DD278419A1 - Anordnung zur bestimmung physikalischer schiffsfelder, insbesondere der magnetfelder - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Ueberwachung der Durchlassspannung von Thyristoren, die fuer eine staendige Ueberpruefung der Thyristorbetriebsfaehigkeit insbesondere in Stromrichteranlagen geeignet ist. Erfindungsgemaess ist eine von der Durchlassspannung des zu ueberwachenden Thyristors spannungsgesteuerte Stromquelle vorgesehen, die mit einer Signalisiereinrichtung, einer Eigenstromversorgung und einer Schutzeinrichtung ausgestattet, parallel zu dem Thyristor angeordnet ist.

Description

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Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Überwachung der Durchlaßspannung von Thyristoren, dio für eine ständige Überprüfung der Thyristorbetriebsfähigkeit insbesondere in Stromrichteranlagen geeignet ist.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es sind Thyristorüberwachungsschaltungen bekannt, die die Sperrspannung am Thyristor messen und damit Spannungen im Bereich der Durchlaßspannung des Thyristors mit dem Signal „Strom fließt" ausweisen. Weiterhin wird der Stromfluß in Thyristoren über das Verhalten des Gate Stroms ermittelt. Hierbei bildet sich während des Stromflusses an der Gate-Kathodenstrecke eines Thyristors eine Spannung ob, die durch geeignete Mittel erfaßt und mittels eines Fotokoppiers für weitere Auswertungen übertragen wird (DE-OS 2714627, 3641441). Diese Meßanordnungen beinhalten eine reine Zustandserfassung von Thyristoren und überwachen nur, ob die Thyristoren Sperrspannung übernehmen können. Weiterhin ist eine Schaltungsanordnung bekannt, die die Durchlaßverlustleistung zur Auswertung zur Verfügung stellt (DD-PS 149125). Ein Operationsverstärker wird mit der Ventilspannung, die der Durchlaßspannung proportional ist, beaufschlagt, wobei der Operationsverstärker mit einem Signal gesteuert wird, das durch Auswertung des Ventilstroms in einem Komperator gebildet wird. Gleichfalls wird über ein Shunt eine dem Durchlaßstrom proportionale Spannung abgenommen. Beide Teile werden einem Multiplizierer zugeführt.

Nachteilig ist es, die Durchlaßspannungsmessung mit einem Operationsverstärker vorzunehmen, der eine zusätzliche Energiequelle benötigt, und ein Schutz der Meßanordnung ist nur wirksam, wenn kein Strom durch den Meßwiderstand fließt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, mit möglichst geringem Aufwand und einfachen Mitteln sich abzeichnende Defekte bzw. Ausfälle von Thyristoren insbesondere in Stromrichteranlagen frühzeitig zu erkennen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, die über einen längeren Zeitraum mit hinreichender Genauigkeit ohne zusätzliche Hilfsenergie wirksam während des Betriebes die Durchlaßspannung von Thyristoren überwacht.

Erfindungsgemäß ist eine von der Durchlaßspannung des zu überwachenden Thyristors spannungsgesteuerte Stromquelle vorgesehen, die mit einer Signalisiereinrichtung, einer Eigenstromversorgung und einor Schutzeinrichtung ausgestattet, parallel zu dem Thyristor angeordnet ist.

Die spannungsgesteuerte Stromquelle besteht aus einem Transistor, einem Emitterwiderstand, einem Kollektorwiderstand und einem Basiswiderstand. D^:e Basis des Transistors ist über den Basiswiderstand mit der Anode des Thyristors und der Emitter des Transistors über den Emitterwiderstand mit der Kathode des Thyristors verbunden.

Zur Signalisierung ist dem Kollektorwiderstand des Transistors eine Leuchtdiode eines Optokopplers parallel geschaltet.

Zur Analogwertmessung kann eine Leuchtdiode eines Optokopplers in Reihe zu dem Kollektorwiderstand bzw. an Stelle des Kollektorwiderstandes angeordnet werden.

