DE4040247A1 - Schnellabschaltende stromrichter-gleichstromversorgung - Google Patents
Schnellabschaltende stromrichter-gleichstromversorgungInfo
- Publication number
- DE4040247A1 DE4040247A1 DE19904040247 DE4040247A DE4040247A1 DE 4040247 A1 DE4040247 A1 DE 4040247A1 DE 19904040247 DE19904040247 DE 19904040247 DE 4040247 A DE4040247 A DE 4040247A DE 4040247 A1 DE4040247 A1 DE 4040247A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- fast
- power supply
- supply according
- switching converter
- parallel
- 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- Withdrawn
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
- H02H9/04—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
- H02H9/045—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage adapted to a particular application and not provided for elsewhere
- H02H9/047—Free-wheeling circuits
-
- 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
- H02H7/125—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 rectifiers
- H02H7/1257—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 rectifiers responsive to short circuit or wrong polarity in output circuit
-
- 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
- H02M7/1552—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 biphase or polyphase arrangement
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine schnellabschaltende Stromrichter-Gleichstromversorgung nach
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei elektrischen Verbrauchern, die über Stromversorgungen mit elektrischer Energie ver
sorgt werden, treten bisweilen Kurzschlüsse auf, die dann, wenn keine besonderen Maß
nahmen getroffen werden, zu Zerstörungen führen können. Besonders schwerwiegend sind
diese Zerstörungen, wenn sie bei teuren Elektronenstrahlkanonen, Sputterkathoden oder
Hochspannungs-Staubfilteranlagen auftreten.
Durch kurzzeitiges Ausschalten der Stromversorgung lassen sich diese Kurzschlüsse besei
tigen, wobei die Unterbrechungszeit gerade so groß gewählt wird, daß die Entionisierung
der Kurzschlußstrecke im Verbraucher erfolgt ist. Die Dauer der Unterbrechungszeit wird
entweder aufgrund von Erfahrungswerten festgelegt oder meßtechnisch durch Erfassen der
Beendigung des Stromflusses zum Verbraucher bestimmt.
Von besonderer Bedeutung ist hierbei, daß beim Auftreten von Kurzschlüssen während des
Betriebs keine Zerstörungen in der Stromversorgung hervorgerufen werden oder Sicher
heitsorgane, wie Sicherungen oder Schutzschalter, ansprechen, welche die Unterbre
chungszeit wesentlich verlängern oder den Betrieb völlig unterbrechen.
Werden für die Gleichstromversorgung Stromrichter eingesetzt, so werden diese Strom
richter in der Regel durch Leistungshalbleiter gebildet. Der am meisten eingesetzte
Leistungshalbleiter ist dabei der Thyristor.
Für die Gleichstromversorgung aus einem Drehstromnetz wird oft die Drehstrombrücken
schaltung verwendet, bei der das Drehstromnetz an einer Dreieckschaltung liegt, während
eine Sternschaltung mit ihren Ausgängen an einer Thyristor-Brücke liegt (F.Zach:
Leistungselektronik, 2. Auflage, 1988, S. 558, Tafel 6.1, B6-Schaltung). Diese Drehstrom
brückenschaltung ist auf das Netz synchronisiert und entnimmt diesem die erforderliche
Leistung unmittelbar, d. h. ohne Zwischenverarbeitung durch einen Gleichstromzwischen
kreis. Anstelle einer Thyristor-Brückenschaltung kann auch eine Brückenschaltung aus
Dioden verwendet werden, wobei dann eine Drehstrom-Stellerschaltung (F. Zach, a. a. O.,
S. 203) der Dreieckschaltung oder einer Eingangs-Sternschaltung (R. Jäger: Leistungs
elektronik, Grundlagen und Anwendungen, 2. Auflage, S. 71, Bild 4.15) ist. Diese Steller
schaltung weist ihrerseits Thyristoren auf.
In beiden Fällen fließt ohne Anwendung einer Zwangslöschung beim Abschalten eines
Thyristors der Strom so lange, bis er aufgrund des Nulldurchgangs der Netzspannung zu
Null wird. Bis dieser Nulldurchgang auftritt, können bis zu 10 ms vergehen. Dies ist für
manche Verbraucher zu lange. Bei Sputterplasmen, Elektronenstrahlkanonen und Elektro
nenstrahlröhren können während 10 ms bereits irreparable Schäden auftreten, weshalb für
diese Verbraucher eine sofortige Abschaltung, d. h. eine Abschaltung innerhalb von ca.
10 µs angestrebt wird.
