DE4136731A1 - Schaltungsanordnung zum betrieb eines netzgefuehrten stromrichters - Google Patents

Schaltungsanordnung zum betrieb eines netzgefuehrten stromrichters

Info

Publication number
DE4136731A1
DE4136731A1 DE19914136731 DE4136731A DE4136731A1 DE 4136731 A1 DE4136731 A1 DE 4136731A1 DE 19914136731 DE19914136731 DE 19914136731 DE 4136731 A DE4136731 A DE 4136731A DE 4136731 A1 DE4136731 A1 DE 4136731A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
thyristor
circuit arrangement
diode
arrangement according
gdr
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19914136731
Other languages
English (en)
Inventor
Heinz Dr.-Ing. O-1134 Berlin De Wolf
Gerd Dipl.-Ing. O-1156 Berlin De Niemand
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ELPRO AG BERLIN - INDUSTRIEELEKTRONIK und ANLAGENBAU - O-1140 BERLIN DE
Original Assignee
ELPRO AG BERLIN - INDUSTRIEELEKTRONIK und ANLAGENBAU - O-1140 BERLIN DE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ELPRO AG BERLIN - INDUSTRIEELEKTRONIK und ANLAGENBAU - O-1140 BERLIN DE filed Critical ELPRO AG BERLIN - INDUSTRIEELEKTRONIK und ANLAGENBAU - O-1140 BERLIN DE
Priority to DE19914136731 priority Critical patent/DE4136731A1/de
Publication of DE4136731A1 publication Critical patent/DE4136731A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/145—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M7/155—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H02M7/162—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only in a bridge configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
    • H02H7/12—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
    • H02H7/122—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for inverters, i.e. dc/ac converters
    • H02H7/1225—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for inverters, i.e. dc/ac converters responsive to internal faults, e.g. shoot-through

