DE1613839C

DE1613839C - Protection device for a downstream arrangement consisting of at least one semi-controlled three-phase bridge with semiconductor valves for feeding transmission tubes

Info

Publication number: DE1613839C
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dipl Ing 1000 Berlin Hengsberger
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH, 6000 Frankfurt
Publication date: 1971-07-22

Description

ι 2ι 2

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzeinrich- den daraufhin eingeleiteten Abschaltvorgängen dieThe invention relates to a protective device that then initiates the shutdown processes

tung für eine aus einem Wechselstromnetz gespeiste, eingesetzten Halbleiterventile nicht zerstört werdendevice for a semiconductor valve that is used and fed from an alternating current network cannot be destroyed

aus mindestens einer halbgesteuerten Dreiphasen- und die die obengenannten Nachteile nicht aufweist,from at least one semi-controlled three-phase and which does not have the disadvantages mentioned above,

gleichrichterbrücke bestehende Stromrichteranord- Demzufolge besteht die Erfindung bei der eingangsrectifier bridge existing Stromrichteranord- Accordingly, the invention consists in the opening

nung mit Halbleiterventilen und mit parallel zu den 5 beschriebenen Schutzeinrichtung darin, daß zusätz-tion with semiconductor valves and with the protective device described in parallel to the 5 in that additional

Gleichstromklemmen der Gleichrichterbrücke liegen- Hch jeweils die eine Klemme einer im wesentlichenDC terminals of the rectifier bridge are essentially one terminal each

der Freilaufdicde zur Speisung von Senderöhren. Zur aus einem Kondensator und einem Thyristor be-the free-wheeling device for feeding transmission tubes. To load from a capacitor and a thyristor

Spannungsversorgung von Senderöhren werden vor- stehenden Zwangslöscheinrichtung über Dioden mitThe power supply of the transmission tubes is provided by the above compulsory extinguishing device via diodes

wiegend gleichgerichtete Wechselspannungen verwen- den Wechselstromanschlüssen und jeweils die andereMainly rectified alternating voltages use alternating current connections and each other

det. Wegen ihrer höheren Lebensdauer und ihrer io Klemme der Zwangslöscheinrichtung mit der vondet. Because of their longer service life and their io clamp of the forced extinguishing device with that of

ständigen Betriebsbereitschaft werden zunehmend un- den Thyristoren gebildeten Gleichstromklemme derconstant readiness for operation are increasingly formed by the DC terminal formed by the thyristors

gesteuerte und gesteuerte Halbleiterventile eingesetzt. Gleichrichterbrücke verbunden ist und daß an diecontrolled and controlled semiconductor valves used. Rectifier bridge is connected and that to the

Diese Dioden und Thyristoren sind im Vergleich Wechselstromanschlüsse der Gleichrichterbrücke eineIn comparison, these diodes and thyristors are AC connections of the rectifier bridge

zu den bisher eingesetzten Stromrichtergefäßen gegen ungesteuerte Hilfsgleichrichterbrücke angeschlossenconnected to the previously used converter vessels against an uncontrolled auxiliary rectifier bridge

Spannungs- und Strom Überlastungen sehr empfind- 15 ist, deren Gleichstromklemmen mit einem ÄC-GliedVoltage and current overloads are very sensitive, the DC terminals of which have an AC element

lieh. Es muß daher mit besonderer Sorgfalt dafür verbunden sind. Eine weitere Lösung besteht darin,borrowed. Special care must therefore be taken for it. Another solution is to

gesorgt werden, daß sie beim Auftreten von Über- daß zusätzlich jeweils die eine Klemme einer im we-care must be taken that, if excess occurs, that one of the terminals in each case is

schlägen an den Senderöhren und bei den daraufhin sentlichen aus einem Kondensator und einem Thy-blows to the transmitter tubes and the then essential from a capacitor and a Thy-

eingeleiteten Abschaltvorgängen nicht zerstört wer- ristor bestehenden Zwangslöscheinrichtung überinitiated shutdown processes are not destroyed by the existing forced extinguishing device

den. Dies gilt besonders für die aus Gründen der 20 Dioden mit den Wechselstromanschlüssen und jeweilsthe. This is especially true for the sake of the 20 diodes with the AC connections and each