Um Thyristoren bereits vor dem Nulldurchgang der Netzspannung abschalten zu können,
ist es bekannt, eine sogenannte Zwangslöschung durchzuführen. Hierbei wird eine entspre
chend aufbereitete Gegenspannung an einen Thyristor gelegt, wodurch der Thyristorstrom
praktisch sofort erlischt.
Eine schnelle und direkte Abschaltung einer Stromversorgung ist auch mittels abschalt
barer Leistungshalbleiter möglich, beispielsweise mittels Gate-Turn-Off-Thyristoren
(GTOs) oder mittels Isolated-Gate-Bipolar-Transistoren (IGBTs).
Es ist bereits eine Einrichtung für die Stromversorgung bekannt, bei welcher der Stromfluß
sehr schnell mittels GTO-Thyristoren gesperrt wird (EP-A2-02 49 083 = US-A 47 87 023).
Diese GTO-Thyristoren bilden hierbei Steller, die vor die Phasen des Dreiecks einer
Dreieck-Stern-Schaltung geschaltet sind. Mittels Meßfühlern, die auf Überströme auf der
Wechselstrom-Primärseite ansprechen, werden diese GTO-Thyristoren gesteuert.
Ein grundsätzliches Problem bei der Schnellabschaltung mittels GTOs, IGBTs oder ähn
lichen Schaltelementen besteht in der Beherrschung der von den induktiven Teilen der
Schaltung erzeugten Überspannungen, die zur Zerstörung von Leistungshalbleitern und
signalverarbeitenden Halbleitern führen können.
Weiterhin ist ein Hochspannungsgleichrichter bekannt, der im Zusammenhang mit PVD-
Beschichtungsprozessen verwendbar ist und ein- oder mehrschichtig aufgebaut sein kann
(EP-A1-03 83 962) . Jede Stufe weist hierbei einen Gleichrichter mit nachgeschaltetem
Glättungskondensator, einen zur Regelung der Ausgangsspannung dienenden ersten Schal
ter, eine zur Glättung der Stromwelligkeit bestimmte Drossel, einen zur Glättung der Aus
gangsspannung bestimmten Kondensator und einen in Abhängigkeit von auftretenden
Überströmen gesteuerten zweiten Schalter auf. Über den Ausgang einer solchen Stufe ist
jeweils eine Freilaufdiode geschaltet, und die Glättungsdrossel ist durch den jeweiligen
zweiten Schalter auf einen ersten Freilaufkreis umschaltbar, wobei vor jeder Abschaltung
des jeweiligen zweiten Schalters der zugehörige erste Schalter für eine vorbestimmte kurze
Zeitdauer in den leitenden Zustand gebracht und dann abgeschaltet wird.
Nachteilig ist bei diesem Hochspannungsgleichrichter, daß die zur Glättung der Stromwel
ligkeit bestimmte Drossel im Betrieb starke Geräusche entwickelt. Außerdem treten bei
Frequenzen, die höher als 1 kHz liegen, erhöhte Verlustleistungen auf. Hinzu kommt, daß
der technische Aufwand durch die Verwendung von drei getrennten Stufen relativ hoch ist.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, für sehr schnell abschaltende
Stromversorgungen eine Schaltungsanordnung zu schaffen, die eine Zerstörung von Halb
leitern in diesen Stromversorgungen mit geringem technischen Aufwand verhindert.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß es trotz einer
Schnellabschaltung und trotz vorhandener Induktivitäten, in denen sich Überspannungen
bilden können, nicht zu Zerstörungen von Halbleitern kommt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im fol
genden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schnellabschaltende Stromversorgung mit einer Ausgangsgleichspannung
kleiner als ca. 1000 Volt;
Fig. 2 eine Variante der schnellabschaltenden Stromversorgung gemäß Fig. 1;
Fig. 3 eine schnellabschaltende Stromversorgung mit einer hohen Ausgleichs
spannung;
Fig. 4 eine Variante der Stromversorgung gemäß Fig. 3.