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft den Betrieb netzgeführter Stromrichter, die während eines Teils ihrer Betriebszeit als Wechselrichter arbeiten und bei Ausfall der Netzspannung oder anderen Havariesi­ tuationen durch Kippen des Wechselrichters gefährdet sind. Netz­ geführte Stromrichter sind z. B. als Zwischenkreisumrichter in untersynchronen Stromrichterkaskaden eingesetzt.
Es sind bereits Maßnahmen zur schnellen Unterbrechung oder Be­ grenzung des beim Wechselrichterkippen auftretenden Überstroms bekannt. So wurde nach der DE-OS 20 18 025 vorgeschlagen, in den Strompfad des Zwischenkreises einen mit einem ohmschen Widerstand überbrückten Kontakt eines Schnellschalters einzufügen. Im Hava­ riefall öffnet der Kontakt und begrenzt den Strom durch den ohm­ schen Widerstand. Nach Rückkehr in einen stabilen Betriebszustand wird der Schalter wieder geschlossen. Die Lösung erfordert einen mechanischen Schnellschalter, der verschleißbehaftet ist, eine gewisse Wartung erfordert und außerdem hohe Kosten bedingt.
Mit der DE-AS 25 18 235 wurde vorgeschlagen, daß der Zündwinkel des Wechselrichters auf einen Wert reduziert wird, der der Wech­ selrichtertrittgrenze entspricht und die Gleichstromdrossel durch einen parallel angeordneten Thyristor kurzgeschlossen wird. Die Lösung setzt ganz bestimmte Spannungsverhältnisse zwischen Gleich- und Wechselrichter voraus. Da die Gegenspannungsreserve jedoch von der Drehzahl der über den Wechselrichter betriebenen Asynchronmaschine abhängig ist, ist nicht in allen Arbeitspunkten eine sichere Funktion des Antriebes gewährleistet.
Weiterhin wurde vorgeschlagen, den Gleichrichter als vollgesteu­ erten Thyristor-Gleichrichter auszuführen. Bei Gefahr des Kippens des Wechselrichters läßt sich so die Gleichspannung herabsteuern. Die Lösung erfordert jedoch einen sehr hohen Aufwand nicht nur durch die Anordnung einer zweiten vollgesteuerten Brückengleich­ richter-Schaltung, sondern auch durch die Notwendigkeit einer speziellen Ansteuerelektronik für den Läufergleichrichter, da dieser mit einer variablen Frequenz arbeitet.
Durch die DD-PS 2 57 533 wurde deshalb der Einsatz einer Löschein­ richtung vorgeschlagen, die den Strom des havarierten Thyristors auf einen Kondensatorzweig kommutiert und ihn dann durch die Kon­ densatorgegenspannung auf den Wert Null zurückführt. Dieser Lö­ sung haftet jedoch noch der entscheidende Nachteil an, daß der Löschkondensator für die Freiwerdezeit der Hauptventile bemessen werden und der Energieinhalt in der Kurzschlußbahn funktionsbe­ dingt bei hoher Kondensatorspannung umgesetzt werden muß.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lösung zu finden, mit der die Kapazität und die Spannung des Löschkondensators drastisch redu­ ziert werden können, um so das Einbauvolumen der Löscheinrichtung zu minimieren.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen dargelegten Maßnahmen gelöst.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen
Fig. 1 die erfindungsgemäße schaltungstechnische Lösung und
Fig. 2 eine Detailvariante zum Überspannungsschutz.
Der netzgeführte Wechselrichter WR besteht aus den Hauptventilen V1 bis V6, die an der Netzspannung U liegen und in bekannter Weise über die Koppeldioden V11, V31, V51 mit einem Löschkonden­ sator LKo verbunden sind. Erfindungsgemäß wird der Löschkondensa­ tor LKo durch einen GTO-Thyristor V21 geschaltet. Dieser ist über eine (Sättigungs-)Drosselspule LDr und eine Koppeldiode V22 an den Gleichstromzwischenkreis angeschlossen und wird von der Zündeinrichtung ZEL angesteuert. Der Löschkondensator LKo ist durch eine Diode V20 in einer Richtung überbrückt. Der GTO-Thy­ ristor V21 wird konventionell durch ein R-C-Element, bestehend aus Widerstand R21 und Kondensator C21, beschaltet. Der Verbin­ dungspunkt von GTO-Thyristor V21 und Drosselspule LDr führt über eine Diode V23 an eine Anzapfung einer im Zwischenkreis angeord­ neten Gleichstromdrosselspule GDr, z. B. an deren Wicklungsmittel­ punkt.
Es sei angenommen, daß die Hauptventile V1 und V2 des Wechsel­ richters WR leiten und die Kommutierung zwischen den Hauptventi­ len V1, V3 versagt. Der Strom id im Zwischenkreis fällt dann zunächst weiter ab, solange die Wechselrichter-Gegenspannung größer als die treibende Gleichspannung Ud ist. Kehrt sich dieses Verhältnis um, so steigt der Strom id im Kreis Hauptventil V2, Kommutierungsinduktivität Lk, Netzspannungen U3, U1, Kommutie­ rungsinduktivität Lk, Hauptventil V1, Gleichstromdrosselspule GDr, Lastinduktivität L1, treibende Zwischenkreisspannung an (e-Funktion mit überlagerter Wechselkomponente).
Die nachfolgende Zündung des Hauptventils V4 schaltet das Netz aus, der Kurzschlußstrom fließt im Gleichstromkreis über die Hauptventile V1, V4 ohne Netzbeteiligung. Durch Zündung des GTO- Thyristors V21 entlädt sich der Löschkondensator LKo über den GTO-Thyristor V21, die Drosselspule LDr, Koppeldiode V22, Haupt­ ventil V1, Koppeldiode V11. Wird dieser Strom gleich dem Strom id, so erlischt das Hauptventil V1, der Strom fließt im Kreis Lastinduktivität L1, Zwischenkreisspannung , Hauptventil V4, Koppeldiode V11, Löschkondensator LKo, GTO-Thyristor V21, Diode V23, Gleichstromdrosselspule GDr (Wicklung 2) weiter.
Die Polarität der Spannung an Wicklung 2 der Gleichstromdrossel­ spule GDr wird transformatorisch auf die Wicklung 1 übertragen, so daß die Koppeldiode V22 sperrt und keinen Strom führt. Die Kondensatorspannung Uc des Löschkondensators LKo plus der Span­ nung der Gleichstromdrosselspule GDr (Wicklung 1) liegt als Sperrspannung am Hauptventil V1, so daß der Freiwerdeprozeß be­ schleunigt wird.
Durch den Strom id wird der Löschkondensator LKo entladen, eine Umladung findet jedoch nicht statt, da die Diode V20 in dem Au­ genblick leitend wird, wo die Kondensatorspannung UC=0 wird.
Nach Ablauf der Freihaltezeit wird der GTO-Thyristor V21 über seine Zündeinrichtung ZEL durch einen negativen Gateimpuls wieder gelöscht. Somit ist kein Energieabbau bei hoher Kondensatorspan­ nung nötig, der Löschkondensator LKo kann entsprechend klein gehalten werden.
Die an den Induktivitäten durch die steile Stromänderung entstehenden Überspannungen werden auf folgende Weise abgebaut:
  • - Für die an den Kommutierungsinduktivitäten Lk entstehende Über­ spannung sind die Metalloxid-Varistoren R01 . . . R03 vorgesehen.
  • - Durch parasitäre Schaltungsinduktivitäten entstehende Spannun­ gen werden durch den Widerstand R21 und den Kondensator C21 abge­ baut.
  • - Die Gleichstromdrosselspule GDr ist gegen Überspannungen durch einen parallelgeschalteten, spannungsabhängig gezündeten Thyristor V24 und/oder einen Metalloxid-Varistor R20 geschützt. Anstelle des Varistors R20 kann u. U. auch ein linearer Widerstand verwendet werden.
  • - Die Gleichstromdrosselspule GDr kann auch unter Einbeziehung der Lastinduktivität L1 entsprechend Fig. 2 geschützt werden, indem die eben erwähnten Elemente zwischen die Anzapfung der Gleich­ stromdrosselspule GDr und den zweiten Gleichstrompol geschaltet werden.
Der durch den Thyristor V24 und den Varistor R20 gebildete aktive Freilaufkreis kann gezündet werden
  • - durch spannungsabhängige Selbstzündung oder
  • - durch die Zündeinrichtung ZEL bei Einleiten des Löschvorganges.
In diesem Fall übernimmt der Freilaufkreis den Strom bei Richtungsumkehr der Drosselspannung.
Der Freilaufstrom wird bei Unterschreiten des Haltestromes des Thyristors V24 infolge des nichtlinearen Verhaltens des Varistors R20 unterbrochen.
Nach Abschluß des Löschvorganges und dem unmittelbar anschließen­ den Wiederaufladen des Löschkondensators LKo durch die Ladeein­ richtung LE kann der Betrieb durch Freigabe des Wechselrichters WR fortgesetzt werden.