Eine Diode und ein kapazitiver Spannungsteiler bilden die Eigenstromversorgung. Der Fußpunkt des Spannungsteilers liegt auf Kathodenpotential des Thyristors. Der erste Kondensator ist mit der Anode dos Thyristors verbunden. Die Spannungsauskopplung erfolgt zwischen dem zweiten Kondensator und der Diode. Die Diode ist mit der Anode an den ersten Kondensator und mit der Kathode an den zweiten Kondensator angeschlossen.

Die Schutzeinrichtung besteht aus einer Reihenschaltung mit z-Diode, Widerstand und einem weiteren Transistor. Der Emitter dieses Transistors liegt auf Kathodenpotential des Thyristors. Der Kollektor des Transistors der Schutzeinrichtung ist an die Basis des ersten Transistors angeschlossen. Die Basis des zweiten Transistors ist über den Widerstand der Schutzeinrichtung, die Z-Diode mit der Anode des Thyristors verbunden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt die Schaltungsanordnung zur Überwachung der Durchlaßspannung des Thyristors V_T.

Parallel zu dem zu überwachenden Thyristor V_T, der Bestandteil eines nicht näher dargestellten Ventilzweiges mit mehreren Thyristoren in einer Stromrichteranlage sein kann, ist die Überwachungsschaltung angeordnet. Die Bestandteile der Anordnung sind die spannungsgesteuerte Stromquelle I mit der Signalisiereinrichtung II, der Eigentumsversorgung III und der Schutzeinrichtung IV.

Die von der Durchlaßspannung U_F des zu überwachenden Thyristors Vt spannungsgesteuerte Stromquelle I besteht aus einem Transistor T₁, der mit hoher Stromverstärkung arbeitet, dem Emitterwiderstand R,, dem Kollektorwiderstand R₂ und dem Basiswiderstand R₃. Zur Signalisierung ist dem Kollektorwiderstand R₂ die Leuchtdiode des Optokopplers OK parallel geschaltet.

Zur Analogwertmessung besteht die Möglichkeit, eine Durchlaßspannungsäquivalenz über die Leuchtdiode des Optokopplers OK zu erreichen. Hierzu ist die Leuchtdiode des Optokopplers OK in Reihe zu dem Widerstand R₂ bzw. an Stelle des Widerstandes R₂ angeordnet.

Die Basis des Transistors T, ist über den Widerstand R₃ mit der Anode des Thyristors VT und der Emitter des Transistors T, übe.

den Widerstand R₁ mit der Kathode des Thyristors VT verbunden. Die Diode Vi und der kapazitive Spannungsteiler Ci, C₂ bilden die Eigenstromversorgung III. Der Fußpunkt des kapazitiven Spannungsteilers C,, C₂ ist mit der Kathode des Thyristors V_T und der Kondensator C, mit der Anode des Thyristors V_T verbunden. Die Spannungsauskopplung erfolgt zwischen dem Kondensator C₂ und der Diode V,, wobei die Diode V₁ mit der Anode an den Kondensator C₁ und mit der Kathode an den Kondensator C₂ angeschlossen ist.

Die Schutzeinrichtung IV besteht aus der Reihenschaltung mit Z-Diode V₂, Widerstand R₄ und dem Transistor T₂. Der Emitter des Transistors T₂ liegt auf Kathodenpotential dos Thyristors V_T. Der Kollektor des Transistors T₂ ist an die Basis des Transistors T₁ angeschlossen. Die Basis des Transistors T₂ ist über den Widerstandd R₄ und die Z-Diode V₂ mit der Anode des Thyristors V_T verbunden.

Funktionsweise der Schaltungsanordnung

Ist der Thyristor V_T leitend, wird dem Transistor T₂ über die Z-Diode V₂ kein Basisstrom zugeführt. Der Transistor T₂ gibt damit die Spannungss'sucrung für den Konstantstromquelle I frei. Über den Widerstand R₃ wird die Durchlaßspannung U_F an die Basis des Transistors T₁ gelegt und bildet die Steuerspannung. Ein Spannungsabfall über den Widerstand R₁ erzeugt einen Stromfluß im Kollektorzweig des Transistors T₁. Ist die Spannung über den Widerstand R₂ so groß geworden, daß die Durchlaßspannung der Leuchtdiode des Optokopplers OK überschritten wird, leuchtet die Diode des Optokopplers OK. Die Leuchtdiode des Optokopplers wirkt als Schwellelement, das bei Bereichsabweichung, erhöhte Durchlaßspannung Up des Thyristors V₁-, einen fehlerhaften Zustand bzw. einen sich abzulehnenden Ausfall des Thy ristors Vt signalisiert.

Wird der Thyristor V_T gesperrt, steigt die Spannung über den Thyristor V_T an. Dies wird einerseits ausgenutzt, um die Schaltung über den kapazitiven Spannungsteiler C₁ZC₂ aufzuladen und andererseits die Schutzfunktion auszulösen.

Der Kondensator C₂ wird über den Spannung.· teiler C₁ZC₂ ¹J .J die Diode V₁ gemäß dem Kapazitätsverhältnis aufgeladen.

Gleichzeitig vird mit Durchschalten der Z-Dio Je V₂ der Transistor T₂ leitend und schließt die Basis des Transistors T₁ mit dem Emitterpoten ial des Transistors T, kurz. Damit ist die Konstantstromquelle I gegen Überspannung geschützt und die Meßschaltung ausgeschaltet.

Claims (6)

1. Schaltungsanordnung zur Überwachung der Durchlaßspannung von Thyristoren, gekennzeichnet dadurch, daß eine von der Durchlaßspannung (U_F) des zu überwachenden Thyristors (V_T> spannungsgesteuerte Stromquelle (I), die mit einer Signalisiereinrichtung (II), einer Eigenstromversorgung (III) und einer Schutzeinrichtung (IV) ausgestattet, parallel zu dem Thyristor(V_T) angeordnet ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die spannungsgesteuerte Stromquelle (i) aus einem Transistor (Ti), einem Emitterwiderstand (Ri), einem Kollektorwiderstand(R₂) und einem Basiswiderstand (R₃) besteht, wobei die Basis des Transistors (Ti) über den Widerstand (R3) mit der Anode des Thyristors (V_T) und der Emittor des Transistors (Ti) über den Widerstand (R₁) mit der Kathode des Thyristors (V_T) verbunden ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Signalisierung dem Kollektor'widerstand (R₂) des Transistors (T₁) eine Leuchtdiode eines Optokopplers (OK) parallel geschaltet ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich zur Analogwortmessung in dem Kollektorzweig des Transistors (Ti) eine Leuchtdiode eines Optokopplers (OK) befindet.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Diode (V₁) und ein kapazitiver Spannungsteiler (C₁, C₂) die Eigenstromversorgung (III) bilden, wobei der Fußpunkt des Spannungsteilers (C₁, C₂) auf Kathodenpotential des Thyristors (V_T) liegt, der Kondensator (Ci) mit der Anode des Thyristors (V_T) verbunden ist, die Spannungsauskopplung zwischen dem Kondensator (C₂) upd der Diode (V₁) erfolgt und die Diode (Vi) mit der Anode an den Kondensator^) und mit der Kathode an den Kondensator (C₂) angeschlossen ist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzeinrichtung (IV) aus 3iner Reihenschaltung mit Z-Diode (V₂), Widerstand (R₄) und Transistor (T₂) besteht, wobei der Emitter des Transistors (T₂) auf Kathodenpotential des Thyristors (V_T) liegt, der Kollektor des Transistors (T₂) an die Basis des Transistors (Ti) angeschlossen und die Basis des Transistors (T₂) über den Widerstand (R₄), die Z-Diode (V₂) mit der Anode des Thyristors (V₁-) verbunden ist.