In der Fig. 1 ist eine Drehstrombrückenschaltung 1 dargestellt, deren drei Eingänge 2 bis 4
an einer nicht dargestellten Drehstromquelle liegen. Die drei Eingänge sind mit den drei
Phasen 5 bis 7 einer Dreieckschaltung 8 verbunden, welche die Primärwicklung eines
Transformators bildet, dessen Sekundärwicklung drei im Stern geschaltete Phasen 9 bis 11
besitzt. Jede dieser Phasen 9 bis 11 ist mit der Drehstrombrückenschaltung 1 verbunden,
die aus drei Parallelzweigen besteht, von denen jeder Zweig zwei in Reihe geschaltete
Thyristoren 12, 13; 14, 15; 16, 17 aufweist. Im einzelnen ist die Phase 9 zwischen die
Kathode des Thyristors 12 und die Anode des Thyristors 13 gelegt, während die Phase 10
an die Verbindungsleitung zwischen der Kathode des Thyristors 14 und der Anode des
Thyristors 15 angeschlossen ist. Die Phase 11 liegt dagegen an der Verbindungsleitung
zwischen der Kathode des Thyristors 16 und der Anode des Thyristors 17. Parallel zum
Ausgang der Drehstrombrückenschaltung 1 liegt eine Diode 18, und zwar derart, daß ihre
Anode einerseits mit den Anoden der Thyristoren 12, 14, 16 und andererseits mit einem
Anschluß einer Drossel 19 verbunden ist, deren anderer Anschluß mit einem Kondensator
20, einem Thyristor 21 und einem weiteren Thyristor 22 in Verbindung steht. Die Kathode
der Diode 18 liegt einerseits an den Kathoden der Thyristoren 13, 15, 17 und andererseits
an dem zweiten Anschluß des Kondensators 20 sowie an einem Widerstand 23, der mit der
Anode des Thyristors 22 verbunden ist. Parallel zum Thyristor 21 ist ein Widerstand 24
geschaltet, dessen mit der Anode des Thyristors 21 verbundener Anschluß an der Anode
einer Diode 25 liegt, deren Kathode mit dem Widerstand 23 verbunden ist. Parallel zu
dieser Diode 25 steht an den Anschlüssen 26, 27 die Gleichspannung U an, wobei der An
schluß 27 positive und der Anschluß 26 negative Polarität aufweist. Die von der Gleich
spannung U gespeiste Last ist durch einen Widerstand 28 und eine Induktivität 29 gekenn
zeichnet.
Bei Störungen auf der Seite der Last 28, 29, z. B. bei einem Kurzschluß, wird über den
schnellen Schalter, z. B. den GTO-Thyristor 21 abgeschaltet. Die Abschaltung erfolgt hier
bei durch eine nicht dargestellte Anordnung, die z. B. derjenigen gemäß EP-A2-02 49 083
entspricht und die mit dem Gate des Thyristors 21 verbunden ist. Bei Bedarf wird ein Ent
ladeschalter gezündet, bei dem es sich um den normalen Thyristor 22 handelt, und über
den Widerstand 23 sämtliche Energiespeicher entladen. Der Kondensator 20 entlädt sich
direkt auf den Widerstand 23, während sich die Drossel 19 über die Freilaufdiode 18 auf
den Widerstand 23 entlädt. Obwohl die Thyristor-Drehstrombrückenschaltung 1 gleichzei
tig mit dem Ausschalten des GTO-Thyristors 21 und dem Einschalten des Entladeschal
ters 22 ausgeschaltet wird, fließt über die Brückenschaltung 1 noch ein Reststrom bis zu
seinem Nullwerden über den Widerstand 23. Damit kann sich auch die magnetische Ener
gie des Transformators 5 bis 7, 9 bis 11 entladen, d. h. der Aufwand für die Überspan
nungsbeschaltung wird verringert. Der Widerstand 23 wird so dimensioniert, daß er nie
derohmiger als die Nennlast ist und die Entladeenergien während der Entladezeiten von
Transformator 5 bis 7, 9 bis 11, Drossel 19 und Kondensator 20 aushält. Zur zusätzlichen
Sicherheit wird der Kondensator 20 so dimensioniert, daß er die Energie der Drossel 19
aufnehmen kann; gemäß 1/2 LJ2=1/2 CU2 muß C also mindestens L·J2/U2sein. Zur
Entlastung des Ausgangskreises bei der Schnellabschaltung dient die Freilaufdiode 25.
Eine Drossel 90, die entweder durch die Leitungsinduktivität oder durch eine konkrete
Drossel zwischen dem Kondensator 20 und den Schaltern 21, 22 dargestellt wird, dient da
zu, den Entladestrom vom Kondensator 20 auf die ist 28, 29 zu begrenzen.
Nach dem Wiedereinschalten des GTO-Thyristors 21 werden alle Speicher wieder aufgela
den und die Ausgangsleistung wird wieder von Null aus über die Thyristor-Drehstrom
brückenschaltung 1 hochgeführt.
