GR2 und R-/GR1) einem zweiten Oder-Glied 6 zugeführt werden. Beide Oder-Glieder 4 und 6 sind ausgangsseitig mit je einem Eingang eines R-S-Flip-Flops 7 verbunden.For the sake of simplicity, the drawing shows only that part of the circuit arrangement for phase R which in each case forms a star point with an upper and a lower branch, whose counter-parallel thyristors form two groups GR1 and GR2. Each branch is bridged by a resistor 1 and a rectifier circuit. The pulses, ie the main and the subsequent ignition pulse for the respective thyristor, are detected, for example, directly at the end transistors of the headset. The pulses of the upper branch (R + / GR1 and R- / GR2) are fed to a first OR gate 4 , while the pulses of the lower branch (R + / GR2 and R- / GR1) are fed to a second OR gate 6 . Both OR elements 4 and 6 are connected on the output side to an input of an RS flip-flop 7 .

Die Höhe des Betrages der Anode-Kathode-Spannung des oberen Zweiges (/U/<18 V) wird einem Nicht-Glied 3 zugeleitet. Die Höhe des Betrages der Anode-Kathode-Spannung des unteren Zweiges (/U/<18 V) wird einem Nicht-Glied 5 zugeleitet.The amount of the anode-cathode voltage of the upper branch (/ U / <18 V) is fed to a non-link 3 . The amount of the anode-cathode voltage of the lower branch (/ U / <18 V) is fed to a non-link 5 .

Das Nicht-Glied 3 ist mit dem einen Eingang eines dritten Oder-Gliedes 8 verbunden, dessen anderer Eingang über ein Nicht-Glied 9 an den Ausgang des Flip-Flops 7 geschaltet ist. Das Nicht-Glied 5 ist mit dem einen Eingang des vierten Oder-Gliedes 10 verbunden, dessen anderer Eingang unmittelbar am Ausgang des Flip-Flops 7 liegt. The non-gate 3 is connected to the one input of a third OR gate 8 , the other input of which is connected to the output of the flip-flop 7 via a non-gate 9 . The non-gate 5 is connected to one input of the fourth OR gate 10 , the other input of which is directly at the output of the flip-flop 7 .

Die Signale aus den Nicht-Gliedern 3, 5 werden außerdem Und-Gliedern 11, 12 zugeleitet, welche auch die entsprechenden Signale aus den Teilschaltungsanordnungen für die Phasen S und T erhalten. Über ein Oder-Glied 13 erfolgt die Abschaltfreigabe, wenn die Meldung vorliegt, daß einer der beiden Sternpunkte stromlos ist (Abschaltfreigabekriterium), d. h. für alle drei Phasen R, S, T eine Anode-Kathode-Spannung /U/ ≦λτ 18 V am jeweiligen Sternpunkt erfaßt wird.The signals from the non-gates 3, 5 are also fed to AND gates 11, 12 , which also receive the corresponding signals from the subcircuit arrangements for the phases S and T. The switch-off is enabled via an OR gate 13 when there is a message that one of the two star points is de-energized (switch-off enable criterion), ie an anode-cathode voltage / U / ≦ λτ 18 V am for all three phases R, S, T respective star point is detected.

Die Ausgänge der Oder-Glieder 8, 10 führen zu einem Und-Glied 14, das mit einer Umschaltlogik 15 verbunden ist, welche auch die entsprechenden Signale der Teilschaltungsanordnungen für die Phasen S, T erhält.The outputs of the OR elements 8, 10 lead to an AND element 14 , which is connected to a switching logic 15 , which also receives the corresponding signals of the subcircuit arrangements for the phases S, T.

Wenn die Thyristoren des oberen Zweiges R+/GR1 oder R-/GR2 zuletzt gezündet wurden, so sind die Thyristoren des unteren Zweiges R-/GR1 und R+/GR2 mit Sicherheit stromlos. Wurden die Thyristoren des unteren Zweiges R-/GR1 oder R+/GR2 zuletzt gezündet, so sind die Thyristoren des oberen Zweiges R+/GR1 und R-/GR2 mit Sicherheit stromlos. Diese Meldung gibt das Flip-Flop 7 ab. Da aus den Signalen der Nicht-Glieder 3, 5 zu erkennen ist, ob die Thyristoren R+/GR1 oder R-/GR2 Strom führen bzw. die Thyristoren R-/GR1 oder R+/GR2, zeigen die Meldungen der Oder-Glieder 8, 10, wann kein Strom fließt, wobei bei eine mder beiden Oder-Glieder 8 oder 10 die Meldung "kein Stromfluß" durch das Flip-Flop 7 erzwungen wird. Meldet das Und-Glied 14, daß Strom in R+ oder R- fließt und geht dies in die Meldung über, daß die Brücke stromlos ist, so kann beim Eintreffen der entsprechenden Meldungen (als Kriterium für den Beginn der Umschaltzeit) aus den Teilschaltungsanordnungen für die Phasen S, T die Umschaltlogik 15 das Signal für den Beginn der Umschaltzeit abgeben.If the thyristors of the upper branch R + / GR1 or R- / GR2 were fired last, then the thyristors of the lower branch R- / GR1 and R + / GR2 are definitely without current. If the thyristors of the lower branch R- / GR1 or R + / GR2 were fired last, then the thyristors of the upper branch R + / GR1 and R- / GR2 are without current. The flip-flop 7 emits this message. Since it can be seen from the signals of the non-gates 3, 5 whether the thyristors R + / GR1 or R- / GR2 carry current or the thyristors R- / GR1 or R + / GR2, the messages of the OR gates 8, 10 , when no current is flowing, the message "no current flow" being forced by the flip-flop 7 in one of the two OR gates 8 or 10 . If the AND element 14 reports that current flows in R + or R- and this changes to the message that the bridge is without current, then when the corresponding messages arrive (as a criterion for the start of the switchover time) from the subcircuit arrangements for Phases S, T the switching logic 15 emit the signal for the start of the switching time.

Claims

Circuit arrangement for determining the start of the switchover time for groups of thyristors of a multiphase converter arranged in parallel between two star points in a bridge circuit, in which the anode-cathode voltage is monitored to determine the de-energized state of the thyristors, characterized in that

- That the control pulses for the thyristors of each phase of the counter-parallel groups (GR1, GR2) are connected to two OR elements ( 4, 6 ), one of which with the ignition pulses (main and subsequent pulse) of the counter-parallel thyristors (R + / GR1 , R- / GR2) of the branch jointly connected to one star point and the other with the ignition pulses (main and follow-up pulse) of the counter-parallel thyristors (R- / GR1, R + / GR2) of the branch jointly connected to the other star point,
- That the OR gates ( 4, 6 ) are connected on the output side to the inputs of a flip-flop ( 7 ), one output of which, on the one hand, via a first non-gate ( 9 ) to the one input of a third OR gate ( 8 ) and, on the other hand, is directly connected to the one input of a fourth OR element ( 10 ), the other input of the third OR element ( 8 ) being acted upon via a second non-element ( 3 ) with a size which is that of the anode cathode -Voltage of the counter-parallel thyristors (R + / GR 1 , R- / GR 2 ) connected in common to one star point and the other input of the fourth OR element ( 10 ) via a third non-element ( 5 ) of one size is applied, which is proportional to the anode-cathode voltage of the counter-parallel thyristors (R- / GR1, R + / GR2) connected to the other star point,
- And that the outputs of the third and fourth OR gate ( 8, 10 ) via a common AND gate ( 14 ) acted upon in the same way with the input of a switch logic which emits the signal for the start of the switchover time (also with regard to the other phases ( 15 ) are connected.