Regel- und Steuerbarkeit in den Stromrichtern ein- ' die andere Klemme der Zwangslöscheinrichtung mitRegulation and controllability in the converters with one 'the other terminal of the forced extinguishing device

gesetzten Thyristoren. der von den Thyristoren gebildeten Gleichstrom-set thyristors. the direct current generated by the thyristors

Es sind Anordnungen bekannt, bei denen im Stö- klemme der Gleichrichterbrücke verbunden ist undArrangements are known in which the rectifier bridge is connected in the malfunction terminal and

rungsfalle auf der Primärseite des Stromrichtertrans- daß an der von den Dioden gebildeten Gleichstrom-Trap on the primary side of the converter transmission - that on the direct current generated by the diodes

formators Schalter oder Schütze ausgelöst werden. 25 klemme der Gleichrichterbrücke und an der mit denformators switches or contactors are triggered. 25 terminal of the rectifier bridge and the one with the

Da in diesem Fall der Stromrichter entsprechend der Dioden verbundenen Klemme der Zwangslösch-Since in this case the converter is connected to the diodes connected terminal of the forced quenching

Ausschaltverzugszeit des Schalters überdimensioniert einrichtung über eine Sperrdiode ein i?C-Glied ange-Switch-off delay time of the switch oversized device an i? C element connected via a blocking diode

werden muß, kommt diese Methode aus Gründen des schlossen ist.must be, this method comes for the sake of it is closed.

Ventilaufwandes praktisch nur für ungesteuerte Ven- Mitunter kann es aus Schutz-, Spannungs- oder tile und nur für schnelle Schaltgeräte in Frage. Sie 30 Glättungsgründen günstig sein, mehrere halbist, da Hochspannungsschaltgeräte zu langsam sind, gesteuerte Dreiphasengleichrichterbrücken gleichalso auf die Niederspannungseinspeisung beschränkt. stromseitig in Reihe zu schalten.Valve expenditure practically only for uncontrolled Ven- Sometimes it can be from protection, voltage or tile and only suitable for high-speed switching devices. You 30 smoothing reasons are favorable, several half is, Since high-voltage switching devices are too slow, controlled three-phase rectifier bridges are also used limited to the low voltage supply. to be connected in series on the current side.

Es sind auch Anordnungen mit steuerbaren Strom- An Hand zweier in den F i g. 1 und 2 dargestellter richtern bekannt, bei denen im Störungsfalle eine Ausführungsbeispiele mit zwei halbgesteuerten Drei-Gittersperrung vorgenommen wird. Bei dieser An- 35 phasengleichrichtern in Reihe sei die Erfindung erordnung müssen die steuerbaren Ventile so dimen- läutert.There are also arrangements with controllable current. 1 and 2 shown judges known, in which in the event of a malfunction an exemplary embodiment with two half-controlled three-grid blocking is made. In the case of these three-phase rectifiers in series, the invention should be considered the controllable valves have to be dimensioned in this way.

sioniert werden, daß sie auch nach voraufgegangener Aus einem Drehstromnetz 1 wird über einen nicht Überlastung durch den auflaufenden Kurzschluß- näher bezeichneten Schalter die Primärwicklung strom in der nächsten Periode wieder voll sperrfähig eines zwei Sekundärwicklungen aufweisenden Transsind. Das bedeutet eine Überdimensionierung der 40 formators 2 gespeist. Jede Sekundärwicklung ist über Ventile. Damit der Kurzschlußstrom bis zum Wirk- Sicherungen 3 mit einer aus Dioden 5 α und Thyristosamwerden der Gittersperre nicht zu hoch aufläuft, ren 5 b aufgebauten halbgesteuerten Dreiphasenmuß darüber hinaus die gleichstromseitige Glättungs- gleichrichterbrücke 5 verbunden, die gleichstromdrossel erheblich überdimensioniert werden, was seitig in Reihe geschaltet sind. Parallel zu den Thyeinen Sendertastbetrieb mit dem Stromrichter we- 45 ristoren 5 b der beiden Brücken 5 ist über Dioden 6, sentlich erschweren würde. die als Weichen dienen, je eine im wesentlichen ausbe sioned that they are fully blocked again in the next period of a transsur with two secondary windings via a switch that is not overloaded by the accumulating short-circuit switch. That means an oversizing of the 40 formators 2 fed. Each secondary winding is via valves. Thus, the short-circuit current α to the active fuses 3 with one of the diodes 5 and Thyristosamwerden the grid lock does not runs up too high, reindeer 5 b constructed semi-controlled Dreiphasenmuß moreover, the DC-side smoothing rectifier bridge 5 is connected, which are DC reactor greatly oversized, which other in series are switched. Parallel to the Thyeinen transmitter push-button operation with the converter transistor 5 b of the two bridges 5 is via diodes 6, which would make it much more difficult. which serve as switches, one essentially from each