In der Fig. 2 ist eine Variante der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 dargestellt. Bauele
mente, die in ihrer Wirkungsweise Bauelementen der Fig. 1 entsprechen, sind in der Fig. 2
mit denselben Bezugszählen versehen. Parallel zur Drossel 19 ist ein GTO-Thyristor 34
geschaltet, und zwar derart, daß seine Kathode mit dem Kondensator 20 und der Kathode
des GTO-Thyristors 21 in Verbindung steht. Dieser GTO-Thyristor 34 dient dazu, zu ver
hindern, daß die Drossel 19 Überspannungen erzeugt. Er wird bei einer Störung auf der
Lastseite mit dem Löschen bzw. Öffnen des Thyristors 21 durchgeschaltet. Erfolgt mit der
Abschaltung des Thyristors 21 auch das Abschalten der Drehstrombrücke 12 bis 17, so
wird zur Entlastung des Transformators 5 bis 7, 9 bis 11 eine Entladestrecke mit einem
Schalter 35, der ein GTO-Thyristor sein kann, und ein Entladewiderstand 36 eingeschaltet.
Die Reihenschaltung von Schalter 35 und Widerstand 36 liegt parallel zur Diode. Es ist
aber auch möglich, diese Reihenschaltung parallel zum Kondensator 20 zu legen, wie dies
gemäß Fig. 1 geschehen ist. Im letzten Fall entlädt sich der Transformator über die Drossel
19, während er sich sonst vor der Drossel entlädt. Der Entladeschalter 35 bzw. 22 wird
gleichzeitig mit dem Freilaufschalter 34 gezündet.
Um beim Einschalten der Entladestrecke 35, 36 bzw. 22, 23 gegebenenfalls das Entladen
des Kondensators 20 zu verhindern, wird ein Entladeschalter 38 hierbei ausgeschaltet. Der
Entladeschalter 38 und eine hierzu parallel geschaltete Ladediode 39 werden nicht benö
tigt, wenn auf die Entladung des Kondensators 20 mittels der Entladestrecke 35, 36 bzw.
22, 23 verzichtet wird. Zur Vermeidung von Überspannungen am Transformator 7 bis 9, 9
bis 11 muß ein geeignetes Entladenetzwerk eingesetzt werden, wie es weiter unten im Zu
sammenhang mit den Fig. 4 und 5 noch beschrieben wird.
Zur Entlastung des Ausgangskreises bei der Schnellabschaltung dient die Freilaufdiode 25.
Bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2 sind somit im Unterschied zur Schaltungs
anordnung gemäß Fig. 1 die elektrischen und magnetischen Energiespeicher wie Konden
sator 20 und Drossel 19 nach dem Wiedereinschalten des Halbleiterschalters 21 nach
einem Störfall noch geladen.
Das Aufschalten der geladenen Speicher auf die Last 28, 29 kann je nach Art des Ver
brauchers vorteilhaft oder nachteilig sein. Unabhängig davon, ob die Schaltungsanordnung
gemäß Fig. 1 oder Fig. 2 zum Einsatz kommt, ist eine Prüfung des Zustandes des Ver
brauchers 28, 29 vor dem Wiederzuschalten sinnvoll. Es können verschiedene Kriterien
herangezogen werden, die von der Art des Verbrauchers abhängen. Schaltet man beispiels
weise parallel zum Schalter 21 den Widerstand 24 und mißt man den Strom zum Verbrau
cher 28, 29 oder die Spannung an den Ausgangsklemmen 26, 27 über einen Widerstand
91, bevor der Schalter 21 wieder geschlossen wird, so kann festgestellt werden, ob der
Verbraucher noch einen Kurzschluß darstellt oder seinen Normalzustand wieder erreicht
hat.
In der Fig. 3 ist eine Schaltungsanordnung dargestellt, welche für besonders hohe Aus
gangsspannungen geeignet ist. Unter besonders hohen Ausgangsspannungen werden hier
bei Gleichspannungen von im wesentlichen mehr als 1000 Volt verstanden. An die Aus
gangsseite des Transformators 5 bis 7, 9 bis 11, der dem Transformator gemäß Fig. 1 und 2
entspricht, ist eine aus Diode 40 bis 45 bestehende Drehstrombrückenschaltung 46 ange
schlossen, während jede Phase 5 bis 7 der Eingangsseite des Transformators 5 bis 7, 9 bis
11 an jeweils einem Steiler 47 bis 49 liegt, der aus zwei antiparallel geschalteten GTO-
Thyristoren 50, 51; 52, 53; 54, 55 besteht. Eine ähnliche Schaltungsanordnung ist bereits
in der EP-A2-02 49 083 dargestellt und beschrieben.
