DD290305A5

DD290305A5 - Verfahren zum schutz von elektronischen schaltern in selbstgefuehrten stromrichtern

Info

Publication number: DD290305A5
Application number: DD33518489A
Authority: DD
Inventors: Wolfram Boehm
Original assignee: Veb Elektroprojekt Und Anlagenbau Berlin,De
Priority date: 1989-12-04
Filing date: 1989-12-04
Publication date: 1991-05-23
Also published as: DE4038299A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Schutz von Halbleiterschaltern in Stromrichtern, insbesondere bei Verwendung abschaltbarer Leistungshalbleiter. Erfindungsgemaesz wird mit Anlegen des Einschaltsignals am Eingang einer Ansteuerlogikbaugruppe einer Ansteuereinrichtung zunaechst der entgegengesetzte elektronische Schalter ueber eine potentialtrennende Strecke, die zwischen den Ansteuerlogikbaugruppen der Ansteuereinrichtungen einer Stromrichterphase angeordnet ist, gesperrt. Der Zuendvorgang des einzuschaltenden elektronischen Schalters wird erst dann eingeleitet, wenn nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit der entgegengesetzte elektronische Schalter ueber eine zweite potentialtrennende Strecke zwischen den Ansteuerlogikbausteinen der Ansteuereinrichtungen gesperrt gemeldet wird und bis zu einer weiteren vorgegebenen Zeit ueber die zweite potentialtrennende Strecke der gleiche Schaltzustand gemeldet wird. Fig. 1{Einschaltsignal; potentialtrennende Strecke; entgegengesetzter elektronischer Schalter, gesperrt; Ablauf; vorgegebene erste und zweite Zeit; zweite potentialtrennende Strecke, gesperrt gemeldet; Zuendung; einzuschaltender elektronischer Schalter}

Description

-2- 290 305 Darlegung dos Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das durch gegenseitige Verriegelung dor auf Potential des jeweiligen oloktronischen Schalters Mögenden Ansteuerung oin Durchzündon dor Phason eines solbstgoführton Stromrichters verhindert.

Erfindungsgemäß wird mit Anlegen dos Einschaltsignals am Eingang einer Anstouorlogikbnugruppe einer Ansteuoroinrichtung zunächst der entgegengesetzte elektronische Schalter über eine potontialtrennonde Strecke, dio zwischen don Anstouerlogikbaugruppen der Ansteuoreinrichtungen oinor Stromrichterphase nngeordnot ist, gesperrt. Der Zündvorgang dos einzuschaltenden elektronischen Schalters wird orst dann eingeleitet, wenn nach Ablauf einer vorgegebenem Zeit ti der entgegengesetzte elektronische Schalter über oine zweite potontialtronnondo Strecke zwischen don Ansteucrlogikbaustoinon der Ansteuereinrichtungen gesperrt gomeldot wird und bis zu einor woiteren vorgegebenen Zeit t₂ übor dio zweite potontialtronnondo Strecke der glelcho Schaltzustand gomeldot wird.

Der Zeitraum 0 s t s t, ist hierbei größer als die Summe der Zeitdauer vom Anlegen dos Ausschaltsignals am Eingang der entgegengesetzten Ansteuerlogikbaugruppe bis zum Ausschalten des entgegengesetzten elektronischen Schalters einschließlich Erkennung des Auszustandos und der Verzögerungszeit der potentialtronnenden Strecke zur Rückmeldung des Auszustandes.

Der Zeitraum 0 s t S t₂ ist größer als die Summe der Zeitdauer vom Anlegen des Einschaltsignals am Eingang dor Anstouerlogikbaugruppe bis zum Anliegen des Sperrsignals über dio potentialtrennende Strecke zwischen den Ansteuerlogikbaugruppen der Ansteuereinrichtungen einer Stromrichterphase an der Ansteuerlogikbaugruppe des entgegengesetzten elektronischen Schalters, der Zeitdauer vom Anliegen des Sperrsignals an dor Anstouorlogikbaugruppe des entgegengesetzten elektronischen Schalters bis zum Ausschalten dos entgegengesetzton elektronischen Schalters einschließlich Erkennung des Auszustandes und der Verzögerungszeit der potentialtrennenden Strecke zur Rückmeldung dos Auszustandes.

AusfOhrungsbelspiel

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Schutz der elektronischen Schalter von selbstgoführton Stromrichtern wird am Beispiel der Ansteuerung einer mit abschaltbaren Thyristoren bestückten Stromrichterphase erläutert.

Fig. 1: zeigt das Prinzipschaltbild der Ansteuerung

Fig. 2: zeigt den zeitlichen Verlauf des Einschaltprozesses eines abschaltbaren Thyristors.

Die Ansteuerung der mit abschaltbaren Thyristoren GT01, GTO Ί und antiparallelen Freilaufdioden D1, D 2 bestückten Stromrichterphase besteht aus der Informationselektronik IE, den beiden Lichtwellenleiter-Übertragungsstrecken zur Potentialtrennung LWL1.LWL2, den Ansteuereinrichtungen AE 1,AE 2 und den potentiaitrennenden Übertragungsstrecken OK1, OK2. Die Ansteuereinrichtungen AE1, AE 2 bestehen aus den Ansteuerlogikbausteinen AB 1, AB2, den Zündimpulsverstärker ZV1, ZV2 und den Einheiten zur Erkennung des Schaltzustandes ZE 1, ZE 2. Die Lichtwellenleiterübertragungsstreckon LWL1, LWL2 sind zwischen der Informationselektronik IE und den Ansteuerlogikbausteinen AB 1, AB2 angeordnet. Die potentialtrennenden Übertragungsstrecken OK 1, OK2, im betrachteten Ausführungsbeispiel Optokoppler, sind zwischen den Ansteuerlogikbausteinen AB 1, AB 2 zur Verriegelung der Ansteuersignale angeordnet.

Zum Zeitpunkt t = 0 bekommt die Ansteuerlogikbaugruppe AB 1 der Ansteuereinrichtung AE1 des GT01 ein Einschaltsignal; die Ansteuerlogikbaugruppe AB 2 der Ansteuereinrichtung AE 2 des GTO 2 erhält gleichzeitig das Ausschaltsignal. Der Ausschaltvorgang von GTO2 wird eingeleitet. Nach dem Ausschalten des GTO2 und der Erkennung des Auszustandes erfolgt die Meldung des Auszustandos von GTO 2 über Optokoppler OK 2 an die Anstouerlogikbaugruppe AB1 von GT01. Inder Ansteuerlogikbaugruppe AB 1 von GT01 wird zum Zeitpunkt t = ti der Schaltzustand von GTO2 ausgewertet. Liegt zum Zeitpunkt t = t₍ keine Meldung des Auszustandes von GTO2 in der Ansteuerlogikbaugruppe AB 1 von GTO1 vor, ist ein Fehler in der Informationselektronik IE, im Ansteuerkanal LWL2 des GTO2 oder im Leistungskreis aufgetreten. GT01 wird nicht eingeschaltet. Zum Zeitpunkt t = 0 wird zusätzlich von der Ansteuerlogikbaugruppe AB 1 dos GT01 oin Sperrsignal an die Ansteuerlogikbaugruppe AB2 des GTO2 über den Optokoppler OK1 gesendet. Bis zum Anliegen des Sperrsignals an der Ansteuerlogikbaugruppe AB2 des GTO2 ist das Einschalten des GTO2 aufgrund von Ansteuerfehlern nicht möglich. Die Ansteuerlogikbaugruppe AB 1 von GT01 überprüft beginnend mit dem Zeitpunkt t = t, den Schaltzustand von GTO2. Liegt bis zum Zeitpunkt t = t_; ständig die Meldung des Auszustandes von GTO 2 an der Ansteuerlogikbaugruppe AB 1 von GT01 an, wird GT01 eingeschaltet. Der Zeitpunkt t₂ wird dabei so gewählt, daß Ansteuerfehler bis zum Anliegen des Sperrsignals an der Anstouerlogikbaugruppe AB 2 von GTO 2 sicher erkannt werden. Nach Anliegen des Sperrsignals an der Ansteuerlogikbaugruppe AB2 von GTO2 muß daher bis zum Einschalten des GT01 die Zeitdauer eines Ausschaltvorganges einschließlich der Erkennung des Auszustandes von GTO2 und der Verzögerung der Optostrecke OK2 abgewartet werden. Fehler im Leistungsteil oder Fehler in der Ansteuereinrichtung AE1, AE 2 die dazu führen, daß die GTO's trotz Abschaltsignal nicht Abschalten, werden durch die Überwachung des Schaltzustandes der GTO's erkannt.

Claims

Verfahren zum Schutz von elektronischen Schaltern in selbstgetührten Stromrichtern durch gegenseitige Verriegelung der auf Potential des jeweiligen elektronischen Schaltors liegenden Ansteuereinrichtung über potentialtrennende Signalübertragungsstrecken zwischen den Ansteuereinrichtungen einer Phase, wobei das Ausschaltsignal am Signaloingang der Ansteuereinrichtung des auszuschaltenden elektronischen Schalters spätestons dann anliegt, wenn am Signaleingang der Ansteuereinrichtung des einzuschaltenden elektroniscnen Schalters das Einschaltsignal angelegt wird, gekennzeichnet dadurch, daß mit Anlegen des Einschültsignals an den Signaleingang einer Ansteuerlogikbaugruppe einer Ansteuereinrichtung zunächst der entgegengesetzte elektronische Schalter über eine potentialtrennende Strecke, die zwischen den Ansteuerlogikbaugruppen der Ansteuereinrichtungen einer Stromrichterphase angeordnet ist, gesperrt wird und der Zündvorgang des einzuschaltenden elektronischen Schalters erst dann eingeleitet wird, wenn nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit (t,) der entgegengesetzte elektronische Schalter über eine zweite potentialtrennende Strecke zwischen den Ansteuerlogikbausteinen der Ansteuereinrichtungen gesperrt gemeldet wird und bis zu einer weiteren vorgegebenen Zeit U2) über die zweite potentialtrennende Strecke der gleiche Schaltzustand gemeldet wird, wobei der Zeitraum (0 < t :£ t,) größer ist als die Summe der Zeitdauer vom Anlegen des Ausschaltsignals an den Signaleingang der entgegengesetzten Ansteuerlogikbaugruppe bis zum Ausschalten des entgegengesetzten elektronischen Schalters einschließlich Erkennung des Auszustandes und der Verzögerungszeit der potentialtrennenden Strecke zur Rückmeldung des Auszustandes sowie der Zeitraum 0 < t < t₂ größer ist als die Summe der Zeitdauer vom Anlegen des Einschaltsignals an den Signaleingang der Ansteuerlogikbaugruppe bis zum Anliegen des Sperrsignals über die potentialtrennende Strecke zwischen den Ansteuerlogikbaugruppen an der Ansteuerlogikbaugruppe des entgegengesetzten elektronischen Schalters, der Zeitdauer vom Anliegen des Sperrsignals an der Ansteuerlogikbaugruppe des entgegengesetzten elektronischen Schalters bis zum Ausschalten des entgegengesetzten elektronischen Schalters einschließlich Erkennung des Auszustandes und der Verzögerungszeit der potentialtrennenden Strecke zur Rückmeldung des Auszustandes.

Hierzu
2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Schutz von Halbloiterschaltern in Stromrichtern, insbesondere mit abschaltbaren Bauelementen bestückten Stromrichtern.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Zum Schutz der elektronischen Schalter einer Phase eines selbstgeführten Stromrichters sind Methoden bekannt, bei denen der Fehlerfall des Durchzündens mittels geeigneter Einrichtungen erkannt wird und Schutzreaktionen ausgelöst werden, dio eine Zerstörung der elektronischen Schaltor vermeiden (DE-OS 3542752,3405793). Diese Schaltungen haben den Nachteil, daß die elektronischen Schalter meist mit erheblichen Strömen beaufschlagt werden, die zu einer vorzeitigen Alterung der Bauelemente führen.

Weiterhin ist bekannt, das Durchzünden von einzelnen Phasen selbstgeführter Stromrichter durch gegenseitige Verriegelung der Ansteuersignale zu verhindern. Die Verriegelung erfolgt zum Teil vor der potentialtrennenden Strecke zwischen Ansteuerelektronik und Leistungsteil ohne Auswertung des Schaltzustandes der elektronischen Schalter. Diese Schaltungen verhindern ein Durchzünden nicht zuverlässig.

Auch ist es bekannt, den Schaltzustand der elektronischen Schalter zu ermitteln, auszuwerten und zur Verriegelung zu nutzen (DE-OS 3619740,3434607). Die notwendige Übertragung der Information des Schaltzustandes der elektronischen Schalter über potentialtrennende Strecken, insbesondere über Optokoppler, erfordert jedoch eine Übertragungszeit. Werden die Signale des Schaltzustandes zur direkten Verriegelung genutzt, existieren kurze Zeitabschnitte, in denen die Phase nicht gegen Durchzünden geschützt ist.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, mit einer verbesserten gegenseitigen Einschaltverriegelung die elektronischen Schalter in selbstgeführten Stromrichtern zuverlässig zu schützen.