Es ist bekannt, parallel zu den Gleichstromklem- einem Thyristor 7 und einem Löschkondensator SIt is known to have a thyristor 7 and a quenching capacitor S in parallel with the DC terminal

men einer Dreiphasengleichrichterbrücke mit Halb- bestehende Zwangslöscheinrichtung geschaltet. Dera three-phase rectifier bridge with a half-existing forced quenching device. the

leiterventilen eine Freilaufdiode anzuordnen (Zeit- beispielsweise aus einem gesteuerten oder ungesteu-to arrange a freewheeling diode (time, for example, from a controlled or uncontrolled

schrift »Elektrie«, 1966, S. 437). 50 erten Gleichrichter, einem Vorwiderstand und einemwriting "Elektrie", 1966, p. 437). 50 th rectifier, a series resistor and a

Bekannt ist es auch, an die Wechselstrom- Transformator bestehende Ladekreis für den Löschanschlüsse einer Gleichrichterbrücke eine unge- kondensator 8 ist nicht näher dargestellt. Parallel zu steuerte Hilfsgleichrichterbrücke anzuschließen, de- den Gleichstromklemmen jeder Gleichrichterbrücke S ren Gleichstromklemmen mit einem ÄC-Glied ver- ist eine Freilauf diode 9 geschaltet. An die Wechselbunden sind (Zeitschrift »Elektrie«, 1967, S. 208). 55 Stromanschlüsse der Gleichrichterbrücken 5 ist je-It is also known to connect the existing charging circuit for the extinguishing connections to the alternating current transformer a rectifier bridge a non-capacitor 8 is not shown in detail. Parallel to controlled auxiliary rectifier bridge to be connected to the DC terminals of each rectifier bridge S Ren direct current terminals with a λC element ver a freewheeling diode 9 is connected. To the swap bands are (magazine "Elektrie", 1967, p. 208). 55 Power connections of the rectifier bridges 5 is

Bei einer Gleichstrommotorspeisung mit gesteuer- weils eine ungesteuerte Hilfsgleichrichterbrücke 4 an-In the case of a DC motor supply with a controlled, uncontrolled auxiliary rectifier bridge 4

ten Siliziumgleichrichtern ist es schließlich bekannt, geschlossen, deren Klemmen mit einem ÄC-Glied 13th silicon rectifiers, it is finally known to be closed, the terminals of which are connected to an ÄC element 13

eine im wesentlichen aus einem Kondensator und verbunden sind. Die Drossel 10 dient als Glättungs-one consisting essentially of a capacitor and are connected. The throttle 10 serves as a smoothing

einem Thyristor bestehende Zwangslöscheinrichtung drossel für den an die Klemmen 11 und 12 anzu-a thyristor existing forced quenching device throttle for the connection to terminals 11 and 12

vorzusehen, mit deren Hilfe der gesteuerte Silizium- 60 schließenden Lastkreis, der im allgemeinen aus einemprovide, with the help of which the controlled silicon 60 closing load circuit, which generally consists of a

gleichrichter zwangsweise ausgeschaltet werden kann Glättungskondensator, einem Modulationstransfor-rectifier can be forcibly switched off smoothing capacitor, a modulation transformer

(»Elin-Zeitschrift«, Juni 1965, S. 17). mator und einer Senderöhre nebst Schutzeinrichtung("Elin-Zeitschrift", June 1965, p. 17). mator and a transmitter tube together with protective device

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, besteht.The invention is now based on the object.

eine Stromrichteranordnung zur Speisung von Sende- Um die Welligkeit der gelieferten Gleichspannunga converter arrangement for supplying transmission To the ripple of the supplied DC voltage

röhren zu schallen, die unter Einsatz von Halb- 65 gering zu halten und damit den Aufwand für dietubes to sound, the use of half-65 to keep low and thus the effort for the

leiterventilen eine regel- bzw. steuerbare Speisespan- GlUttung herabzusetzen, ist es günstig, die Transfor-ladder valves to reduce an adjustable or controllable feed voltage smoothing, it is favorable to transform the

nung für die Senderöhre zur Verfügung stellt, die matorsekundärwicklungen gegeneinander in dervoltage for the transmitter tube is available, the secondary mator windings against each other in the

weitgehend sicherstellt, daß bei Störungsfällen und Phase zu verschieben oder — wie im vorliegendenlargely ensures that in the event of malfunctions and phase to shift or - as in the present

Beispiel — die Thyristoren 5 b in verschiedenen Brückenhälften der beiden Gleichrichterbrücken 5 anzuordnen.Example - to arrange the thyristors 5 b in different bridge halves of the two rectifier bridges 5.

In F i g. 2 ist eine Stromrichteranordnung dargestellt, die mit einer geringeren Zahl von Dioden auskommt als die in F i g. 1 gezeigte Anordnung.In Fig. 2 shows a power converter arrangement which manages with a smaller number of diodes than that in Fig. 1 arrangement shown.

Die Dioden 5a der Gleichrichterbrücken 5 und die Dioden 6 der Zwangslöscheinrichtungen bilden jeweils eine ungesteuerte Gleichrichterbrücke, so daß sie die Aufgabe der Hilfsgleichrichterbrücken 4 mit übernehmen können. Demzufolge sind die Gleichstromklemmen dieser so gebildeten Gleichrichterbrücke mit dem ÄC-Glied 13 verbunden. Um zu vermeiden, daß sich der Kondensator bei leitendem Thyristor 7 und leitender Diode 9 entlädt, ist in Reihe zum RC-Glied 13 noch eine Blockdiode 14 geschaltet.The diodes 5a of the rectifier bridges 5 and the diodes 6 of the forced quenching devices each form an uncontrolled rectifier bridge, so that they can also take over the task of the auxiliary rectifier bridges 4. As a result, the DC terminals of this rectifier bridge formed in this way are connected to the AC element 13. To prevent the capacitor from discharging when the thyristor 7 and the conductive diode 9 are conductive, a block diode 14 is also connected in series with the RC element 13.

Die Funktionsweise der dargestellten Anordnungen ist folgende.The mode of operation of the arrangements shown is as follows.

Beim Auftreten eines verbraucherseitigen Kurzschlusses, beispielsweise bei einem Röhrenüberschlag, werden die Thyristoren 7 der Zwangslöscheinrichtungen gezündet und dadurch die stromführenden Thyristorzweige der Gleichrichterbrücken 5 durch einen Kondensatorstromstoß gelöscht. Die gleichstromseitig unter anderem in der Glättungsdrossel 10 gespeicherte Energie wird über die Freilaufventile 9 vernichtet. Für die wechselstromseitig gespeicherte Energie ist der aus der ungesteuerten Gleichrichterbrücke 4 mit /?C-Abschluß 13 bestehende Speicher vorgesehen. Die verbraucherseitige Entlastung im Kurzschlußfall kann wie üblich mit Hilfe eines parallel zum Glättungskondensator geschalteten Ignitrons erfolgen.If a short circuit occurs on the consumer side, for example in the event of a tube flashover, the thyristors 7 of the forced quenching devices are ignited and thereby the current-carrying ones Thyristor branches of the rectifier bridges 5 deleted by a capacitor surge. the On the DC side, among other things, the energy stored in the smoothing throttle 10 is transferred via the free-wheeling valves 9 destroyed. For the energy stored on the AC side, that is from the uncontrolled Rectifier bridge 4 with /? C termination 13 existing Memory provided. The consumer-side relief in the event of a short circuit can, as usual, with With the help of an Ignitron connected in parallel to the smoothing capacitor.

Das Auftreten eines Kurzschlußvorganges kann z. B. über einen Gleichstromwandler oder einen Schwellwertwandler im Gleichstromkreis erfaßt werden. Das Ausgangssignal kann einerseits den Eingang einer Impulsverstärkerstufe beaufschlagen, um die Thyristoren der Löscheinrichtungen zu zünden, und andererseits den Ausgang des zu den Gleichrichterbrücken 5 gehörenden Steuersatzes sperren, damit keine weiteren Zündimpulse für die Gleichrichterbrücken 5 abgegeben werden. Die Thyristoren der Löscheinrichtungen dürfen im übrigen erst dann gezündet werden, wenn ein etwa gerade laufender Zündvorgang in den Gleichrichterbrücken 5 abgeschlossen ist, was mit Hilfe von Verriegelungsschaltungen erreicht werden kann.The occurrence of a short-circuit process can, for. B. via a DC converter or a Threshold converters are detected in the direct current circuit. The output signal can, on the one hand, be the input apply a pulse amplifier stage to trigger the thyristors of the extinguishing devices, and on the other hand block the output of the tax rate belonging to the rectifier bridges 5, so that no further ignition pulses for the rectifier bridges 5 are emitted. The thyristors of the extinguishing devices may only be ignited if one is currently running Ignition process in the rectifier bridges 5 is completed, which is done with the help of interlocking circuits can be achieved.

Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen erhält man eine betriebssichere und wenig aufwendige Stromrichteranordnung zur Speisung von Senderöhren. Die eingesetzten Zwangslöscheinrichtungen gewährleisten einen wesentlich schnelleren Schutz als Schalter und Gittersperrungen. Sie ist auch weniger aufwendig als die Gittersperrung, da der Stromrichter nicht überdimensioniert werden muß und nur halb steuerbar ausgeführt zu werden braucht, es sei denn. daß der volle Spannungssteuerbereich benötigt wird. Der Mehraufwand für die Löscheinrichtungen hält sich in Grenzen. Das gleiche gilt für den kapazitiven Speicher 13, der im Löschaugenblick die vom Transformatorstreufeld gespeicherte Energie aufnimmt,
ίο Schutz wird nur für die Gesamtheit der Merkmalskombinationen in Anspruch 1 oder 2 begehrt. The proposed measures result in an operationally reliable and inexpensive converter arrangement for feeding transmission tubes. The forced extinguishing devices used guarantee much faster protection than switches and grid locks. It is also less complex than the grid lock, since the converter does not have to be oversized and only needs to be made semi-controllable, unless. that the full voltage control range is required. The additional effort for the extinguishing equipment is limited. The same applies to the capacitive memory 13, which absorbs the energy stored by the transformer stray field at the moment of extinguishing,
ίο Protection is only sought for the entirety of the combinations of features in claim 1 or 2.

Claims

Patent claims:

1.Protective device for a power converter arrangement, which is fed from an alternating current network and consists of at least one half-controlled three-phase rectifier bridge, with semiconductor valves and with a free-wheeling diode lying parallel to the DC terminals of the rectifier bridge for feeding transmitter tubes, characterized in that in addition one terminal of a substantially composed of a capacitor ( 8) and a thyristor (7) existing forced quenching device via diodes (6) with the AC connections and the other terminal of the forced quenching device is connected to the direct current terminal of the rectifier bridge (5) formed by the thyristors (5 b) , and that to the alternating current connections of the Rectifier bridge (5) an uncontrolled auxiliary rectifier bridge (4) is connected, the DC terminals of which are connected to an ÄC element (13).

2. Protection device for a power converter arrangement, which is fed from an alternating current network and consists of at least one semi-controlled three-phase rectifier bridge, with semiconductor valves and with a free-wheeling diode lying parallel to the DC terminals of the rectifier bridge for feeding transmitter channels, characterized in that in addition one terminal of a substantially composed of a capacitor ( 8) and a thyristor (7) existing forced quenching device via diodes (6) with the alternating current connections and the other terminal of the forced quenching device is connected to the direct current terminal of the rectifier bridge (5) formed by the thyristors (Sb) and that on the one of the diodes ( 5 a) formed direct current terminal of the rectifier bridge (5) and to the terminal of the forced quenching device connected to the diodes (6) via a blocking diode (14) a FLC element (13) is connected.

1 sheet of drawings