Mit der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 3 wird angestrebt, auf der Hochspannungsseite
möglichst nur passive Bauelemente zu verwenden. Die steuernden und schaltenden
Leistungshalbleiter 50 bis 55 befinden sich auf der Niederspannungsseite.
Die Steiler 47 bis 49 übernehmen sowohl die Spannungseinstellung als auch die Schnell
abschaltung. Der Transformator 5 bis 7, 9 bis 11 wird über ein Entlastungsnetzwerk 56 vor
Überspannungen geschützt, das aus einem Brückengleichrichter 57 mit parallelgeschalte
ten Kondensatoren 58 und Widerstand 59 besteht. Die Drossel 19 entlastet sich über die
Dioden 40 bis 45 auf den Kondensator 20, der so dimensioniert ist, daß er den maximalen
Energieinhalt der Drossel 19 übernehmen kann. Die Freilaufdiode 60 entlastet gegebenen
falls den Lastkreis, der in der Fig. 3 nicht dargestellt ist, so daß dessen Entlastungsstrom
nicht über die Dioden 40 bis 45 mit der Drossel 19 als Hindernis fließen muß. Der parallel
zum Kondensator 20 und zur Diode 60 geschaltete Widerstand 61 dient zur Entladung des
Kondensators 20. Ein weiteres Entlastungsnetzwerk 62, das aus einer Zweiphasenbrücken
schaltung 63 und einem hierzu parallelgeschalteten Kondensator 64 und einem ebenfalls
hierzu parallelgeschalteten Widerstand 65 besteht, ist unmittelbar an den Ausgang des
Gleichrichters 46 angeschlossen.
In der Fig. 4 ist eine Hochspannungsversorgung mit Schnellabschaltung im primären
Steuerpunkt eines Transformators 66 dargestellt. Dieser Transformator 66 weist eine im
Stern geschaltete Primärseite mit den Wicklungen 67 bis 69 und eine ebenfalls im Stern
geschaltete Sekundärseite mit den Wicklungen 70 bis 72 auf. Mit seiner Sekundärseite
liegt der Transformator 66 an der Drehstrombrückenschaltung 42 mit den Dioden 40 bis
45. Die auf die Brückenschaltung 42 folgende Beschaltung ist bis zu den Ausgangs
anschlüssen 26, 27 dieselbe wie im Ausführungsbeispiel der Fig. 3, so daß auf eine Be
schreibung dieser Beschaltung verzichtet werden kann.
An die Primärwicklungen 67 bis 69 des Transformators 66 ist eine aus Thyristoren 73 bis
78 bestehende Drehstrombrückenschaltung 79 angeschlossen, die ein Entlastungsnetzwerk
80 aufweist, das aus einem Gleichrichter 81, einem Kondensator 82 und einem Widerstand
83 besteht. Parallel zu diesem Entlastungsnetzwerk 80 liegt ein GTO-Thyristor 84. Von
der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 3 unterscheidet sich somit die Schaltungsanordnung
gemäß Fig. 4 im wesentlichen durch die Steuerung der Primärseite des Transformators 66
über die Thyristorendrehstrombrücke 79, wobei der Einsatz des abschaltbaren Leistungs
halbleiters 84 von besonderer Bedeutung ist.
Claims (23)
1. Schnellabschaltende Stromrichter-Gleichstromversorgung mit einer Gleichstromquelle,
mit kapazitiven und/oder induktiven Energiespeichern am Eingang und/oder am Ausgang
der Gleichstromquelle sowie mit einem schnellabschaltenden Element zwischen einem
Ausgangsanschluß der Gleichstromquelle und dem Eingangsanschluß einer Last, das auf
grund eines Steuerbefehls geöffnet oder geschlossen werden kann, dadurch gekennzeich
net, daß die Gleichstromquelle (1, 8) eine wenigstens bezüglich ihrer Ausgangspannung
veränderliche Gleichstromquelle ist, daß das schnellabschaltende Element (21) in Reihe
zum Energiespeicher (19) liegt und daß wenigstens ein weiteres Schaltelement (22, 34)
vorgesehen ist, das aufgrund eines Steuerbefehls einen Parallelstromkreis (23; 19, 34) für
wenigstens einen Energiespeicher (z. B. 19, 20) freigibt.
