SE459536B - Tyristoranordning med ljusstyrda tyristorer innefattande kretsar foer detektering av framspaenning oever tyristorerna och en krets foer detektering av antalet saadana framspaenda tyristorer - Google Patents

Description

459 536 lÛ 15 20 25 30 35 2 och en jordad likspänningsanslutning Gd. De ljusemitterande elementen Sa och de fotokänsliga organen 3 är kopplade till varandra genom ljusledare 5. Transistorns 6b bas är kopplad till en sígnalgenereringskrets 7 för elektriska tändsignaler.

Kretsen 7 kan innefatta en tändsignalgenerator med en spännings- styrd oscillator, och exempel på sådana generatorer finnes be~ skrivna i de amerikanska patentskrifterna 2 H67 765, 3 UH7 789 och 3 197 691.

Den i fig. l visade kretsens funktion skall nu beskrivas.

Pörst'kommer funktionen i ett normalt fall att beskrivas.-Den elektriska tändsignalen alstrande kretsen 7 alstrar en tänd- signal bestämd i beroende av olika förhållanden, såsom lik- strömkretsens tillstånd, växelströmskretsens tillstånd och lik- nande. Transistorn Gb slås till av tändsignalen, så att optiska tändsignaler alstras samtidigt från de olika ljusemítterande elementen Éa. De fotokänsliga elementen 3 omvandlar dessa op- tiska tändsignaler till elektriska tändsignaler. Tändsignal- förstärkarkretsarna 2 förstärker dessa elektriska tändsignaler och ger förstärkta signaler till styrelektroderna hos tyristo- rerna 1. Tyristoranordningen 8 har således exempelvis till upp- gift att tjäna som en strömriktare för omvandling mellan växel- ström och likström.

- Nu skall funktionen beskrivas i det fall att en över- spänning uppstår över en tyristorarm, exempelvis tyrístorarmen U. Eftersom tyristorerna l skadas, då de utsättes för en över- spänning överstigande märkspänningen, finnes en överspännings- skyddskrets 4 för förhindrande av detta. Det icke linjära re- sístiva elementet Hb i överspänningsskyddskretsen 4 är så avpassat, att en ström börjar att flyta vid exempelvis 3800 V, då tyristorns 1 märkspänning är 4000 V. Om en överspänning uppträder över tyristorn l, flyter följaktligen en ström genom det icke-linjära resístiva elementet kb till tyristorns styr- elektrod, varigenom tyristorn l tändes. Samtidigt har ström- dämpningsmotstândet äa till uppgift att kontrollera den till tyristorns l styrelektrod flytande strömmen under sådana för- hållanden. Om en tyristor l göres ledande på grund av en överspänning, kommer denna överspänning även att uppträda över de andra tyristorerna l, och följaktligen göres samtliga 10 15 20 25 30 35 - s 459 536 tyristorer l ledande. Det ovan beskrivna fenomenet uppträder i tur och ordning för tyristorerna, så att samtliga tyristorer l i tyristorarmen U göres ledande, varigenom de skyddas från överspänningen. Ehuru den ovan beskrivna metoden för skyddande av tyristorerna skulle kunna medföra ett kommuteringsfel i tyristoranordningen 8, medför detta inga problem beträffande tyristoranordningens 8 funktion. Sådana kommuteringsfel upp- träder endast under en period, och tyristoranordningen 8 kommer att fungera normalt under nästa period, varför kommuterings- felet under en enda period kan försummas.

Det finnes två olika fall, vid vilka överspänningar upp- träder över tyristorerna l såsom ovan beskrivits. I det ena fallet förorsakas överspänníngen av en blixtöverspänning, en kopplingsöverspänning eller liknande som utifrân tillföres tyristoranordningen 8. I det andra fallet förorsakas överspän- ningen av en partiell kommutering i tyristorarmen, i vilket fall en del av tyristorerna göres ledande, medan de övriga tyristo- rerna förblir oledande, med resultatet att en överspänning uppträder över de icke ledande tyrístorerna. En sådan partiell kommutering skall nu beskrivas i det följande.

Först skall respektavståndet för en tyristor beskrivas.

För överföring av en tyristor från ledande tillstànd till icke ledande tillstånd, anslutes en backspänning över tyristorn, varfid 'en ström kan bringas att temporärt flyta i backrikt- ningen. Om emellertid en framspänning anslutes över tyristorn omedelbart vid den tidpunkt, då framströmmen i tyristorn blir noll, så överföres tyristorn åter till ett ledande tillstànd, utan att någon tändsignal tillföres tyristorn, på grund av de i tyristorn kvarvarande laddningsbärarna. Följaktligen er- fordras en tidsperiod, som är längre än tyristorns frånslags- tid, från den'ti¿punkt då framströmmen i tyristorn blir noll tills det framspänningen anslutas över tyristorn. Tidsperiode: efter det att den i tyristorn flytande strömmen blir noll tills en framspänning åter anslutes över tyristorn, kallas respekt- avståndet Y. För att slå ifrån en tyristor tillhörande en viss tyristorarm i en tyristoranordning måste kretsen vara så ut- formad, att respektavstândet kan vara längre än frånslage- tiden för tyristorn. Det kan emellertid uppträda fall då 459 556 u 10 15 20 25 30 35 respektavståndet Y är kortare än tyristorns frånslagstid, be- roende på tyristoranordningens arbetstillstånd. Detta ska_l beskrivas i det följande med hänvisning till fig. 2-5.

Pig. 2 visar ett kopplingsschema för en konventionell växelriktare. Den i fig. l visade tyristoranordningen 8 kan arbeta antingen som växelriktare eller strömriktare, men för förenkling av beskrivningen kommer en användning av tyristor- anordningen 8 som växelriktare att beskrivas.

Tyristoranord- ningens 8 likströmsanslutningar P och N är anslutna genom en likströmsreaktor 10 över en likströmskälla 9. Växelströmsan- xelströmskälla ll.

Vidare är växelströmsanslutningarna R, S och T jordade genom en jordningstransformator 12. slutningarna R, S och T är anslutna till en vä Likströmseffekt från likströmskällan 9 omvandlas av tyristoranordningen 8 till växelströmseffekt och tillföres växelströmskällan ll. Kommuteringen av tyristorar- marna U, V, W, X, Y och Z i tyristoranordningen 8 sker medelst spänningen hos växelströmskällan ll. Tyristoranordningen 8 ar- betar sålunda som en ledningskommuterad växelriktare.

Pig. 3 är ett diagram över de elektriska vågformerna i var och en av de i fig. 2 visade sektionerna. Överst i fig. 3 ' är de strömförande tyristorarmarna markerade.

Därunder visas arbetsväxelspänningen V AC och tyristorernas tänd- eller styr- signaler TS. Därunder visas spänningen VU för tyristorarmen U.

Nedest visas likspänníngen VPN mellan likströmsanslutningarna P och N. Sedan en ström har passerat genom tyristorarmen U, tändes tyrístorarmen V , och därefter, efter en överlappnings- vinkel u, påtryckes en mellanfasspänning mellan faserna S och R på tyristorarmen U som en backsspänning. Följaktligen erhåller tyristorarmen U ett respektavstånd Y. Respektavstàndet 7 är vanligtvis längre än frånslagstiden för en tyristor, men det kan inträffa,-att det blir kortare än frånslagstiden för en tyristor beroende på variationer i matningsspänningar, belast- Om växelstömskällans ll neutralpunkt är jordad, såsom visat i ningsströmmar o.s.v. fig. 2, är det exempelvis väl känt att, om en av växelströmskretsens ledare jordas, så kommer mellanfasspänningen att förskjutas framåt í tiden m ed en fas- vinkel av 300 relativt det normala tillståndet. Detta skall beskrivas med hänvisning till fig. U. Pig. H är ett vektor- 10 15 20 25 30 35 459 536 diagram för mellanfasspänningen mellan faserna R och S. Om ' 5 exempelvis fasen R jordas, kommer spänningen VRS, mellan faserna R och S att vid tidpunkten för jordningen förskjutas framåt med en fasvinkel av 300 relativt spänningen VRS mellan faserna R och S i tyristorarmen U påtryckta backspänningen också att förskjutas normalt tillstånd. Vid ett sådant fall kommer den på framåt med en fasvinkel av 300 och följaktligen blir respekt- avståndet Y kortare. Detta skall förklaras med hänvisning till fig. 5. Pig. 5 är en förstorad detalj av avsnittet A i fig. 3.

Spänningen VU över tyristorarmen U i normalt tillstånd är visad med en heldragen linje i fig. 5, varvid respektavståndet är 7. Spänningen VU, över tyristorarmen U då fasen R jordas, är visad med streckad linje i fig. 5, varvid respektavstândet blir y'. Såsom framgår av ritningen, blir respektavståndet Y' dä jordningen uppträder kortare än respektavståndet y i normalt tillstànd.