Claims (8)

1. Schaltungsanordnung zum Betrieb eines netzgeführten Stromrichters mit einer im Havariefall auf den Wechselrichter wirkenden Lösch­ einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Löschkondensator (LKo) durch einen GTO-Thyristor (V21) schaltbar und durch eine Diode (V20) überbrückt ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der GTO-Thyristor (V21) über eine Drosselspule (LDr) und eine Koppeldiode (V22) an den entsprechenden Gleichstrompol und über eine weitere Diode (V23) an die Anzapfung einer Gleichstromdros­ selspule (GDr) geführt ist, die in den Stromweg des eben genann­ ten Gleichstrompols geschaltet ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, daß parallel zur Gleichstromdrosselspule (GDr) ein Freilauf­ kreis angeordnet ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, daß zwischen der Anzapfung der Gleichstromdrosselspule (GDr) und dem gegenüberliegenden Gleichstrompol ein Freilaufkreis ange­ ordnet ist.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Freilaufkreis aus einem Thyristor (V24) und/oder einem Metalloxid-Varistor (R20) besteht.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Freilaufkreis aus einem Thyristor (V24) und/oder einem linearen Widerstand besteht.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Thyristor (V24) in Abhängigkeit von der Span­ nung an der Gleichstromdrosselspule (GDr) zündbar ist.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Thyristor (V24) bei Einleitung eines Löschvor­ ganges durch die Zündeinrichtung (ZEL) zündbar ist.
DE19914136731 1991-11-05 1991-11-05 Schaltungsanordnung zum betrieb eines netzgefuehrten stromrichters Withdrawn DE4136731A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19914136731 DE4136731A1 (de) 1991-11-05 1991-11-05 Schaltungsanordnung zum betrieb eines netzgefuehrten stromrichters

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19914136731 DE4136731A1 (de) 1991-11-05 1991-11-05 Schaltungsanordnung zum betrieb eines netzgefuehrten stromrichters

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4136731A1 true DE4136731A1 (de) 1993-05-06

Family

ID=6444319

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19914136731 Withdrawn DE4136731A1 (de) 1991-11-05 1991-11-05 Schaltungsanordnung zum betrieb eines netzgefuehrten stromrichters

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE4136731A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8369050B2 (en) 2008-04-21 2013-02-05 Aeg Power Solutions B.V. Circuit for protecting a DC network with DC loads against overvoltage

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8369050B2 (en) 2008-04-21 2013-02-05 Aeg Power Solutions B.V. Circuit for protecting a DC network with DC loads against overvoltage
DE102008020030B4 (de) 2008-04-21 2022-05-19 Aeg Power Solutions Gmbh Schaltungsanordnung mit einem Gleichrichter und einer Schaltung zum Schutz zumindest eines an die Schaltungsanordnung anschließbaren Gleichstromnetzes mit Gleichstromverbrauchern gegen Überspannung

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1766771B1 (de) Eine löschvorrichtung für eine rückspeisende stromrichterbrücke
WO2008110129A1 (de) Verfahren zur schadenbegrenzung eines leistungshalbleiter aufweisenden stromrichters bei einem kurzschluss im gleichspannungszwischenkreis
DE3519151C1 (de) Statischer Wechselrichter mit einer Schaltung zur Stromueberhoehung im Kurzschlussfall
DE1463645A1 (de) Steuersystem fuer elektrische Vorrichtungen
DE3429488A1 (de) Elektronische schaltvorrichtung
EP2112737B1 (de) Schaltung zum Schutz zumindest eines Gleichstromnetzes mit Gleichstromverbrauchern gegen Überspannung
DE3834412A1 (de) Kurzschlussschutz fuer eine halbgesteuerte drehstrombruecke
DE4136731A1 (de) Schaltungsanordnung zum betrieb eines netzgefuehrten stromrichters
DE4031505C2 (de) Gleichspannungs-Stromversorgung mit Einschaltstrombegrenzung
DE2831495A1 (de) Ueberstromschutz fuer einen zwischenkreisumrichter oder selbstgefuehrten wechselrichter
DE4322379C1 (de) Schaltungsanordnung zum Schutz der Halbleiterschalter beim Kippen einer Energie in ein Netz zurückspeisenden Netzstromrichterbrücke in einem Gleichspannungszwischenkreis-Umrichter
DE2906556C2 (de) Überstromschutzanordnung bei Fehlkummutierungen eines Thyristor-Wechselrichters eines Zwischenkreuzumrichters
DE2831752A1 (de) Umrichter mit einem gleichspannungszwischenkreis
EP0134496B1 (de) Gleichrichter
DE2549736C2 (de) Sicherheitsschaltung für einen netzgeführten Stromrichter
DE3833372C1 (en) D.C. chopper converter circuit with a turn-off thyristor
DE1613872C (de) Schutzanordnung gegen Wechselrichter kippen einer Stromrichteranlage
DE3150394C2 (de) Schutzschaltung für einen gekippten Thyristor-Wechselrichter
DE3129111C1 (de) Löscheinrichtung
DE3801327A1 (de) Entlastungsnetzwerk fuer sperrspannungsfreie zweigpaare eines mehrphasigen stromrichters
DE3110046C2 (de)
DE4424725C1 (de) Entlastungsschaltung für einen Leistungsschalter
DE1488968C (de) Überwachungseinrichtung fur den Lade zustand eines Kommutierungskondensators fur Thyristorwechselrichter
DE3536414C2 (de)
DE3003049A1 (de) Schutzbeschaltung an der drossel des lc-eungangsfilters eines leistungskreises

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee