NO149263B - Beskyttelses- og overvaakningsanordning for halvlederventiler - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en beskyttelses- og overvåknings-. anordning for. halvlederventiler som er anordnet i en trefase-brokobling som mates fra en trefasestrøm-generator,

hvor det mellom faseledningene og de to likestrømsklemmene i trefase-brokoblingen ligger enten seriekoblingen av to halvlederventiler eller seriekoblingen av en halvleder-

ventil og et sikringselement, og idet på i og for seg kjent måte fra seriekoblingens forbindelsespunkt fører motstander

- til en bedømmelseskobling som reagerer, når en halvleder-

ventil og/eller en sikringselement er defekt.

Det er kjent en fremgangsmåte, hvor sikrings-indikatorene for flere dioder, som via sikringer er koblet i parallell og er montert på rotoren for en elektrisk maskin, overvåkes ved hjelp av et stroboskop når maskinen er i gang.

Ved en anordning som er utviklet av ansokeren loper hver diode-ledning over et spesielt spor på rotoren. Flere dioder er der-ved koblet i parallell via smeltesikringer. På statorsiden er det anordnet spesielle avsokningsspoler, hvor det ved passering av intakte dioder induseres spenninger, som vurderes i et tilsvarende apparat. Ved kortslutning av en diode (=defekt sikring) eller ved strombrudd fremkalles ingen spenning i vedkommende av-sokningsspole. Dette muliggjor en entydig defekt-registrering (brosjyre "Uberwachung fur rotierende Gleichrichter 'Typ Urga'", BBC 1970, DS 95055 pr-D).

Denne kjente fremgangsmåte har imidlertid ulemper. Observasjon av sikringsindikatorene på roterende maskiner med stroboskop er tidkrevende og tillater bare periodevis kontroll. Den fremgangsmåte som har vært i bruk i flere år for store maskiner hos ansokeren tilfredsstiller rett nok de fleste onskemål, men den er omfattende og forutsetter også en stor innsats på maskinsiden.

Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å unngå ulemp-

ene ved de kjente løsninger. Dette oppnås ved at s.amtlige motstander har lik motstandsverdi og alle motstander fører til den ene inngang av en nullstrømdetektor hvis andre inn-

gang er koblet til stjernepunktet i trefasestrøm-generatoren.

Ifølge et ytterligere trekk ved anordningen foreligger

nevnte seriekoblinger av halvlederventiler hhv. halvleder-

ventil og sikringselement dobbelt pr. fase/likestrømklemme,

og samtlige motstander er ført til nullstrømdetektoren.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning til figure-ne. Fig. 2 viser koblingsanordningen for en diode-trefasestrom-bro. Broen mates av de tre faser R, S,T fra en trefasestrom-gene-rater som er jordet i stjernepunktet. Ventilgrenene er utfort av serie-diodepar (D^,D^), (D2,D^) osv. De dioder i hvert par som vender bort fra punktene R, S,T, er anordnet av redundansgrunner. RL er belastningsmotstanden, U er spenningsamplituden på trefase strom-generatoren.

Forbindelsespunktene P-^ ... P^ for diodene i hvert diodepar er forbundet med den stromomfintlige detektorkobling SD via like store motstander R-^... R^. Ved inngangen for SD opptrer således adderingsstrommen 1^+12+ ...lg. A er detektorens utgang.

Den noyaktige funksjonsmåte skal nå forklares under henvisning til fig. I, forst når det gjelder intakte dioder. Diodens D1 anode blir ved t=l positiv overfor stjernepunktet (nullpotensial), og dette bevirker en strom gjennom motstanden R^. Punkt P^ folger den positive halvbolge til tiden t=4. Fra t=2 til t=3 er og-så dioden D4 ledende (stromfluksvinkel fase R). Under den nega-tive halvbolge fra fase R er dioden D1Q ledende fra t=4 til t=7, og fra t=5 til t=6 er dessuten D^ ledende. Summen av den strom som flyter gjennom R-^+R^ er således u/R (R^=R£= ...=R^=R). Funk-sjonsmåten for anordningen for fasene S og T er identisk. Da strommene I-^+I^, I^+^z 1^+ 1^ står 120° i forhold til hverandre i fasestilling og adderes vektorialt, blir den adderte strom Ic som flyter inn i stromdetektoren SD lik null. Fig. 3 viser strøm-menes forlop ved intakte dioder.

v. I fig. 4 er forholdene ved kortsluttet diode D^ gjengitt. Det folger en negativ halvbolgestrom som registreres av stromdetektoren og kan brukes til defektvarsling. I fig. 5 ses stromforlo-pet ved kortslutning av dioden D^. Den resulterende, positive addisjonsstrom har her et mer komplisert forlop. Som det vil ses

av diagrammet, vil det, selv ved samtidig kortslutning av og resultere en addisjonsstrøm som er 0.

Det ovenfor anforte gjelder på tilsvarende måte for fasene S

og T. Den beskrevne anordning leverer en addert strom frem til samtlige redundante dioder er defekte (et kortsluttet element pr. ventilgren).

Anordningen ifolge oppfinnelsen kan også uten videre benyttes for andre typer av halvlederventiler, f.eks. tyristorer.

Fig. 6 viser en anordning, hvor to halvlederventiler - her dioder - er koblet i parallell via smeltesikringer for hver ventilgren. Den adderte strom som resulterer av strommene 1^ til 1-^2 er også her null ved intakte dioder og sikringer. Ved en defekt sikring, f.eks. som folge av kortslutning av tilhoren-de diode, blir strommenes likevekt forstyrret. Dette medforer en okning av de adderte strommer. Fig. 7 viser strommenes tids-messige forlop ved et eksempel. D^ er kortsluttet og S^ brutt.

Denne kobling leverer en addert strom Ig> 0, inntil 11 smeltesikringer er defekte samtidig. Det er videre mulig å sette inn mer enn to dioder, parallellkoblet via smeltesikringer, for hver ventilgren (okning av redundansen og/eller strombelastbar-heten pr. ventilgren). For hver ytterligere kombinasjon dioder -smeltesikring anordnes likeledes en folermotstand R.

Koblingen kan også modifiseres slik at diodene og smeltesikrin-gerie er gjensidig byttet om.

I motsetning til koblingsanordningen ifolge fig. 2, hvor foler-motstandene R må gjores så lavohmige at de strommer som bestem-mes av dem skiller seg klart fra diodenes strommer, kan det anordnes vesentlig mer hoyohmige motstander ved denne kobling. Dette betinger en lavere tapseffekt. På den annen side kreves ytterligere en smeltesikring pr. diode ved koblingen ifolge fig. 6.

Prinsippet ifolge oppfinnelsen egner seg særlig godt for over-våkning av diodene i eksiteringskretsen for en sleperingfri generator eller motor. Diodene og folermostandene R samt stromdetektoren befinner seg på rotoren. Stromendringen overfores via en dreietransformator ("Drehubertrager") til den stasjo-nære maskindel og bearbeides og indikeres av en bedømmelses-elektronikk som delvis overvåker seg selv.

Claims (2)

1. Beskyttelses- og overvåkningsanordning for halvlederventiler som er anordnet i en trefase-brokobling som mates fra en trefasestrøm-generator, hvor det mellom faseledningene og de to likestrømsklemmene i trefase-brokoblingen ligger enten seriekoblingen av to halvlederventiler eller seriekoblingen av en halvlederventil og et sikringselement, og idet på i og for seg kjent måte fra seriekoblingens (P^, ... Pg) forbindelsespunkt fører motstander til en bedømmelseskobling som reagerer, når en halvlederventil og/eller en sikringselement er defekt, karakterisert ved at samtlige motstander har lik motstandsverdi og alle motstander (R,, ..., Rr) fører til den ene inngang av en nullstrømdetektor (SD) hvis andre inngang er koblet til stjernepunktet i trefasestrøm-generatoren.

2. Overvåkningsanordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at nevnte seriekoblinger av halvlederventiler hhv. halvlederventil og sikringselement foreligger dobbelt pr. fase/likestrømklemme og samtlige motstander er ført til nullstrømdetektoren.