DE4403008A1 - Stromrichteranlage mit Überspannungsschutzschaltung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leistungshalbleiter­ vorrichtungen enthaltende Stromrichteranlage und insbesondere eine Stromrichteranlage, die mit einer Schutzschaltung gegen eine Überspannung infolge einer Eingangsstoßspannung versehen ist.

Fig. 8 zeigt eine Anordnung, bei der eine Stromrichteranlage für ein Fahrzeug als Beispiel einer herkömmlichen Stromrich­ teranlage dargestellt ist.

Gemäß Darstellung besteht die Anordnung aus einem Fahrdraht 1, einem Scherenstromabnehmer 2, einem Überspannungsableiter 3 und einer Stromrichteranlage 4, die sich aus einem schnell schaltenden Leistungsschalter 8, einer Drossel 5 zur Ein­ gangsfilterung, einem Kondensator 6 und einem Stromrichter 7 zusammensetzt, welcher Leistungshalbleitervorrichtungen ent­ hält und aufgrund von deren Schaltbetrieb eine Stromrichtung bewirkt. Die Stromrichteranlage 4 dient etwa als Fahrzeugan­ triebseinrichtung oder als Fahrzeughilfsstromquelle. Der Stromrichter 7 stellt im Fall der Fahrzeugantriebseinrich­ tung etwa einen Zerhacker oder einen Wechselrichter variabler Spannung oder variabler Frequenz dar, während er im Fall der Fahrzeughilfsstromquelle einen Gleichstromrichter oder einen Wechselrichter konstanter Spannung bzw. konstanter Frequenz darstellt.

Die erforderliche Stehspannung der Halbleiterleistungsvorrich­ tungen, die bei dieser Art von Stromrichter verwendet werden, wird von der externen Stoßspannung bestimmt.

Eine Stoßspannung infolge eines Blitzschlags wird durch den Überspannungsableiter 3 (Fig. 8) begrenzt, der an der Ein­ gangsseite des Stromrichters vorgesehen ist, wie beispiels­ weise in Fig. 9 gezeigt, so daß über das Eingangsfilter eine Stoßspannung an den Stromrichter angelegt wird, wie sie in Fig. 9 in ausgezogener Linie dargestellt ist.

Herkömmlicherweise beträgt die Begrenzerspannung des Über­ spannungsableiters bei Stromrichteranlagen für Fahrzeuge, die von dem Fahrdraht mit 1500 V Gleichspannung gespeist werden, 4500 V. Daher müssen als Leistungshalbleitervorrichtungen für den Stromrichter solche mit einer Stehspannung von 4500 V verwendet werden.

Fig. 10 zeigt den Spannungsverlauf (Sprungantwort) über dem Kondensator für den Fall des Anlegens eines Stoßspannungs­ sprungs. Die Kondensatorspannung, die in Fig. 10(b) mit Vc bezeichnet ist, übersteigt den Spannungssprung ΔV in Fig. 10(a), und zwar aufgrund einer Resonanzschwingung des Ein­ gangsfilters (diese Spannung steigt bis zum zweifachen von ΔV, wenn an der Stormrichterseite keine Last anliegt).

Wenn die Resonanzfrequenz des Eingangsfilters verglichen mit einer von der Impulsbreite der Stoßspannung bestimmten Fre­ quenz sehr niedrig ist, ist der Spannungsanstieg der Konden­ satorspannung auf einen Wert unterhalb von ΔV begrenzt, wie in Fig. 10(b) gestrichelt dargestellt.

Einige Impulsbreiten der Stoßspannung können jedoch die Kon­ densatorspannung auf einen Wert anheben, der oberhalb der Begrenzerspannung des Überspannungsableiters liegt, wie in Fig. 10(b) ausgezogen dargestellt.

Normalerweise wird der Stromrichter 7 dadurch vor der Über­ spannung geschützt, daß sein Betrieb gestoppt wird, wenn die Spannung über dem Kondensator des Eingangsfilters aufgrund einer externen Stoßenergie zu einer Überspannung wird. Wenn jedoch die Kondensatorspannung dieses Eingangsfilters die Stehspannung der in dem Stromrichter 7 eingesetzten Lei­ stungshalbleitervorrichtungen übersteigt, werden diese zer­ stört.

Allgemein steht die Stehspannung einer Leistungshalbleiter­ vorrichtung in enger Beziehung zu seinen Schalteigenschaften, daß heißt je höher die Stehspannung, desto größer wird die Durchlaßspannung, um so schlechter also die Schalteigenschaf­ ten.

Der Einsatz einer Leistungshalbleitervorrichtung mit einer höheren Stehspannung führt daher zu einem größeren Leistungs­ verlust, der eine größere Baugröße des Stromrichters erfor­ dert.

Die Höhe einer möglichen Stoßspannung bei einem Fahrzeug ist so hoch, daß die Leistungshalbleitervorrichtungen in der Stromrichteranlage für ein Fahrzeug, eine erheblich höhere Stehspannung aufweisen müssen als diejenige, die für den Betrieb des Stromrichters erforderlich ist (die maximale Spannung, die durch den Schaltvorgang eines herkömmlichen Stromrichters erzeugt wird).

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Strom­ richteranlage zu schaffen, bei der die Stehspannung der ein­ gesetzten Halbleiterleistungsvorrichtungen nur für den norma­ len Schaltbetrieb des Stromrichters, nicht für eine externe Stoßspannung ausgelegt sind, und die deshalb preiswert her­ stellbar ist sowie geringe Größe und geringes Gewicht auf­ weist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Stromrichteran­ lage gemäß den Patentansprüchen 1, 4 bzw. 5 gelöst.

Gemäß der Erfindung umfaßt eine Stromrichteranlage einen Stromrichter mit Halbleiterleistungsvorrichtungen, die auf­ grund ihres Schaltbetriebs eine Stromrichtung durchführen, ein Eingangsfilter mit einer Drossel und einem Kondensator, das mit der Eingangsseite des Stromrichters verbunden ist, sowie eine Überspannungsschutzschaltung, umfassend eine Parallelschaltung aus einem ersten Schaltelement und einem ersten Widerstand sowie eine Reihenschaltung aus einem zwei­ ten Schaltelement und einem zweiten Widerstand. Die Parallel­ schaltung ist mit der Drossel in Reihe geschaltet und die Reihenschaltung liegt parallel zu dem Kondensator.

Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist das erste Schaltelement normalerweise eingeschaltet, während das zweite Schaltelement ausgeschaltet ist. Im Fall einer Überspannung aufgrund einer externen Stoßenergie wird das erste Schaltele­ ment ausgeschaltet und das zweite Schaltelement eingeschal­ tet.

Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist das erste Schaltelement im Normalbetrieb eingeschaltet während das zweite Schaltelement ausgeschaltet ist. Wenn die Klemmenspan­ nung des Kondensators einen ersten Überspannungspegel über­ steigt, wird das zweite Schaltelement eingeschaltet. Wenn die Klemmenspannung des Kondensators einen zweiten Überspannungs­ pegel übersteigt, wird das erste Schaltelement ausgeschaltet.

Bei einer dritten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem ersten Schaltelement um ein solches, das den Stromkreis in beiden Stromrichtungen zu unterbrechen in der Lage ist. Das erste Schaltelement wird nicht nur bei ein­ gangsseitiger Überspannung, sondern auch bei einem Fehlbe­ trieb des Stromrichters abgeschaltet.

Bei der vorliegenden Erfindung ist also eine Parallelschal­ tung aus dem ersten Schaltelement und dem ersten Widerstand mit der Eingangsseite des Stromrichters verbunden, und eine Reihenschaltung des zweiten Schaltelements mit dem zweiten Widerstand ist parallel zum Kondensator des Eingangsfilters geschaltet.

Bei eingangsseitiger Überspannung wird das erste Schaltele­ ment ausgeschaltet und das zweite Schaltelement eingeschal­ tet. Die Stoßspannung wird dann von dem ersten und dem zwei­ ten Widerstand geteilt, so daß der Anstieg der Kondensator­ spannung an der Eingangsseite auf die Spannung über dem zwei­ ten Widerstand begrenzt wird. Dies gestattet der Anlage den Einsatz von Leistungshalbleitervorrichtungen mit vergleichs­ weise niedriger Stehspannung.

Als Folge davon wird der Stromrichter billig, klein und leicht.

Darüberhinaus werden das erste Schaltelement und der mit die­ sem Schaltelement parallel geschaltete Widerstand dazu ver­ wendet, den Kondensator anfänglich aufzuladen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 2 ein Wellenformdiagramm zur Erläuterung eines Beispiels der Überspannungserfassung bei der in Fig. 1 darge­ stellten Schaltung sowie ihres Betriebs,

Fig. 3 ein Wellenformdiagramm zur Erläuterung eines anderen Beispiels der Überspannungserfassung bei der in Fig. 1 dargestellten Schaltung sowie ihres Betriebs,

Fig. 4 ein Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 5 ein Diagramm zur Erläuterung der Betriebsweise der Schaltung von Fig. 4 für den Fall einer kurzen Impulsbreite einer Eingangsstoßspannung,

Fig. 6 ein Diagramm zur Erläuterung der Betriebsweise der Schaltung von Fig. 4 für den Fall einer langen Impulsbreite einer Eingangsstoßspannung,

Fig. 7 ein Schaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 8 ein Schaltbild eines Beispiels einer herkömmlichen Schaltung,

Fig. 9 ein Wellenformdiagramm zur Erläuterung der Begrenzer­ spannung eines Überspannungsableiters in Fig. 8 und

Fig. 10 ein Wellenformdiagramm zur Erläuterung der Betriebs­ weise der Schaltung von Fig. 8.

Fig. 1 ist ein Schaltbild, das ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist zusätzlich zu dem in Fig. 8 gezeigten Aufbau zwischen die Drossel 5 des Eingangsfilters und den schnellschaltenden Leistungsschalter 8 eine Parallel­ schaltung aus einer abschaltbaren Schaltvorrichtung 9, einem Widerstand 10 und einer Diode 13 eingefügt. Bei der abschalt­ baren Schaltvorrichtung kann es sich beispielsweise um einen Gate-abschaltbaren Thyristor (GTO) handeln. Es sei angemerkt, daß diese Parallelschaltung auch zwischen der Drossel 5 des Eingangsfilters und ,dem Stromrichter 7 angeordnet werden kann. Zusammen mit dieser Parallelschaltung ist eine Reihen­ schaltung aus einem Widerstand 11 und einem Thyristor 12 parallel zum Kondensator 6 des Eingangsfilters geschaltet.

Der schnell schaltende Leistungsschalter 8 spricht an, wenn die Stromrichteranlage 4 einen anomalen Betriebszustand auf­ weist und trennt die Stromrichteranlage 4 von dem Fahrdraht 1. Der GTO-Thyristor 9, die Widerstände 10 und 11 und der Thyristor 12 dienen dem Schutz vor einer externen Stoßspan­ nung. Die Diode 13 ist darüberhinaus dazu vorgesehen, bei einem Energierückgewinnungsantriebsmodus einen Rückarbeits­ strom fließen zu lassen. Wenn die Stromrichteranlage als Antriebsanlage bei einem Fahrzeug verwendet wird, tritt ein solcher Energierückgewinnungsantriebsmodus auf, wenn elektri­ sche Energie von der Lastseite des Stromrichter zurückgewon­ nen wird. Die Diode 13 erübrigt sich daher bei einer Anlage ohne Energierückgewinnungsantriebsmodus, also etwa bei einer Hilfsstromquelle für Fahrzeuge.

Die Betriebsweise der Schaltung von Fig. 1 soll in Verbindung mit den in Fig. 2 gezeigten Wellenformen erläutert werden. Fig. 2(a) stellt die Wellenform einer Eingangsstoßspannung dar und zeigt, daß die tatsächlich vom Scherenstromabnehmer übertragene Stoßspannung auf die Begrenzerspannung des Über­ spannungsableiters begrenzt wird. Fig. 2(b) zeigt den Verlauf der Klemmenspannung des Kondensators zusammen mit einem Über­ spannungsdetektorpegel. Die punktierte Linie zeigt den Ver­ lauf für den Fall, daß die vorliegende Erfindung nicht einge­ setzt wird.

Bei normalem Betrieb ist der schnellschaltende Leistungs­ schalter 8 geschlossen. Der GTO-Thyristor 9 ist eingeschaltet (leitend) und der Thyristor 12 ist ausgeschaltet (gesperrt). Wenn eine externe übermäßige Stoßspannung angelegt wird, wird der Zustand der Überspannung mit Hilfe einer Überspannungsde­ tektoreinrichtung, die nicht dargestellt ist, als Anstieg der Eingangsspannung oder der Klemmenspannung des Kondensators des Eingangsfilters erfaßt.

In diesem Moment wird der Betrieb des Stromrichters 7 auf bekannte Weise, etwa mittels eines Unterbrechungssteuersig­ nals zu den Leistungshalbleitervorrichtungen unterbrochen.

Wenn eine Stoßspannung ΔV zusätzlich zur normalen Eingangs­ spannung Vs angelegt wird, steigt die Klemmenspannung des Kondensators (Kondensatorspannung) gemäß Darstellung in Fig. 2(b). Wenn die Kondensatorspannung einen vorbestimmten Über­ spannungsdetektorpegel übersteigt, wird der GTO-Thyristor 9 abgeschaltet und der Thyristor 12 eingeschaltet. Dann liegt die Reihenschaltung des Widerstands 10 und der Drossel 5 in Reihe mit der Parallelschaltung aus dem Widerstand 11 und dem Kondensator 6. Dies begrenzt den Anstieg der Spannung über dem Kondensator 6 auf den Wert, auf den die Eingangsspannung entsprechend dem Verhältnis der Widerstandswerte der Wider­ stände 10 und 11 geteilt wird, daß heißt auf (R2/(R1+R2))(Vs+ΔV), wobei R1 der Widerstandswert des Wider­ stands 10 ist, R2 der Widerstandswert des Widerstands 11 ist und Vs und ΔV bereits definiert wurden.

Solange also die Stehspannung der Leistungshalbleitervorrich­ tungen im Stromrichter höher ist, als der Wert des Überspan­ nungsdetektorpegels, daß heißt (R2/(R1+R2))(Vs+ΔV), tritt kein Durchbruch der Leistungshalbleitervorrichtungen aufgrund einer übermäßigen externen Stoßspannung auf.

Fig. 3 zeigt Wellenformen für den Fall, daß eine Überspannung aufgrund eines Anstiegs der Eingangsspannung der Stromrich­ teranlage, daß heißt der Spannung über dem Überspannungsab­ leiter, festgestellt wird.

Der in Fig. 3(a) gezeigte Verlauf der Eingangsstoßspannung zeigt, daß die von dem Scherenstromabnehmer tatsächlich über­ tragene Stoßspannung auf die Begrenzerspannung des Überspan­ nungsableiters begrenzt wird. Die punktierte Linie in Fig. 3(b) zeigt den Verlauf der Kondensatorspannung für den Fall, daß die vorliegende Erfindung nicht eingesetzt wird.

Wenn die Spannung über dem Überspannungsableiter einen vorbe­ stimmten Überspannungsdetektorpegel übersteigt, wird wie im Fall von Fig. 2 der GTO-Thyristor 9 abgeschaltet, während der Thyristor 12 eingeschaltet wird.

Daher ändert sich die Kondensatorspannung Vc gemäß Darstel­ lung in Fig. 3(b) allmählich, ausgehend von Vs und erreicht schließlich den Wert (R2/(R1+R2))(Vs+ΔV). Dies erlaubt es, die Stehspannung der Leistungshalbleitervorrichtungen, die bei einer herkömmlichen Stromrichteranlage wenigstens gleich dem höchsten Wert der Eingangsstoßspannung (Begrenzerspannung des Überspannungsableiters) sein mußte, durch Aufbau der Schaltung gemäß Darstellung in Fig. 1 und Betrieb dieser Schaltung gemäß Fig. 2 oder 3, ausreichend zu senken. Dadurch wird ein billiger, kleiner und leichter Stromrichter ermög­ licht.

Bei der bisherigen Beschreibung von Fig. 1 wurde von einem GTO-Thyristor als Schaltvorrichtungen 9 bzw. 12 ausgegangen. Es ist anzumerken, daß es sich dabei lediglich um Beispiele handelt, die durch andere Schaltvorrichtungen mit äquivalen­ ter Wirkung ersetzt werden können.