2. Schnellabschaltende Stromrichter-Gleichstromversorgung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Gleichstromquelle aus einer Wechselstromquelle (8, 66) mit an
geschlossenem steuerbarem Gleichrichter (1, 46, 79) besteht.
3. Schnellabschaltende Stromrichter-Gleichstromversorgung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß parallel zum Ausgang des Gleichrichters (1) eine Freilaufdiode (12)
geschaltet ist.
4. Schnellabschaltende Stromrichter-Gleichstromversorgung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen einem Ausgangsanschluß (30) des Gleichrichters (1) und
einem Anschluß (32) der Last (28, 29) eine Drossel (19) vorgesehen ist, die zur Strom
glättung und/oder der Stromanstiegsbegrenzung dient.
5. Schnellabschaltende Stromrichter-Gleichstromversorgung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das weitere Schaltelement (22) in Reihe zu einem ohmschen Wider
stand (23) liegt und daß parallel zu dieser Reihenschaltung (22, 23) ein Kondensator (20)
geschaltet ist.
6. Schnellabschaltende Stromrichter-Gleichstromversorgung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß parallel zu den Ausgangsklemmen (26, 27) der Gleichstrom
versorgung eine Diode (25) geschaltet ist.
7. Schnellabschaltende Stromrichter-Gleichstromversorgung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß parallel zu den Ausgangsklemmen (26, 27) der Gleichstromversor
gung ein Rußwiderstand (91) geschaltet ist.
8. Schnellabschaltende Stromrichter-Gleichstromversorgung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Widerstand (23) niederohmiger als die Nennlast ist.
9. Schnellabschaltende Stromrichter-Gleichstromversorgung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kondensator (20) mindestens soviel elektrische Energie
speichern kann, wie die Drossel (19) magnetische Energie speichern kann.
10. Schnellabschaltende Stromrichter-Gleichstromversorgung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das schnellabschaltende Element (21) ein GTO-Thyristor ist.
11. Schnellabschaltende Stromrichter-Gleichstromversorgung nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß parallel zu dem GTO-Thyristor (21) ein Widerstand (24) geschaltet
ist.
12. Schnellabschaltende Stromrichter-Gleichstromversorgung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen einem Energiespeicher (19) und dem schnellabschaltenden
Element (21) eine Induktivität (90) vorgesehen ist.
13. Schnellabschaltende Stromrichter-Gleichstromversorgung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß parallel zum Ausgang des Gleichrichters (1) eine Steuerschaltung
aus Halbleiterschalter (35) und Widerstand (36) geschaltet ist.
14. Schnellabschaltende Stromrichter-Gleichstromversorgung nach Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, daß parallel zur Drossel (19) ein elektronischer Schalter (34) geschaltet
ist.
15. Schnellabschaltende Stromrichter-Gleichstromversorgung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Energiespeicher ein Kondensator (20) ist und daß in Reihe zu
diesem Kondensator (20) eine Parallelschaltung aus elektronischem Schalter (38) und
Diode (39) geschaltet ist.
16. Schnellabschaltende Stromrichter-Gleichstromversorgung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wechselstromquelle ein an ein Drehstromnetz angeschlossener
Drehstromtransformator (5 bis 11; 66) ist.
17. Schnellabschaltende Stromrichter-Gleichstromversorgung nach Anspruch 16, dadurch
gekennzeichnet, daß der Drehstromtransformator primärseitig im Dreieck und sekundär
seitig im Stern geschaltet ist.
18. Schnellabschaltende Stromrichter-Gleichstromversorgung mit einer Gleichstromquelle,
mit kapazitiven und/oder induktiven Energiespeichern am Eingang und/oder am Ausgang
der Gleichstromquelle sowie mit einem schnellabschaltenden Element, das aufgrund eines
Steuerbefehls geöffnet oder geschlossen werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die
Gleichstromquelle einen Drehstromtransformator (66) enthält, der primärseitig im Stern
geschaltet ist, wobei an diese Primärseite eine Thyristor-Wechselstrombrückenschaltung
(79) angeschlossen ist und daß der schnellabschaltende Schalter (84) parallel zur Thyris
tor-Wechselstrombrückenschaltung (79) geschaltet ist.
19. Schnellabschaltende Stromrichter-Gleichstromversorgung nach Anspruch 18, dadurch
gekennzeichnet, daß parallel zur Thyristor-Wechselstrombrückenschaltung (79) ein Ent
lastungsnetzwerk (80) geschaltet ist, das einen Gleichrichter (81), einen Kondensator (82)
und einen Widerstand (83) enthält.
20. Schnellabschaltende Stromrichter-Gleichstromversorgung nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Induktivität (90) eine Entladung des Kondensators (20) auf die
Last (28, 29) verzögert oder den Entladestrom des Kondensators (20) begrenzt.
21. Schnellabschaltende Stromrichter-Gleichstromversorgung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das schnellabschaltende Element (21) und eine Entlastungsdiode
(25) räumlich unmittelbar am Verbraucher (28) angebracht sind.
22. Schnellabschaltende Stromrichter-Gleichstromversorgung nach Anspruch 1 und An
spruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Schaltelement (22) und der Halblei
terschalter (35) GTO-Thyristoren sind.
23. Schnellabschaltende Stromrichter-Gleichstromversorgung nach Anspruch 1 und An
spruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (23), der in Reihe zu dem Schalt
element (22) liegt, hochohmiger als die Nennlast ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904040247 DE4040247A1 (de) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | Schnellabschaltende stromrichter-gleichstromversorgung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904040247 DE4040247A1 (de) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | Schnellabschaltende stromrichter-gleichstromversorgung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4040247A1 true DE4040247A1 (de) | 1992-06-25 |
Family
ID=6420503
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19904040247 Withdrawn DE4040247A1 (de) | 1990-12-17 | 1990-12-17 | Schnellabschaltende stromrichter-gleichstromversorgung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4040247A1 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE9216662U1 (de) * | 1992-12-07 | 1993-01-28 | Siemens AG, 80333 München | Vorladeschaltung mit kombiniertem Überspannungsschutz für einen netzgeführten Stromrichter mit ausgangsseitigem Kondensator |
EP0592164A1 (de) * | 1992-10-06 | 1994-04-13 | Picker International, Inc. | Leistungsversorgungen |
DE4403008A1 (de) * | 1993-02-02 | 1994-08-04 | Fuji Electric Co Ltd | Stromrichteranlage mit Überspannungsschutzschaltung |
DE102007016704A1 (de) * | 2007-04-04 | 2008-10-09 | R. Stahl Schaltgeräte GmbH | Schaltungsanordnung zur Spannungsbegrenzung |
CN108390575A (zh) * | 2018-03-27 | 2018-08-10 | 江苏科技大学 | 一种用于船舶岸电系统的换流装置 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1488332A1 (de) * | 1964-03-24 | 1969-05-22 | Siemens Ag | Stromrichteranordnung |
DE2646171A1 (de) * | 1975-10-16 | 1977-04-28 | Sony Corp | Stromstoss-schutzschaltung |
US4320305A (en) * | 1979-02-27 | 1982-03-16 | Leybold Heraeus Gmbh | Method and voltage source for producing a smoothed voltage from three-phase current |
DE3635365A1 (de) * | 1986-10-17 | 1988-04-21 | Licentia Gmbh | Sekundaerseitig schaltbares netzgeraet |
US4815052A (en) * | 1988-07-06 | 1989-03-21 | Honeywell, Inc. | Automatic overvoltage protection circuit |
EP0383962A1 (de) * | 1989-02-20 | 1990-08-29 | Hauzer Holding B.V. | Hochspannungsgleichrichter und zugeordnete Steuerelektronik |
-
1990
- 1990-12-17 DE DE19904040247 patent/DE4040247A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1488332A1 (de) * | 1964-03-24 | 1969-05-22 | Siemens Ag | Stromrichteranordnung |
DE2646171A1 (de) * | 1975-10-16 | 1977-04-28 | Sony Corp | Stromstoss-schutzschaltung |
US4320305A (en) * | 1979-02-27 | 1982-03-16 | Leybold Heraeus Gmbh | Method and voltage source for producing a smoothed voltage from three-phase current |
DE3635365A1 (de) * | 1986-10-17 | 1988-04-21 | Licentia Gmbh | Sekundaerseitig schaltbares netzgeraet |
US4815052A (en) * | 1988-07-06 | 1989-03-21 | Honeywell, Inc. | Automatic overvoltage protection circuit |
EP0383962A1 (de) * | 1989-02-20 | 1990-08-29 | Hauzer Holding B.V. | Hochspannungsgleichrichter und zugeordnete Steuerelektronik |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