I allmänhet är var och en av tyristorerna i varje tyristorarm försedd med en spänningsdelningskrets innefattande en kondensator och ett motstånd från balansering av de spän- ningar som skall uppbäras av dessa tyristorer. Bland många tyristorer finnes det emellertid alltid vissa med längre från- slagstider och andra med kortare frånslagstider på grund av olikheter i tyristorernas egenskaper från tillverkningen. Om sâlfinda det från kretsen erhållna respektavstândet ligger mellan den längsta frânslagstiden och den kortaste frånslagstiden, så kommer tyristorerna med kortare tillslagstid att redan ha återupprättat sin förmåga att upptaga spänning, då respektav- ståndet har förflutit och framspänning påtryckes tyristorerna, medan tyristorerna med längre frånslagstid ej har uppnått idetta tillstånd. Som en följd härav kommer tyristorerna med den längre frànslagstiden att ej kunna slås ifrån och kommer ej att upptaga framspänningen, vilket leder till ett tillstånd, i vilket den totala spänningen över tyristorarmen pâtryckes endast en del av tyristorerna, nämligen de med kort frånslags~ tid. Härigenom blir vissa tyristorer utsatta för en överspän- ning som följd av det partiella kommuteringsfelet. Den i fig. l visade överspänningsskyddskretsen H har till uppgift att skydda tyristorerna l från en sådan överspänning. 459 5š6 s 10 15 20 25 30 35 På senare tid har ljusstyrda tyrístorer, vilka tändes under inverkan av en ljussignal, börjat att användas i hög- spända tyristoranordningar.

Orsaken till detta är, att vid an- vändning av ljusstyrda tyrístorer blir de fotokänsliga elemen- ten och de tändsignalförstärkande kretsarna som var nödvändiga vid användning av konventionella elektriskt styrda tyrístorer överflödiga, varigenom antalet'komponenter kan m anordningens tillförlitlighet förbättras och vid ljudreducerande egenskaper förbättras. schemat för en konventionell tyristoran tyristorer. Endast dess inskas, tyrístor- are även dess Pig. 6 visar kopplings- ordning med ljusstyrda skillnader relativt den-i~figf l visade tyristoranordningen skall beröras i det följande. Varje tyristorarm U, V, W, X, Y och Z innefattar ljusstyrda tyrístorer 13 kopplade i serie. Ljusledare 5 är kopplade till de ljusstyrda tyristorerna l3. Varje ljusstyrd tyristor 13 göres ledande eller tändes av den optiska tändsignalen från den tändsignal- alstrande kretsen 6. Eftersom emellertid ljusstyrda tyrístorer ej kan tändas eller göras ledande av en elektrisk tändsignal, har det ej varit möjligt att vid en tyristoranordning av detta slag använda en överspänningsskyddskrets 4 av det i fig. l visade slaget för skyddande av en tyristor från överspänning - f genom att tyristorn tändes av en elektrisk signal. Det har därför varit önskvärt att åstadkomma en tyristoranordning med ljušstyrda tyrístorer, vid vilken ett effektivt överspännings- skydd för tyristorerna erhålles. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en sådan tyristoranordning med ljusstyrda tyrístorer.

Det kännetecknande för tyristoranordningen enligt upp- finningen framgår av bifogade patentkrav.

Vid en tyristoranordning enligt uppfinningen påverkas de ljusstyrda'tyristorerna normalt av de optiska tändsignalerna från de optiska tändsignaler alstrande organen och utför sin avsedda, förutbestämda funktion. Då en överspänning pátryckes över en tyristorarm, skyddas de ljusstyrda överspänningsdämpningsorganen. tyristorerna av De framspänning detekterande organen detekterar de framspänningar som påtryckes över de ljus- styrda tyristorerna och avger motsvarande detekteringssignaler.

De antalet tyrístorer detekterande organen påverkas av nämnda 10 15 20 25 30 35 _ e? 459 saa detekteringssignaler och är anordnade att aktivera de optiska tändsignaler alstrande organen, då antalet ljusstyrda tyris- torer som är påtryckta en framspänning är minst en men ej fler än ett förutbestämt antal. Som ett resultat kommer de ljus- styrda tyristorerna i en tyristorarm att tändas samtidigt.

Följaktligen har det visat sig, att även om en överspänning pà- tryckes på en tyristorarm och därigenom förorsakar ett partiellt kommuteringsfel, så kommer överspänningsundertryckningsorganen ej att skadas.

En fördel med uppfinningen är, att de ljusstyrda tyrís- torerna kan skyddas från överspänningar genom undèrtryckning av överspänningar som pâtryckes de ljusstyrda tyristorerna.

En annan fördel är att de överspänningsundertryckande organen hindras från att skadas, genom att antalet tyristorer pá vilka framställning påtryckes övervakas.

En ytterligare fördel med uppfinningen är att överspän~ ningsundertryckningsorganen ej behöver utformas att ha en hög värmehàllfasthet. Ännu en fördel med uppfinningen är att en relativt lång tid tillåtes för alstring av de optiska tändsignalerna, så länge som den ligger inom de gränser som tillåtes av värmehållfast-\ heten hos överspänningsundertryckningsorganen, vilket förenklar utformningen av styrkretsen. _ -I det följande skall uppfinningen ytterligare beskrivas i anslutning till bifogade ritningar, i vilka fig. l visar ett kopplingsschema för en konventionell tyristoranordning innehållande tyristorer som tändes medelst elektriska signaler; fig. 2 är ett kopplingsschema för en konventionell växelriktare; 3'är fig. ett diagram visande de elektriska signalernas kurvform i varje sektion i fig. 2; fig. H är ett vektordiagram visande mellanfasspänningen mellan faserna R och S i fig. 2; fig. 5 är en förstorad detalj av avsnittet A i fig. 3; fig. 6 är ett kopplingsschema för en konventionell tyristoranordning med ljusstyrda tyristorer; fig. 7 är ett kopplingsschema för en utföringsform av 459 10 15 20 25 30 35 536 8 den föreliggande uppfinningen; fig. 8 är ett diagram visande spännings-ström- karakteristikan för överspänningsundert ryckningselementet; och fig. 9 är ett diagram illustrerande funktionen hos den antalet tyristorer med framspänning detekterande kretsen.

Pig. 7 visar kopplingsschemat för en utföringsform av uppfinningen.

Ehuru kopplingsschemat endast visar kretsarna för fasen U , gäller detsamma även för de övriga faserna. En beskrivning av kretsarna skall i det följande lämnas i första hand med avseende på skillnaden hos kretsa fig. 6 visade kretsarna.

Först skall den allmänna uppb beskrivas. rna relativt de i yggnaden och funktionen Tyristorarmen U innefattar ett flertal lade ljusstyrda tyristorer 13. 13 är försedd med ett överspänn , seriekopp- Varje sådan ljusstyd tyristor ingsundertryckningselement lfl av zinkoxid, vilket element är kopplat parallellt med tyris- torn. Varje ljusstyrd tyristor 13 är vidare försedd med en framspänning detekterande krets 15 , som är ansluten parallellt över tyristorn.

Utgångssignalen från den framspänning detek- terande kretsen 15 är kopplad genom en ljusledare 16 till in- gången hos en antalet med framspännin detekterande krets 17 gångssignalen från de g påtryckta tyristorer , som är belägen på jordpotential. Ut- n antalet framspända tyristorer detekte- rande kretsen-17 är ansluten till ingången hos den optiska tändsignaler alstrande kretsen 6.

Var och en av de ljusstyrda tyristorerna 13 göres ledande elle r tändes av en optisk tänd- signal från den optiska tändsignaler alstrande kretsen 6.

Varje överspänningsundertryckningselement lä undertrycker den överspänning som kan komma att uppträda över den tillhörande ljusstyrda tyristorn l3. Var och en av de framspänning detek- terande kretsarna 15 detekterar en framspänning, som uppträder över den tillhörande ljusstyrda tyristorn 13 därvid en detekteringssignal. detekterande kretsen 17 påverk , och alstrar Den antalet framspända tyristorer as av nämnda detekteringssigna- ler och aktiverar den optiska tändsignaler alstrande kretsen 6, då antalet ljusstyrda tyristorer 13 som har en framspänning över sig är minst en men ej fler än ett förutbestämt antal. 10 15 20 25 30 35 459 536 Detta medför, att om och då en överspänning påtryckes tyristor- ' 9 armen U och ett partiellt kommuteringsfel har uppträtt i de ljusstyrda tyristorerna och endast så många ljusstyrda tyris- torer har kunnat återupprätta sin spänningsupptagande förmåga att de ej är flera än nämnda förutbestämda antal, så kommer samtliga de ljusstyrda tyristorerna 13 i tyristorarmen U att göras ledande samtidigt. Härigenom kommer överspänningsunder- tryckningselementen lä ej att skadas. 1 I det följande skall utformningen och funktionen av den i fig. 7 visade kretsen beskrivas mera i detalj. Var och en av de framspänning detekterande kretsarna 15 innefattar två spänningsdelningsmotstånd 15a och l5b kopplade parallellt med den ljusstyrda tyristorn 13 och ett ljusemitterande element l5c, exempelvis en lysdiod, kopplad parallellt över spänningsdel- ningsmotståndet l5b. Det ljusemitterande elementet 15c är kopp- lat till ljusledaren 16. Den antalet framspända tyristorer de- tekterande kretsen 17 innefattar en spänningsalstringskrets 18, jämförelsekretsar 19 och 20 och en OCH-krets 21. Spännings- alstringskretsen 18 innefattar ett flertal parallellkopplade kretsar, varav var och en innefattar ett motstånd l8a och ett fotokänsligt element 18b kopplade i serie. Dessa parallell- kopplade kretsar är inkopplade mellan det positiva uttaget l8c hos en likspänningskälla och en operationsförstärkare l8d. De fotökänsliga elementen l8b utgöres exempelvis av fotodioder, fototransistorer eller liknande. Ett motstånd l8e är kopplat mellan operationsförstärkarens l8d ingång och utgång. Opera- tionsförstärkarens l8d utgång är ansluten genom ett motstånd '18f till ingången hos en operationsförstärkare 18g. Ett mot- stånd l8u är anslutet mellan operationsförstärkarens 18g in- gång och utgång. Operationsförstärkarens lBg utgång är an- sluten till den spänningsalstrande kretsens utgång l8i. Jäm- förelsekretsen 19 innefattar en spänningsalstringskrets 22 och en jämförare 23. Spänningsalstringskretsen 22 bildas av en potentiometer 22a inkopplad mellan likspänningskällans positiva uttag 22b och jordanslutningen 22c. Potentiometerns 22a rörliga uttag är kopplat till jämförarens 23 positiva ingång. Jämföra- rens 23 negativa ingång är ansluten till utgången l8i från spänningsalstringskretsen 18. Jämförarens 23 utgång är ansluten 459 536 io 10 15 20 25 30 35 till den ena ingången hos OCH-kretsen 21. Jämförelsekretsen 2l innefattar en spänningsalstringskrets 2H och en jämfärare 25.

Spänningsalstringskretsen 2H utgöres av en potentiometer Zfla inkopplad mellan den positiva polen 2Ub hos likspänningsk ällan och jordanslutningen Zäc.

Potentiometerns 2Ha rörliga uttag är anslutet till den negativa ingången hos jämföraren 25. Jäm- förarens 25 positiva ingång är ansluten till utgången l8i från spänningsalstringskretsen 18. Jämförarens 25 utgång är ansluten till den andra ingen hos OCH-kretsen 21. En ELLER-krets Ge har sin utgång ansluten till basen hos transistorn Gb i de n optiska tändsignaler alstrande kretsen 6.

ELLER-kretsens'Ée'ena ingång är ansluten till utgången hos den elektriska tändsignaler alstrande kretsen 7, medan den andra ingången är ansluten till OCH-kretsens 2l utgång. Även om nu överspänningar pâtryckes över de ljusstyrda tyristorerna 13, så reduceras dessa överspänningar till ett värde under hållfasthetsspänningen för de ljusstyrda tyristo- rerna 13 medelst de parallellt över tyristorerna anslutna över- spänningsundertryckningselementen lä. Detta kommer att för- klaras med hänvisning till fig. 8. Pig. 8 är ett diagram vi- karakteristíkan för överspänningsunder- tryckselementet 14. Detta element lä leder kna ström, sande spänníngs-ström- ppast alls någon _då den över elementet liggande spänningen är lägre än elementets genombrottsspänning VB, men leder en stor ström, då en högre spänning än genombrottsspänníngen VB uppträder över elementet. Överspänningsundertryckningselementet lä tjänar sålunda till att undertrycka en övèrspänning so den anordning som skall skyddas, såsom exempelv styrda tyristorn 13. Då, m uppträder över is den ljus- under ett normalt driftsförhållande, hela antalet ljusstyrda tyristorer i en tyristorarm (exempel- vis 100 stycken) kan upptaga spänning, så kan den spänning som ligger över en ljusstyrd tyristor 13 vara en lä gre spänning V gsundertrycknings- Även om en blixtöverspänning eller en kopplings- överspänning påtryckes över tyristorarmen U utifrån, så 1 än genombrottsspänningen VB för överspännin elementet lh. leder överspänningsundertryckningselementet lä en strömstöt I håller spänningen över elementet till V tyristorn 13 upp S, som 2, varigenom den över trädande spänningen undertryckes till ett 10 15 20 25 30 35 - 11 459 536 ett värde under tyristorns hållfasthetsspänning VC.

Om emellertid ett partiellt kommuteringsfel skulle upp- träda, såsom beskrivet i det föregående, pá grund av tillstånd i kretsen, och därigenom endast ett begränsat antal, exempel- vis 50 eller färre, av de lßfi ljusstyrda tyristorerna har åter- ställt sin spänningsupptagande förmåga, så kommer den spän- ning som påtryckes över en sådan ljusstyrd tyristor som har återställt sin spänningsupptagande förmåga att kunna nå ett värde som överstiger spänningen VB. En maximal spänning som pâtryckes över en ljusstyrd tyristor skulle således bli en spänning V3, vilket är en spänning som uppträder över över- spänningsundertryokningselementet lu, då en ström IL från lik- strömskretsen flyter genom elementet. Eftersom spänningen V3 är lägre än hållfasthetsspänningen VC för den ljusstyrda tyris- torn l3, så skulle denna vara skyddad, men en ström från lik- strömskretsen skulle flyta genom överspänningsundertrycknings- elementet lfl under ett visst tidsintervall, vilket skulle ge upphov till en värmeutveckling i elementet, som skulle kunna skada detsamma. Detta fenomen blir alltmer markant, så antalet ljusstyrda tyristorer som återställt sin spänningsupptagande förmåga minskar. Även i ett sådant fall kan skador på över- spänningsundertryckningselementet lfl förhindras, om det göres mycket stort, vilket ökar dess värmehållfasthet. Detta är emellertid ej praktiskt, eftersom det gör tyristoranordningen större och dyrarare att tillverka. Det fenomen som förorsakar en stor ström genom överspänningsundertryckningselementet lä uppträder ej särskilt ofta. Det är därför slöseri att göra en tyristoranordning mycket stor endast för att bemästra detta fenomen.

Då vid föreliggande uppfinning antalet ljusstyrda tyris- torer som återställt sin spänningsupptagande förmåga ej är fler än ett förutbestämt antal, kommer samtliga ljusstyrda tyristorer i tyristorarmen att tändas eller göras ledande sam- tidigt, varigenom skador på överspänningsundertryckningsele- menten lu förhindras. Såsom framgår av fig. 7, kommer nämligen varje ljusenitterande element l5c att avge ljus och därmed en detekteríngssignal, då en framspänning uppträder över den tillhörande ljusstyrda tyristorn 13. Under ett normalt drift- 459 Sšó 10 15 20 30 35 12 tillstånd, kommer samtliga ljusemitterande element l5c i tyris- torarmen U att emíttera ljus samtidigt. Om emelle rtíd ett par- tiellt kommuteringsfel uppträder , såsom beskrivet i det före- gående, och därvid endast ett antal av de ljusstyrda tyristo- rerna 13 âterupprättar sin spänningsupptagande förmâg färre än ett förutbestämt antal a som är , så kommer endast ett motsva- rande antal ljusemítterande element l5c att avge ljus och där- med en detekteringssignal. Detekteringssignalerna från dessa ljusemitterande element l5c mottages via ljusledarna 16 av de fotokänsliga elementen l8b i den spänningsalstrande kretsen 18.

Motstånden l8a och de fotokänsliga elementen l8b alstrar spänningar.El vid mottagning av dessa detekteringssignaler.

Spänningarna El adderas av operationsförstärkaren l8d, vars utgângsspänning tillföres den som en inverterare eller polari- tetsomkastare arbetande operatíonsförstärkaren l8g. Följakt- ligen uppträder på operationsförstärkarens 18 g utgång 18i spänningen E 1, då endast en ljusstyrd tyristor 13 har åter- ställt sin spänningsupptagande förmåga, spänningen 2El då antalet sådana tyristorer är två, och spänningen XEl då antalet tyristorer med återställd spänningsupptagande förmåga är X.

Den spänningsalstrande kretsen _ 18 alstrar således spänningen XE 1, där X är antalet ljusstyrda tyristorer 13 över vilka en framspänning har påtryckts. Den spänningsalstrande kretsen 22 i jämförelsekretsen 19 alstrar samtidigt en spänning KEI, där K är ett sådant tal, att de spänningsundertryckande ele lu än menten skulle skadas, om ett mindre antal ljusstyrda tyristorer 13 _ detta tal har återställt sin spänningsupptagande för då ett partiellt kommuteringsfel uppträder. totala antalet tyristorer i tyristorarmen U talet K vara S0. Spänningen XE KEl från kretsen 22 jämföres m måga, Om exempelvis det är 100, så kan 1 från kretsen 18 och spänningen ed varandra i jämföraren 23. Ut- gångssignalen 0UTl från jämföraren 3 blir "l" om XEl < Kíl "O" om XEI > Kïl. Jämförelsekretsen 19 avger sålunda en ut- gångssignal OUT1 som är "l“ och , om antalet ljusstyrda tyristorer 13 som har en framspänning påtrycket över sig ej är större än det förutbestämda talet K. Den spänningsalstrande kretsen 2M i jämförelsekretsen 20 alstrar den tidigare nämnda spännin gen El. Denna spänning E l och spänningen XEl från kretsen 18 jäm- 10 15 20 25 30 35 - 13 o 459 saa föres med varandra i jämföraren 25. Utgångssignalen 0UT2 från jämföraren 25 blir "O" då XE1 < El, och "l" då XE1 > El. Jäm- förelsekretsen 20 avger sålunda en utgångssignal OUÉI, som är "l", om antalet ljusstyrda tyristorer 13 som har en fram- spänning pâtryckt över sig är åtminstone 1. Skälet till att jämförelsekretsen 20 finnes är det följande. Även om tyristor- anordningen arbetar normalt, finnes det ett tillfälle, då ingen spänning eller negativ spänning är pâtrycket över varje tyris- torarm (se avsnitten A och B i diagrammet i fig. 3). Under denna tid kommer utgångssignalen OUTl från jämförelsekretsen 19 att vara "l" och följaktligen skulle, i frånvaro_av jäm- förelsekretsen 20, samtliga ljusstyrda tyristorer lå i tyris- torarmen U tändas eller göras ledande. En sådan tändníng av samtliga tyristorer i en tyristorarm under ett normalt drift- tillstånd bör undvikas, och jämförelsekretsen 20 är anordnad för detta ändamål. OCH-kretsen 21 genomför en logisk kombine- ring av signalerna OUTl och OUT2 och avger en därav beroende utgångssígnal OUT3. Detta framgår klarare av fig. 9, som är ett diagram illustrerande funktionen hos den antalet fram- spända tyristorer detekterande kretsen. Abskissan represente- rar antalet ljusstyrda tyristorer SN, medan ordinatan repre- senterar utgångssignalen OUTl från jämförelsekretsen 19, ut- gângssignalen OUT2 från jämförelsekretsen 20 respektive ut- gångssignalen OUT3 från OCH-kretsen 21, varvid det tidigare nämnda talet K är satt till 50. Av diagrammet framgår, att den antalet framspända tyristorer detekterande kretsen 17 avger en utgângssignal OUT3 med värdet "l", då det antalet ljus- styrda tyristorer 13 som har en framspänning pâtryckta sig är minst en men högst 50.

Såsom framgår av fig. 7, tillföras utgångssignalen OUT3 via ELLER-kretsen 6e i den optiska tändsignaler alstrande kretsen 6 till basen hos transistorn 6b, så att de ljus- emítterande elementen Ba bringas att avge ljus samtidigt.

Därigenom göres samtliga ljusstyrda tyristorer 13 i tyristor- armen U ledande samtidigt. De över överspänningsundertryck- ningselementen lä uppträdande spänningarna avlägsnas sålunda och elementen skyddas från att skadas. Såsom redan nämnts i det föregående, avslutas det ovan beskrivna förloppet för 459 535 11: 10 l5 skyddande av överspänningsundertrycknín period av växelspänningen gselementen lä inom en , och har därför ej någon skadlig in- verkan på vare sig tyristoranordningens funktion eller på de ljusstyrda tyristorerna själva.

Vid tillämpning av föreliggande uppfinning är det följaktligen e j nödvändigt att öka över- spänningsundertryckningselementens 14 värmehâllfas överspänningsundertryckningselement lä funnes, ljusstyrda tyristorerna 13 skadas signalerna alstrades omedelbart v thet. Om inga så skulle de , såvida inte de optiska tänd- id detekteringen av ett par- tiellt kommuteringsfel. Vid tillämpning av den föreliggande uppfinningen kan emellertid de optiska tändsignalerna alstras relativt långsamt, inom toleransomrâdet för överspänningsunder- tryckníngselementens lä värmebeständighet utformningen av styrkretsen. , vilket underlättar Ehuru uppfinningen i det föregående beskrivits och illustrerats i detalj, har detta skett endast såsom ett utfö- ringsexempel, och det inses, att flera modifikationer, varia- tioner och utföringsformer av uppfinningen är möjliga inom upp- finningens ram.

Claims (6)

.Fx (Il xD (_71 (H O\ 15 Patentkrav
1. l. Tyristoranordning med ljusstyrda tyristorer, innefattande ett flertal seriekopplade, ljusstyrda tyristorer (13), vilka kan tändas under inverkan av optiska tändsignaler, organ (6) för alstring av optiska tändsignaler och optiskt kopplade till nämnda ljusstyrda tyrístorer för till- försel av nämnda optiska tändsignaler, och ett flertal överspänningsundertryckningsorgan (lu) an- slutna parallellt över var sin av nämnda ljusstyrda_tyristorer för undertryckning av överspänningar som kan uppträda över de- samma, k ä n n e t e c k n a d av att den innefattar ett flertal organ (15) för detektering av framspänning, vilka organ är anslutna parallellt över var sin ljusstyrd tyristor (13) för detektering av framspänningar föreliggande över de ljusstyrda tyristorerna och alstring av motsvarande detekteringssignaler, och organ (17) för detektering av antalet med framspänning påtryckta tyristorer, vilka organ är anslutna till nämnda organ (6) för alstring av de optiska tändsignalerna och till nämnda framspänning detekterande organ (15) och anordnade att under inverkan av nämnda detekteringssignaler aktivera de optiska tändsignaler alstrande organen (6) i det fall, då an- talet ljusstyrda tyristorer (13) som har en framspänning på- tryckt sig är åtminstone en men ej fler än ett förutbestämt antal (K).
2. 2. Tyrístoranordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda antalet med framspänning påtryckta tyristorer detekterande organ (17) innefattar, första spänningsalstrande organ (18) påverkade av nämnda detekteringssignaler coh anordnade att avge en första spänning (XEl), svarande mot antalet ljusstyrda tyristorer (13) šom har en framspänning påtrycket sig, första jämförelseorgan (19) anordnade att jämföra nämnâa första spänning (XE ) med en andra spänning (KEl), som svarar l mot det tillstånd då antalet ljusstyrda tyristorer som har en 459 536 15 framspänning påtryckt sig är lika med nämnda förutbestämda antal, och att avge en första utgångssignal (OUTl) i det fall då den först nämnda spänningen ej är större än den sist nämnda spänningen, andra jämförelseorgan (20) anordnade att jämföra nämnda första spänning (XEl) med en tredje spänning (El), som svarar mot det tillstånd då antalet ljusstyrda tyristorer som har en framspänníng pâtryckt sig är en, och att alstra en andra ut- gångssignal (OUT2) i det fall då den först nämnda spänningen ej är mindre än den sist nämnda, och en logisk krets (21) ansluten till nämnda.fiörsta och andra jämförelseorgan och till de optiska tändsignaler alstrande organen och anordnade att utvärdera en logisk produkt av nämnda första och andra utgângssignaler och att avge en tredje ut- gångssignal (OUT3) för aktivering av nämnda o ptiska tändsigna- ler alstrande organ (6).
3. 3. Tyristoranordning enligt krav 2, k ä n n e I e c k n a d av att nàwfiaförsta spänningsalstrande organ (18) innefattar ett flertal andra spänningsalstrande organ (l8a, l8b) anordnade att under inverkan av nämnda detekteringssignaler alstra nämnda tredje spänning (El) och operationsförstärkare (18d, l8e) anslutna till nämnda flertal av andra spänningsalstrande organ för addering av de därifrån avgivna spänningarna.
4. M. Tyrístoranordning enligt krav 2, av att k ä n n e t e c k n a d nämnda första jämförelseorgan (19) innefattar, _ tredje spänníngsalstrande organ (22) för alstring av nämnda andra spänning (KEl), och en första jämförare (23) anordnad att jämföra nämnda första spänning (XEl) med nämnda andra spännings (KE1) och att avge nämnda första utgångssignal (OUTl), då den först nämnda spänningen ej överstiger den sist nämnda spänningen.
5. 5. Tyristoranordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att näiïàa andra jämförelseorgan (20) innefattar, fjä°¿e spänningsalstrande organ (ZH) för alstring av nämnda treije spänning (El), och 1.: en andra jämförare (25) anordnad att jämföra nämnda första spänning (XEi) med nämnda tredje spänning (El) och att 1 . " 7 459 555 avge nämnda andra utgångssignal (OUT2), då den först nämnda spänningen ej är mindre än den sist nämnda spänningen.
6. 6. Tyristoranordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att var och en av nämnda framåtspänning detekterande organ (15) innefattar en spänningsdelare (l5a, l5b) ansluten parallellt över den ifrågavarande ljusstyrda tyristorn (13) och ett ljus- emitterande element (l5c) anslutet till nämnda spänningsdelare, vart och ett av nämnda andra spänningsalstrande organ (l8a, l8b) innefattar ett motstånd (l8a) och ett fotokënslígt element (l8b) kopplade i serie mellan nämnda operaticmsförstär- kare (l8d, lße) och en likspänningskälla, och nämnda ljusemitterande element och nämnda fotokänsliga element är kopplade till varandra genom ljusledare (lä).