Darüberhinaus kann als Schaltvorrichtung 12 eine abschaltbare Vorrichtung anstelle eines Thyristors ohne Abschaltfähigkeit verwendet werden.

Außerdem werden bei dem voranstehenden Ausführungsbeispiel die Schaltvorrichtungen gleichzeitig ein- oder ausgeschaltet. Dieses gleichzeitige Schalten ist jedoch nicht immer erfor­ derlich, solange sichergestellt ist, daß der Kondensatorspan­ nungsanstieg in gleicher Weise begrenzt wird.

Fig. 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der in Fig. 1 gezeigte Thyristor 12 durch solch eine abschaltbare Schaltvorrichtung 22, etwa einen GTO-Thyristor ersetzt, und es sind zwei Über­ spannungsdetektorpegel vorgesehen. Wenn die Kondensatorspan­ nung einen Überspannungsdetektorpegel 1 übersteigt, wird der GTO-Thyristor 22 eingeschaltet, und wenn die Kondensatorspan­ nung einen Überspannungsdetektorpegel 2 übersteigt, wird der GTO-Thyristor 9 abgeschaltet.

Fig. 5 zeigt die Spannungsverläufe zur Erläuterung der Be­ triebsweise der in Fig. 4 dargestellten Schaltung.

Wie in Fig. 5(a) dargestellt, ist die Impulsbreite der Ein­ gangsstoßspannung kurz, weil die externe Stoßspannung ver­ gleichsweise niedrig ist.

In diesem Fall wird der GTO-Thyristor 22 eingeschaltet, wenn die Kondensatorspannung den Überspannungsdetektorpegel 1 übersteigt, und die Kondensatorspannung erreicht dann nicht den Überspannungsdetektorpegel 2, wie in Fig. 5(b) mit ausge­ zogener Linie dargestellt, da der Anstieg der Kondensator­ spannung durch den Widerstand 11 begrenzt wird und die Stoß­ spannung rasch abklingt.

Der Stromrichter braucht daher nicht abgeschaltet zu werden, sondern kann weiterarbeiten, und der GTO-Thyristor 22 wird nicht wieder abgeschaltet, bevor nicht die Stoßspannung so­ weit abgefallen ist, daß die Kondensatorspannung auf einen vorbestimmten Wert vermindert wird.

Fig. 6 zeigt die Arbeitsweise der Schaltung von Fig. 4 für den Fall einer langen Impulsbreite der Eingangsstoßspannung, wie sie in Fig. 6(a) dargestellt ist.

Selbst wenn in diesem Fall der GTO-Thyristor 22 eingeschaltet wird, sobald festgestellt wird, daß die Kondensatorspannung den Überspannungsdetektorpegel 1 überschritten hat, setzt sich der Anstieg der Kondensatorspannung ohne Begrenzung fort und erreicht den Überspannungsdetektorpegel 2.

Dies führt zum Anhalten des Betriebs des Stromrichters 7 und zum Abschalten des GTO-Thyristors 9 und damit zum Schutz des Stromrichters 7 vor der Überspannung.

Die Fig. 4 gezeigte und gemäß Fig. 5 betriebene Schaltung erlaubt also, daß der Stromrichter 7 ohne Stopp weiterarbei­ tet, wenn eine externe Stoßspannung vergleichsweise niedrig ist.

Beim Betrieb dieser Schaltung gemäß Fig. 6 wird der Strom­ richter darüberhinaus sicher vor der Überspannung geschützt, selbst wenn die Impulsbreite der Stoßspannung groß ist.

Dieses Ausführungsbeispiel hat eine Wirkung ähnlich derjeni­ gen des Ausführungsbeispiels von Fig. 1 sowie den bemerkens­ werten Vorteil, daß der Stromrichter ohne Unterbrechung, ins­ besondere bei Auftreten externer Stoßspannungen niedrigen Pegels, die vergleichsweise häufig vorkommen, weiterarbeiten kann.

Fig. 7 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel. Obwohl der grundsätzliche Schaltungsaufbau und die Wirkung bei diesem Ausführungsbeispiel gleich jenen des Ausführungsbeispiels von Fig. 1 sind, zeichnet sich das dritte Ausführungsbeispiel dadurch aus, daß ein magnetisches Schütz 14, das nicht zum Abschalten eines Fehlerstroms bei einem Stromrichterkurz­ schluß in der Lage ist, anstelle des schnell schaltenden Leistungsschalters 8 verwendet wird und ein GTO-Thyristor 15 anstelle der Diode 13 verwendet wird.

Darüberhinaus ist bei-der Stromrichteranlage 4 von Fig. 7 ein Thyristor 12 ähnlich dem in Fig. 1 vorgesehen, es kann sich bei ihm aber auch um eine abschaltbare Vorrichtung, etwa einem GTO-Thyristor 22 handeln, wie er in Fig. 4 dargestellt ist.

Bei den in den Fig. 1 und 4 gezeigten Schaltungen wurde der GTO-Thyristor 9 nur im Fall einer Überspannung infolge einer externen Stoßspannung abgeschaltet. Bei diesem Ausführungs­ beispiel dagegen werden die GTO-Thyristoren 9 und 15 nicht nur bei einer Eingangsüberspannung, sondern auch bei Fehlern der Stromrichteranlage 4 abgeschaltet, so daß die Stromrich­ teranlage 4 geschützt wird.

Es ist dafür gesorgt, daß der Thyristor 12 (oder der GTO-Thy­ ristor 22) bei Fehlern der Stromrichteranlage 4 nicht einge­ schaltet wird.

Der Einsatz des GTO-Thyristors 15 erübrigt sich, wenn die Stromrichteranlage als Hilfsstromquelle für ein Fahrzeug ver­ wendet wird, wo kein Energierückgewinnungsantriebsmodus mit dem Stromrichter 7 vorgesehen ist.

Wenn bei einem Fehler, etwa einem Kurzschluß des Stromrich­ ters 7, ein Überstrom fließt, kann der Fehlerstrom dadurch verringert werden, daß der GTO-Thyristor 9 oder 15 abgeschal­ tet wird, so daß der Fehlerstrom durch den Widerstand 10 fließt. Der Zweck der Begrenzung der Auswirkung des Fehlers kann daher ausreichend selbst dann erreicht werden, wenn das magnetische Schütz 14 ohne Fehlerstromunterbrechungsvermögen verwendet wird.

Im allgemeinen erfordert solch eine Stromrichteranlage, wie sie hier beschrieben wird, eine Schaltung zum anfänglichen Auf laden des Kondensators 6. Die Beschreibung dieser Schal­ tung ist sowohl im Hinblick auf die herkömmliche Anlage als auch im Hinblick auf die einzelnen Ausführungsbeispiele der Erfindung unterblieben, da diese Schaltung in keinem direkten Zusammenhang mit der oben beschriebenen Betriebsweise steht. Bei dieser Schaltung zum anfänglichen Aufladen, ist ein Widerstand eingesetzt, so daß er zum anfänglichen Aufladen mit der Drossel 5 in Reihe geschaltet ist und nach Abschluß des anfänglichen Aufladens kurzgeschlossen wird.

Der in den Fig. 1, 4 und 7 gezeigte Widerstand 10 kann daher auch als dieser Reihenwiderstand verwendet werden. Daß heißt, der Widerstand 10 wird nicht nur für die Eingangsüberspan­ nungsbegrenzung, sondern auch für die Begrenzung des Anfangs­ ladestroms des Kondensators 6 verwendet.

Beim anfänglichen Ladebetrieb der Stromrichteranlage von Fig. 1 (sowie Fig. 4 und 7) wird der GTO-Thyristor 9 zu Beginn abgeschaltet, so daß der Widerstand 10 mit der Drossel 5 in Reihe liegt. Wenn die Anschlußspannung des Kondensators 6 nahezu gleich der Eingangsspannung geworden ist, wird der GTO-Thyristor 9 eingeschaltet und schließt den Widerstand 10 kurz.

Die Stromrichteranlage benötigt daher keine speziell vorgese­ hene Einrichtung zum anfänglichen Laden, was dazu beiträgt, die Stromrichteranlage klein, leicht und billig auszuführen.

Claims (6)

1. Gleichstrom-gespeiste Stromrichteranlage mit einer Überspannungsschutzschaltung, umfassend
einen, im Schaltbetrieb arbeitende Halbleitervorrich­ tungen enthaltenden, Stromrichter (7) und
ein eine Drossel (5) und einen Kondensator (6) enthal­ tendes Eingangsfilter, das an die Eingangsseite des Strom­ richters (7) angeschlossen ist, gekennzeichnet durch eine Parallelschaltung aus einem ersten Schaltelement (9) und einem ersten Widerstand (10), die mit der Drossel (5) in Reihe geschaltet ist, und
eine Reihenschaltung aus einem zweiten Schaltelement (12, 22) und einem zweiten Widerstand (11), die zu dem Kondensator (6) parallel geschaltet ist,
wobei im Normalbetrieb das erste Schaltelement einge­ schaltet und das zweite Schaltelement ausgeschaltet ist und das erste Schaltelement ausgeschaltet wird und das zweite Schaltelement eingeschaltet wird, wenn durch eine externe Stoßspannung eine Überspannung hervorgerufen wird.

2. Stromrichteranlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die von der externen Stoßspannung hervorgeru­ fene Überspannung aufgrund der Spannung am Eingang der Strom­ richteranlage ermittelt wird.

3. Stromrichteranlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die von der externen Stoßspannung herrührende Überspannung aufgrund der Klemmenspannung des an der Ein­ gangsseite der Stromrichteranlage vorgesehenen Kondensators (4) festgestellt wird.

4. Gleichstrom-gespeiste Stromrichteranlage mit einer Überspannungsschutzschaltung, umfassend
einen, im Schaltbetrieb arbeitende Halbleitervorrich­ tungen enthaltenden, Stromrichter (7) und
ein eine Drossel (5) und einen Kondensator (6) enthal­ tendes Eingangsfilter, das an die Eingangsseite des Strom­ richters (7) angeschlossen ist, gekennzeichnet durch eine Parallelschaltung aus einem ersten Schaltelement (9) und einem ersten Widerstand (10), die mit der Drossel (5) in Reihe geschaltet ist, und
eine Reihenschaltung aus einem zweiten Schaltelement (12, 22) und einem zweiten Widerstand (11), die zu dem Kon­ densator (6) parallel geschaltet ist,
wobei im Normalbetrieb das erste Schaltelement einge­ schaltet und das zweite Schaltelement ausgeschaltet ist, das zweite Schaltelement (12; 22) eingeschaltet wird, wenn die Klemmenspannung des Kondensators im Normalbetrieb einen ersten Überspannungspegel übersteigt, und das erste Schaltelement (9) ausgeschaltet wird, wenn die Klemmenspan­ nung des Kondensators einen zweiten Überspannungspegel über­ steigt.

5. Gleichstrom-gespeiste Stromrichteranlage mit einer Überspannungsschutzschaltung, umfassend
einen, im Schaltbetrieb arbeitende Halbleitervorrich­ tungen enthaltenden, Stromrichter (7) und
ein eine Drossel (5) und einen Kondensator (6) enthal­ tendes Eingangsfilter, das an die Eingangsseite des Strom­ richters (7) angeschlossen ist, gekennzeichnet durch eine Parallelschaltung aus einem ersten Schaltelement (9, 15) und einem ersten Widerstand (10), die mit der Drossel (5) in Reihe geschaltet ist, und
eine Reihenschaltung aus einem zweiten Schaltelement (12, 22) und einem zweiten Widerstand (11), die zu dem Kon­ densator (6) parallel geschaltet ist,
wobei im Normalbetrieb das erste Schaltelement (9, 15) eingeschaltet und das zweite Schaltelement (12, 22) ausge­ schaltet ist und das erste Schaltelement ausgeschaltet wird, wenn am Eingang der Stromrichteranlage eine Überspannung auf­ tritt, oder, wenn ein Fehler der Stromrichteranlage auftritt.

6. Stromrichteranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Schaltelement (9) und der ihm parallel geschaltete Widerstand (10) zum anfänglichen Auf laden des Kondensators (6) verwendet werden.