63-202270 A, E-695, Dec. 19, 1988, Vol.12, No.486 * |
BECKER,Winfried: Pulsgesteuerter Einspeisestrom- richter für Umrichter mit eingeprägtem Zwischen- kreisstrom. In: etz, Bd.100, 1979,H.9, S.434-436 * |
BURCEA, T.: Schaltung für schnelles Löschen des Kurzschlußstromes bei Thyristorgleichrichtern. In: E und M, Jg.102, H.2,1983, S.72-82 * |
JP Patents Abstracts of Japan: 61-116976 A, E-445, Oct. 15, 1986, Vol.10, No.302 * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0592164A1 (de) * | 1992-10-06 | 1994-04-13 | Picker International, Inc. | Leistungsversorgungen |
US5347571A (en) * | 1992-10-06 | 1994-09-13 | Picker International, Inc. | X-ray tube arc suppressor |
DE9216662U1 (de) * | 1992-12-07 | 1993-01-28 | Siemens AG, 80333 München | Vorladeschaltung mit kombiniertem Überspannungsschutz für einen netzgeführten Stromrichter mit ausgangsseitigem Kondensator |
DE4403008A1 (de) * | 1993-02-02 | 1994-08-04 | Fuji Electric Co Ltd | Stromrichteranlage mit Überspannungsschutzschaltung |
DE102007016704A1 (de) * | 2007-04-04 | 2008-10-09 | R. Stahl Schaltgeräte GmbH | Schaltungsanordnung zur Spannungsbegrenzung |
CN108390575A (zh) * | 2018-03-27 | 2018-08-10 | 江苏科技大学 | 一种用于船舶岸电系统的换流装置 |
CN108390575B (zh) * | 2018-03-27 | 2023-11-14 | 江苏科技大学 | 一种用于船舶岸电系统的换流装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0321865B1 (de) | Schaltentlasteter, verlustarmer Dreipunktwechselrichter | |
DE3246706A1 (de) | Stromversorgungsvorrichtung fuer einen wechselstromverbraucher | |
DE1763411C3 (de) | Thyristor-Stromrichteranordnung | |
EP0152579B1 (de) | Vorrichtung zum Kurzschlussschutz eines Stromrichtergerätes mit GTO-Thyristoren | |
EP3783783A1 (de) | Anordnung zum regeln eines leistungsflusses in einem wechselspannungsnetz und verfahren zum schutz der anordnung | |
DE2127771C3 (de) | Gleichstrom-Leistungsschalteinrichtung | |
EP0203571B1 (de) | Statischer Wechselrichter mit einer Schaltung zur Stromüberhöhung im Kurzschlussfall | |
DE69411651T2 (de) | Schaltvorrichtung in einem Gleichstromkreis zur Umleitung eines Stromes von einem Stromkreis in einen anderen | |
EP1149452B1 (de) | Strombegrenzer mit elektrischen ventilen zum begrenzen des kurzschlussstromes in einem elektrischen leistungsstromkreis | |
DE2223828C3 (de) | Überstromschutzanordnung | |
DE69211815T2 (de) | Leistungswandlungssystem | |
DE2233152A1 (de) | Kurzschlusschutzschaltung fuer leistungsschaltungen | |
DE4040247A1 (de) | Schnellabschaltende stromrichter-gleichstromversorgung | |
DE2856268C2 (de) | Schutzeinrichtung für eine Gleichrichterschaltung | |
DE1906615A1 (de) | Stromrichter mit UEberstromschutz | |
DE3619801A1 (de) | Kurzschlussfeste stromversorgung fuer elektronenstrahlkanonen und aehnliche waehrend des betriebs bisweilen kurzschluesse erzeugende verbraucher | |
DE3012511A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum ueberschwingungsfreien ein- und abschalten eines kondensators zwischen zwei leitern eines wechselspannungsnetzes | |
EP0035710B1 (de) | Gleichstromstellerschaltung | |
DE9114784U1 (de) | Überspannungsschutzmittel | |
DE2906556C2 (de) | Überstromschutzanordnung bei Fehlkummutierungen eines Thyristor-Wechselrichters eines Zwischenkreuzumrichters | |
DE102023108119B4 (de) | Fehlertolerantes Gleichspannungsnetz | |
DE2653137C3 (de) | Mehrphasiger Gleichrichter | |
DE4413382C2 (de) | Drehstrom-Gleichrichterschaltung | |
DE2264017C3 (de) | Unsymmetrisch halbgesteuerte Einphasen-Stromrichterbrücke und Verfahren zu deren Betrieb | |
DE712811C (de) | Anordnung fuer durch eine Wechselspannung gespeiste Stromkreise mit gittergesteuerten Entladungsstrecken |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: BALZERS UND LEYBOLD DEUTSCHLAND HOLDING AG, 63450 |
|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |