DD142832A3 - OVERVOLTAGE PROTECTION DEVICE FOR NETWORKED POWER SUPPLY - Google Patents

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DD142832A3
DD142832A3 DD20449678A DD20449678A DD142832A3 DD 142832 A3 DD142832 A3 DD 142832A3 DD 20449678 A DD20449678 A DD 20449678A DD 20449678 A DD20449678 A DD 20449678A DD 142832 A3 DD142832 A3 DD 142832A3
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Gerd Uhlenhut
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Gerd Uhlenhut
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Abstract

Bei der Erfindung handelt es sich um eine Einrichtung zum Schutz gegen Überspannungen, die durch Schalthandlungen in netzgelöschten Stromrichtern entstehen, welche mit nichtlinearen Schutzelementen und einem Entregerkreis ausgestattet sind und Verbraucher mit großer Induktivität, wie z.B. Gleichstrommaschinen, speisen. Es sollen unerwünschte Beeinträchtigungen der Betriebssicherheit beim Überspannungsschutz vermieden und ein wirkungsvoller Überspannungsschutz unter den Bedingungen des realen .Stromrichterbetriebes geschaffen werden. Zur Vermeidung des Eintretens des nichtleitenden Zustandes des stromführenden Entregerventils durch einen von einem Schwingeffekt hervorgerufenen negativen Tniordenspannungsirapulses ist im Entregerkreis eine Dämpfungsdrossel eingefügt, Die· Überspannungsschutzeinrichtung ist mit einer Informationsverarbeitung ausgestattet, welche in Abhängigkeit von der Höhe, Art und Dauer der Überspannung den Entregerkreis anregt bzw. den Stromrichter vom Netz abschaltet« ~ Pig.3 -The invention is a device for protection against overvoltages caused by switching operations arise in mains-deleted converters, which with non-linear protection elements and a de-energizing circuit and high inductance consumers, e.g. DC machines, dine. It should be unwanted Impairment of the operational safety during overvoltage protection avoided and an effective surge protection among the Conditions of real .Stromrichterbetriebes be created. To avoid the occurrence of the non - conductive state of energized de-energizing valve by one of a Vibration effect caused negative Tniordenspannungsirapulses If an attenuation reactor is inserted in the de-energizing circuit. Overvoltage protection device is provided with an information processing equipped, which depends on the height, type and duration the overvoltage excites the de-energizing circuit or the power converter disconnects from the grid «~ Pig.3 -

Description

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Titel der ErfindungTitle of the invention

Übe'rspannungsschutzeinrichtung für netzgelöschte StromrichterSurge protection device for mains extinguished converters

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Schutz von Stromrichtern, die Verbraucher mit großer Induktivität speisen, gegen Überspannungen, die durch Schalthandlungen entstehen. In Verbrauchern hoher Induktivität (> 1H), z.B. den Feldern von Gleichstrommaschinen wird eine Energie von 1CrJ bis 1CrJ gespeichert. Bei Abschaltung, d.ho Unterbrechung des Stromkreises, wird diese hohe Energie als Wärmeenergie umgesetzt. Dieses geschieht in Form eines. Lichtbogens über der Schaltstelle, wobei weiterhin am Verbraucher eine so hohe Spannung entsteht, daß die elektronischen Bauelemente des Stromrichters zerstört werden.The invention relates to a device for the protection of power converters that feed consumers with high inductance, against overvoltages caused by switching operations. In high inductance (> 1H) consumers, e.g. The fields of DC machines store energy from 1CrJ to 1CrJ. When switching off, d.ho interruption of the circuit, this high energy is converted as heat energy. This happens in the form of a. Arc over the switching point, which continues to the consumer such a high voltage that the electronic components of the converter are destroyed.

Charakteristik, der bekannten technischen LösungenCharacteristic, the known technical solutions

Zur Vermeidung dieser destruktiven Effekte ist es erforderlich, dem Verbraucherstrom im Augenblick der Abschaltung einen Weg über Schaltungselemente derart zu eröffnen, daß der Energieumsatz ohne Bildung einer gefährlichen Überspannung vollzogen wird. An einerTo avoid these destructive effects, it is necessary to open the consumer current at the moment of shutdown a way via circuit elements such that the energy conversion is performed without the formation of a dangerous overvoltage. At a

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-repräsentativen Schaltung (Fig.1) eines Stromrichters mit den Ventilen V in vollgesteuerter Drehstrombrückenschal tung sollen die derzeit bekannten Maßnahmen und ihre Mangel erläutert v/erden. Die Schaltstrecken S sinddie in bzw. vor einem Stromrichter angeordneten Schalter bzw ο Sicherungen, welche in beliebiger Kombination achalten können. Insbesondere repräsentieren die Schalter S1 Schaltgeräte wie z.B. Schütze in den Stromrich-' terzuleitungen R, S, T, während die Schalter S2 vorwiegend Zweigsicherungen darstellen. Der Verbraucher ist durch die .Reihenschaltung von R und L dargestellt.Representative circuit (Fig.1) of a power converter with the valves V in fully controlled Drehstrombrückenschal device to the currently known measures and their deficiency v / ground explained. The switching paths S are the switches arranged in or upstream of a power converter or fuses, which can shunt in any combination. In particular, the switches S1 represent switching devices such as e.g. Contactors in the Stromrich- 'terzuleitungen R, S, T, while the switch S2 represent mainly branch fuses. The consumer is represented by the series connection of R and L.

Die Anordnung eines Nullventils V^ (Diode) parallel zum Verbraucher 1 führt zur Spannung nahe Null über den Verbraucher 1. Es wird aber das Betriebsverhalten des Stromrichters beeinflußt, indem kein Wechselrichterbetrieb (Abmagnetisierung von L mit negativer Spannung am Verbraucher) mehr möglich ist. Die antiparallele Anordnung eines zweiten Stromrichters (Umkehrbetrieb) ist nicht möglich, weil das Nullventil V^ für. diesen " einen Kurzschluß darstellt.The arrangement of a zero valve V ^ (diode) parallel to the load 1 leads to the voltage near zero across the load 1. However, the performance of the power converter is affected by no inverter operation (demagnetization of L with negative voltage at the load) is more possible. The antiparallel arrangement of a second power converter (reverse operation) is not possible because the zero valve V ^ for. this "represents a short circuit.

Die Anordnung eines Parallelwiderstandes Rp führt zu Überspannungen in zulässigen Grenzen, wenn der Wert des Parallelwiderstandes Rp auf etwa den 3 - bis 4-fachen Wert des Verbraucherwiderstandes R begrenzt wird. Durch die Verlustleistung- des Parallelwiderstandes Rp wird jedoch der Wirkungsgrad der gesamten Einrichtung um 25 % bis 30 % herabgesetzt. Weiterhin wird das dynamiache Verhalten (Strom i-r als Punktion der Zeit) erheblich negativ beeinflußt.The arrangement of a parallel resistor Rp leads to overvoltages within permissible limits if the value of the parallel resistor Rp is limited to approximately 3 to 4 times the value of the load resistance R. Due to the power loss of the parallel resistor Rp, however, the efficiency of the entire device is reduced by 25 % to 30%. Furthermore, the dynamic behavior (current ir as a puncture of time) is significantly negatively affected.

Die Anordnung eines nichtlinearen Elementes Rp führt entsprechend der U-I-Kennlinie der zur Verfugung stehenden Bauelemente (Varistoren, Selenbegrenzer) zur Überspannung in gerade noch zulässiger Höhe» Auch ist die Verlustleistung bei normalem BetriebThe arrangement of a non-linear element Rp leads according to the U-I characteristic of the available components (varistors, Selenbegrenzer) to overvoltage in just allowable height »Also, the power loss in normal operation

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(Nennspannung am Element) sehr gering. Diese Elemente können Jedoch nur einen Bruchteil der im Verbraucher gespeicherten Energie umaetzen und müssen nach kurzer Stromführungszeit entlastet w;erdene (Rated voltage at the element) very low. These elements may umaetzen However only a fraction of the stored energy in the load and have a short conduction time relieved w; earth e

Die Anordnung eines gesteuerten Nullventils Vj, (Thyristor) ist eine häufig angewandte Maßnahme zur Spannungsbegrenzung. Bei Überschreitung einer bestimmten Überspannung beim Abschalten wird der Thyristor Vjt gezündet und wirkt als Nullventil. Es werden-auch in Stromrichtern, die die Schalter S2 nicht enthalten (Stromrichter mit Strangsicherungen) mindestens die Thyristoren V3 (Pig.1) mittels einer Zündeinrichtung gemäß Zündung V^ als gesteuerte Nullventile betrieben (DT-AS 1 283 358). Die Anordnung gesteuerter Nullventile besitzt aber unter den Bedingungen des realen Stromrichterbetriebes einige Mängel, die die Betriebssicherheit in Präge stellen. Unter realem Betrieb ist in Ergänzung zur Anordnung gemäß Pig.1 zu verstehen, daß der Stromrichter Kondensatoren enthält, die der Bedämpfung des sogenannten Trägerstaueffektes und die der Punkentstörung dienen, und daß weiterhin an den Eingangsklemmen des Stromrichters die die Zündimpulse erzeugende Steuereinrichtung angeschlossen ist. An einem zweipulsigen Stromrichter (Pig.2) mit einem Kondensator C am Eingang als Ersatzgröße für die genannten Kondensatoren im Stromrichter sollen die auftretenden nachteiligen Erscheinungen erläutert werden. Am Eingang des Stromrichters ist ein nichtlineares Element R , welches den Stromrichter vorzugsweise gegen aus dem Netz kommende Überspannungen schützt, angeordnet. Zum Zeitpunkt der Abschaltung durch die S.chaltstrecke SI sollen die Ventile V1.1 und V2.2 des Stromrichters leitend sein. Der Strom iT wird vom nichtlinearen Element R übernommen und der Kondensator CThe arrangement of a controlled zero valve Vj, (thyristor) is a commonly used measure for limiting the voltage. When exceeding a certain overvoltage when switching off the thyristor Vjt is ignited and acts as a zero valve. There are-also in power converters that do not contain the switch S2 (power converters with string fuses) operated at least the thyristors V3 (Pig.1) by means of an ignition device according to ignition V ^ as a controlled zero valves (DT-AS 1 283 358). The arrangement of controlled zero valves but has under the conditions of real power converter operation some shortcomings that put the reliability in embossing. Under real operation is in addition to the arrangement according to Pig.1 to understand that the converter includes capacitors, which serve to damp the so-called carrier jam effect and the perturbation, and that further connected to the input terminals of the power converter, the ignition pulses generating control device is connected. At a two-pulse power converter (Pig.2) with a capacitor C at the input as a substitute for the aforementioned capacitors in the power converter, the adverse phenomena occurring should be explained. At the input of the power converter, a non-linear element R, which preferably protects the power converter against overvoltages coming from the network, is arranged. At the time of shutdown by the S.chaltstrecke SI valves V1.1 and V2.2 of the converter should be conductive. The current i T is taken over by the nonlinear element R and the capacitor C

wird auf die an Rn abfallende Überspannung aufgeladen (uc in Pfeilrichtung). Das gesteuerte Nullventil V^ wird gezündet, und zwar mit Verzögerung, die' notwendig ist damit keine Zündung während des normalen Betriebes durch Überspannungen aus dem Netz erfolgt. Mit Zündung des gesteuerten Nullventils V^ werden die Stromrichterventile V1.1 und V2.2 nichtleitend, die Steuereinrichtung 2 wird aus dem Kondensator G versorgt und zündet die Stromrichterventile V2.1 und 1.2, wodurch das Nullventil Y„ durch einen negativen Anodenspan- ' ' nungsimpuls (ug in Pfeilrichtung) nichtleitend wird. Der Strom JL. fließt jetzt in umgekehrter Richtung durch das nichtlineare Element R und der Kondensator C wird umgeladen, und sofern die Überspannungserfassung 3 dynamisch in der Lage ist das Nullventil V^ zu zünden v/iederholt sich der Vorgang. Wird das Nullventil V« nicht gezündet, so fließt der Strom iT dauernd, nur inis charged to the overvoltage dropping across R n (u c in the direction of the arrow). The controlled zero valve V ^ is ignited, with a delay, which is necessary so that no ignition during normal operation by overvoltages from the network. With ignition of the controlled zero valve V ^ the converter valves V1.1 and V2.2 are non-conductive, the controller 2 is supplied from the condenser G and ignites the converter valves V2.1 and 1.2, whereby the zero valve Y " by a negative Anodenspan- ' nungsimpuls (ug in the arrow direction) is non-conductive. The current JL. Now flows in the reverse direction through the non-linear element R and the capacitor C is reloaded, and if the overvoltage detection 3 is dynamically capable of the zero valve V ^ to ignite vii repetition of the process. If the zero valve V "is not ignited, then the current i T flows continuously, only in

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wechselnder Richtung, durch das nichtlineare Element R Die netzgelöschte Schaltung des Stromrichters arbeitet also bei Abschaltung durch die Schaltstrecke S1 als selbstgelöschter Wechselrichter unter Energielieferung aus. der Induktivität L des Verbrauchers 1 weiter, wobei das nichtlineare Element R hinsichtlich des Energieumsatzes überfordert wird und die Steuereinrichtung 2 über eine unzulässig lange Zeit Überspannung erhält. Dieser Schwingeffekt führt bei einer Drehstrombrückenschaltung noch zu weiteren nachteiligen Erscheinungen. Bei Ausfall einer Netzzuleitung (Schaltung einer der Schalter S1 in Fig.1) kann der Stromrichter unter den Bedingungen des Schwingbetriebes über die restlichen Netzzuleitungen noch Belastungsstrom liefern und die Amplitude der Überspannung ist auf der Netzseite des Stromrichters höher als auf der Ausgan^sseite. Ein weiterer Nachteil ist, daß durch Zündung des gesteuerten Nullventils Vjj_ durch aus dem Netz kommendealternating direction, through the non-linear element R The network-deleted circuit of the converter thus operates at shutdown by the switching path S1 as a self-extinguished inverter with energy supply. the inductance L of the consumer 1 further, wherein the non-linear element R is overwhelmed in terms of energy expenditure and the control device 2 receives over an unacceptably long time overvoltage. This oscillating effect leads in a three-phase bridge circuit to further adverse phenomena. In case of failure of a power supply line (circuit of one of the switches S1 in Figure 1), the power converter under the conditions of the oscillating operation on the remaining power supply lines still provide load current and the amplitude of the overvoltage is higher on the network side of the converter than on the output side. Another disadvantage is that by ignition of the controlled zero valve Vjj_ coming out of the network

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Überspannungen insbesondere bei antiparalleler Anordnung eines zweiten Stromrichters ein Kurzschlußkreis über das Nullventil V« entsteht. Es ist üblich, zur Begrenzung des Stromes in Reihe mit dem Nullventil Vn einen Widerstand zu schalten und die Bildung der Zündimpulse in der Steuereinrichtung zu unterdrücken. Die letztere Maßnahme bedeutet jedoch eine Betriebsstörung.Overvoltages, in particular in the case of an antiparallel arrangement of a second power converter, a short circuit via the zero valve V «is produced. It is customary to switch a resistor in order to limit the current in series with the zero valve V n and to suppress the formation of the ignition pulses in the control device. The latter measure, however, means a malfunction.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die durch die bekannten Maßnahmen zum Überspannungsschutz hervorgerufenen unerwünschten Beeinträchtigungen der Betriebssicherheit des Stromrichters abzuwenden.The aim of the invention is to avert the caused by the known measures for overvoltage protection undesirable effects of the reliability of the converter.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

- Die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst wird.- The technical problem which is solved by the invention.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter den Bedingungen des realen Stromrichterbetriebes eine wirkungsvolle, Betriebsstörungen vermeidende, Überspannungsschutzeinrichtung zum Schutz von hochinduktive Verbraucher speisende net.zgelöschte Stromrichter zu schaffen, die durch Schalthandlungen an den den Stromrichtern zugeordneten Schaltstrecken hervorgerufen werden.The invention has for its object to provide under the conditions of real power converter operation an effective, malfunction avoidance, overvoltage protection device for the protection of high-inductive loads feeding net.zgelöschte power converters, which are caused by switching operations on the power converters associated switching paths.

- Merkmale der ErfindungFeatures of the invention

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch-gelöst, daß in einem an sich bekannten Entregerkreis, bestehend aus der Reihenanordnung eines BegrenzungswiderstandesThe object is achieved by-dissolved in that in a known Entregerkreis consisting of the series arrangement of a limiting resistor

und einer Entregerventilanordnung.eine nichtlineare Entregerkreisdämpfungsdroasel mit hoher Anfangsindukiivität in Reihe geschaltet ist und die Überspannungsschutzeinrichtung mit einer Informationsverarbeitung, bestehend aus einem Impulsgenerator, einem Steuerviinkelsteller und einer Wirkdauermeßeinrichtung, kombiniert ist· Der Impulsgenerator weist je einen Eingang zur netz- und gleichstromseitigen Spannungserfassung auf und Signalausgänge^welche gleichzeitig auf den Impulsverstärker zur Entregerventilansteuerung,. auf den Steuerwinkelsteller, der über einen Signalausgang mit der Zündimpulssteuereinrichtung verbunden ist, und auf die Wirkdauermeßeinrichtung, die über einen Signalausgang mit der netzseitigen Schaltstrecke verbunden ist, geführt sind·and a de-exciter valve assembly. a high initial inductance nonlinear de-excitation dope is combined in series and the surge protector is combined with information processing consisting of a pulse generator, a control angle controller, and a duration detector. The pulse generator each has one input for line and DC side voltage sensing and signal outputs ^ which at the same time to the pulse amplifier for the Entregerventilansteuerung ,. on the control angle controller, which is connected via a signal output to the Zündimpulssteuereinrichtung, and the Wirkdauermeßeinrichtung which is connected via a signal output to the network-side switching path, are guided ·

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bestehen darin,Further advantageous embodiments of the invention are

- daß die am Impulsgenerator vorgesehenen Signaleingänge zur netz- und gleichstromseitigen Spannungserfassung ODER- verknüpft sind, auf einen Schwell-•wertbildner geführt werden und die mittels einer Impulsfolge erfolgende Anregung der Entregerventilansteuerung zeitverzögert ausgeführt ist;- That the provided on the pulse generator signal inputs to the mains and DC side voltage detection OR are linked, are performed on a threshold • valuer and carried out by means of a pulse train excitation of the Entregerventilansteuerung time delay;

- daß im Steuerwinkelsteller vom ersten Impuls des Impulsgenerators ein zeitlich begrenztes Signal abgeleitet wird, welches in der Zünd impuls st euer einrichtung eine Einstellung der Zündimpulse auf den Wert von etwa 90° elektrisch bewirkt j- That in the Steuerwinkelsteller from the first pulse of the pulse generator, a time-limited signal is derived, which in the ignition pulse st euer your device setting the ignition pulses to the value of about 90 ° electrically causes j

.— daß die Wirkdauermeßeinrichtung eine Impulszählschaltung enthält, die nach Ablauf einer bestimmten Impülsanzahl einen Abschaltbefehl für den Stromrichter auslöst· Dabei ist die Anzahl der Impulse, die zur Abschaltung des Stromrichters führt, eine Punktion des mittleren Impulsabstandes und zwar der-In that case, the number of pulses leading to the shutdown of the power converter is a puncture of the mean pulse interval, namely the number of pulses leading to the shutdown of the power converter.

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art, daß bei Impulsen in großem Abstand kein Abschaltbefehl erfolgt.art that pulses are not switched off at a large distance.

Ausführungsbeispiel "Embodiment "

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.

Eine an sich bekannte Stromrichteranordnung in antiparalleler Schaltung,bestehend aus 12 Ventilen V und der üblichen Kondensatoranordnung (nicht dargestellt) zur Trägerstaueffektbedämpfung und zur Punkentstörung, den Schaltstrecken S1 und S2 und dem Netzschalter S3» den üblichen netzseitigen nichtlinearen Schutzelementen R-, der Zündimpulssteuereinrichtung 2 und dem hochinduktiven Verbraucher 1 mit dem ohmschen und induktiven Lastanteil R und L^ist mit einer Schutzeinrichtung, bestehend aus einer an sich bekannten Entregerventilanordnung mit den antiparallelen Thyristoren Vg - und Vg - ^11 Reihenschaltung mit dem Begrenzungswider st and Rg und der erfindungsgemäßen Ent'-regerkreisdämpfungsdrossel Lg in Reihe geschaltet. Parallel zum Verbraucher 1 als auch zur beschriebenen Schutzeinrichtung liegt das nichtlineare Element Rn2· Der Schutzeinrichtung ist eine Informationsverarbeitung 4, bestehend aus einem Impulsgenerator 5» einem Steuerwinkelsteller 6 und einer Wirkdauermeßeinrichtung 7, zugeordnet, welche durch ein Netzteil 8 versorgt wird, welches vorteilhafterweise ao ausgestaltet ist, daß seine Ausgangsspannung bei Ausfall der Spannung einer Netzzuleitung oder Kurzschluß derselben gegen eine andere Zuleitung erhalten bleibt. Im Impulsgenerator 5 wird über die ODER-verknüpften Signaleingänge Si1 und Si2 die Spannung auf der Eingangs- und Ausgangsseite des Stromrichters erfaßt. Bei Überschreitung einer einstellbaren Schwelle werden fürA conventional power converter arrangement in antiparallel circuit, consisting of 12 valves V and the usual capacitor arrangement (not shown) for Trägerstaueffektbedämpfung and punk interference, the switching sections S1 and S2 and the power switch S3 »the usual network-side non-linear protection elements R-, the Zündimpulssteuereinrichtung 2 and the highly inductive load 1 with the resistive and inductive load components R and L ^ is connected to a protective device consisting of a per se known Entregerventilanordnung with the anti-parallel thyristors Vg - and Vg - ^ 11 series circuit with the Begrenzungswider st and Rg and Ent'- invention Recirculation damper Lg connected in series. The nonlinear element R n2 lies parallel to the consumer 1 and also to the protective device described. The protective device is assigned an information processing 4 consisting of a pulse generator 5 "a control angle adjuster 6 and an effective duration measuring device 7, which is supplied by a power supply unit 8 which advantageously ao is configured so that its output voltage is maintained in case of failure of the voltage of a power supply line or short circuit of the same against another supply line. In the pulse generator 5, the voltage on the input and output side of the power converter is detected via the OR-linked signal inputs Si1 and Si2. If an adjustable threshold is exceeded for

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die Dauer der Überschreitung Rechteckimpulse (mit einer Breite von ca. lOQyus und einem Abstand von ca. 250 /us) erzeugt, die über einen Impulsverstärker 9 an die Steuerelektrode des gerade zu zündenden ^ntregerventils Y„ geführt werden und eine Einschaltung des Entregerventilkreises bewirken. Zur Vermeidung einer Impulserzeugung durch Überspannung geringer Zeitdauer aus dem Hetz, die nicht auf eine Schalthandlung an den Schalt-» strecken S1 bis S3 zurückzuführen ist, ist die Anregung zeitverzögert ausgeführt, so daß für den Pail einer Schalthandlung die nichtlinearen Elemente R1 und R ~ in der Zeit zwischen dem Auftreten der Überspannung und deren Unterbindung durch die Entregerventileinschaltuns: einen geringen Teil der in der Induktivität L des Verbrauchers 1 enthaltenen Energie umsetzen müssen. Durch die Erzeugung einer Impulsfolge wird bewirkt, daß ein Entregerkreis auch dann gebildet wird, wenn durch eine Überspannung längerer Dauer aus dem Netz, z.B. durch Abschaltung einer am gleichen Netz liegenden Stromrichteranordnung mit Verbraucher hoher Induktivität, eine Anregung erfolgt ist und dana'ch Schalthandlungen an den Schaltstrecken S1 bis S3 durchgeführt werden. Zur Vermeidung einer Betriebsstörung in der Form, daß speziell bei antiparalleler Schaltung der Stromrichter gemäß Pig.3 eine Anregung durch Überspannung aus dem Netz erfolgt, und durch Einschaltung des Entregerkreises eine zusätzliche Belastung durch den Begrenzungswider st and Rg entsteht, wird im Steuerwinkelsteller 6 durch den ersten Impuls aus dem Impulsgenerator ein kurzzeitiger (ca. 30 ms langer) Befehl gebildet, der in.der Zündimpulssteuereinrichtung 2 eine Einstellung der Zündimpulse für die Stromrichterventile V auf den Wert von etwa 90° elektrisch bewirkt. Dadurch liegt am Ausgang des Stromrichters nahezu nur V/echselspannung und das stromführende Entreger-the duration of the excess rectangular pulses (with a width of about lOQyus and a distance of about 250 / us) generated, which are guided via a pulse amplifier 9 to the control electrode of the just to ignite ^ ntregerventils Y "and cause an activation of the Entregerventilkreises. In order to avoid pulse generation by overvoltage of short duration from the rush, which is not due to a switching action on the switching sections S1 to S3, the excitation is executed with a time delay, so that for the pail of a switching operation the nonlinear elements R 1 and R ~ in the period between the occurrence of the overvoltage and its suppression by the Entregerventileinschaltuns: must implement a small part of the energy contained in the inductance L of the consumer 1. The generation of a pulse train causes a de-energizing circuit to be formed even when excitation has taken place by an overvoltage of longer duration from the mains, for example, by switching off a converter arrangement on the same network with a high inductance consumer and switching on the switching paths S1 to S3 are performed. To avoid a malfunction in the form that especially in anti-parallel circuit of the inverter according to Pig.3 excitation by overvoltage from the grid, and by switching the Entregerkreises an additional load by the Begrenzungswider st and Rg is formed in the Steuerwinkelsteller 6 by the the first pulse from the pulse generator formed a short-term (about 30 ms long) command, which causes in.der Zündimpulssteuereinrichtung 2 an adjustment of the ignition pulses for the power converter valves V to the value of about 90 ° electrically. As a result, at the output of the power converter, almost only AC voltage and the current-carrying de-excitation voltage are present.

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Ventil VE wird durch eine negative Anodenspannung nichtleitend, und nach Zurücknahme des Steuerbefehls ist der normale Betriebszustand wieder hergestellt. Durch die Wirkdauermeßeinrichtung 7 wird die Zeit des Auftretens einer Überspannung durch Zählung der Impulse aus dem Impulsgenerator 5 erfaßt und nach Ablauf einer bestimmten Impulsanzahl ein Befehl zur Abschaltung des Stromrichters auf die Schaltstrecke S3 für den Fall gegeben, daß insbesondere durch Ausfall einer Netzzuleitung fortlaufend der bereits beschriebene Schwingeffekt auftritt und zu einer unzulässig langen Überspannungsbelastung führt. .Valve V E becomes nonconductive due to a negative anode voltage, and after resuming the control command, the normal operating state is restored. By the Wirkdauermeßeinrichtung 7, the time of occurrence of an overvoltage by counting the pulses from the pulse generator 5 is detected and given a certain number of pulses, a command to shutdown the power converter to the switching path S3 in the event that in particular by failure of a power line continuously the already described oscillation effect occurs and leads to an unduly long overvoltage load. ,

Entsprechend der zeitabhängigen Überlastfähigkeit der nichtlinearen Elemente R- und Rp ist die Anzahl der Impulse, die zur Abschaltung führt, eine Punktion des mittleren Impulsabstande3 und zwar derart, daß bei Impulsen im großen Abstand kein Abschaltbefehl erfolgt»According to the time-dependent overload capacity of the non-linear elements R- and Rp, the number of pulses leading to the shutdown, a puncture of the mean Impulsabstande3 in such a way that at pulses at a large distance no shutdown command occurs »

Durch die erfindungsgemäße Einfügung der Entregerkreisdämpfungsdrossel L- wird das Eintreten des nichtleitenden Zustandes des gerade stromführenden Entregerventils Vg beim Schwingeffekt verhindert. Bei entsprechender Auslegung der Entregerkreisdämpfungsdrossel L™ wird erreicht, daß der beim'Schwingeffekt auftretende beschriebene negative Anodenspannungsimpuls keinen Stromnulldurchgang zur Folge hat. Zur Sicherung des Dämpfungseffektes muß die Entregerkreisdämpfungsdrossel L™ bei kleinem Strom i,. eine hohe Induktivität und kann bei großem Strom eine kleine Induktivität besitzen. Demzufolge ist die Entregerkreisdämpfungsdrossel als eine sogenannte nichtlineare Drossel mit vom Strom abhängiger Induktivität ausgeführt, wie es zur Sicherung der Punktion des Steuerwinkelstellers erforderlich ist, wo wiederum eine möglichst kleine Induktivität gefordert ist.The inventive insertion of the Entregerkreisdämpfungsdrossel L- the entry of the non-conductive state of the just energized Entregerventils Vg is prevented in the oscillating effect. With appropriate design of the Entregerkreisdämpfungsdrossel L ™ ensures that the occurring at the 'swinging effect described negative anode voltage pulse has no current zero result. To ensure the damping effect, the Entregerkreisdämpfungsdrossel L ™ at low current i ,. a high inductance and can have a small inductance at high current. Consequently, the Entregerkreisdämpfungsdrossel is designed as a so-called non-linear inductor with current-dependent inductance, as required to secure the puncture of the control angle actuator, where again the smallest possible inductance is required.

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Die erfind ungsgemäße übers pannungs schutzeinrichtung: ist nicht nur auf Stromrichterschaltungen gemäß Fig.1 und 3 beschränkt, sondern gleich vorteilhaft z.B. bei einer 2pula-Brückenschaltung oder 3puls-Mittelpunkt~ schaltung, sowie auch für Stromrichter im Einrichtungsbetrieb anwendbar·The overvoltage protection device according to the invention: is not limited to power converter circuits according to FIGS. 1 and 3, but is equally advantageously used e.g. for a 2pula bridge circuit or 3-pulse center-point circuit, as well as for converters in set-up mode applicable ·

Enthält ein Stromrichter die Schaltstrecken S2 nicht, so wird nur die Signalerfasaung Si1 an der Netzseite des Stromrichters eingesetzt und das gleichstromseitige nichtlineare Element Rp kann durch einen hochohmigen Widerstand zur Unterbindung von Überspannungen durch Restströ'me, welche durch den Haltestrom der Thyristoren V und Vg bedingt sind, ersetzt werden. Es ist auch möglich, an Stelle der Erfassung der Spannung indirekt den Strom durch die nichtlinearen Elemente als Wirkung einer Überspannungsbeanspruchung auf die Signaleingänge Si1 und Si2 zu führen. Die Überspannungsschutzeinrichtung wirkt auch in der beschriebenen Weise, wenn an Stelle der nicht-linearen Elemente Energiespeicher in Form von rückwirkungsfrei angeschlossenen Kondensatoren angeordnet sind, wobei unter rückwirkungsfrei z.B. der Anschluß über eine Gleichrichterbrückenschaltung zu verstehen ist.If a power converter does not include the switching paths S2, only the signal sensing Si1 is used on the power converter side and the DC side non-linear element Rp can be replaced by a high-resistance resistor to prevent overvoltages due to residual currents caused by the holding current of the thyristors V and Vg are to be replaced. It is also possible, instead of detecting the voltage, to indirectly carry the current through the non-linear elements as an effect of an overvoltage stress on the signal inputs Si1 and Si2. The overvoltage protection device also acts in the manner described if, instead of the non-linear elements, energy stores are arranged in the form of non-reactive capacitors connected, wherein, under reaction-free conditions, e.g. the connection via a rectifier bridge circuit is to be understood.

Claims (4)

Erfindungsanspruch:Invention claim: Überspannungsschutzeinrichtung für hochinduktive Verbraucher speisende netzgelöschte Stromrichter, insbesondere Umkehrstromrichter mit steuerbaren Ventilen, wobei der Stromrichter Schaltstrecken in den Stromrichterzuleitungen und Stromrichterzweigen aufweist, während netzseitig Überspannungsschutzelemente sowie eine Zündimpulssteuereinrichtung für die Stromrichterventile angeschlossen sind und gleichstromseitig jeweils parallel zum Verbraucher ein nichtlineares Überspannungsschutzelement sowie ein Entregerkreis geschaltet ist, wobei der Entregerkreis eine Reihenschaltung eines Begrenzungswiderstandes mit einer Entregerventilanordnung, bestehend aus je einem über einen Impulsverstärker angesteuertes steuerbares Ventil für jede Stromrichtung, auf we ist, gekennzeichnet dadurch, daß im Entregerkreis in Reihe mit dem Begrenzungswiderstand (Rg) und der Entregerventilanordnung (Vg1; Vg ρ) eine nichtlineare Entregerkreisdämpfungsdrossel (Lg) mit hoher Anfangsinduktivität eingefügt ist, und daß die Uberspannungsschutzeinrichtung mit einer Informationsverarbeitung (4), bestehend aus einem Impulsgenerator (5), einem Steuerwinkelsteller (6), und einer Wirkdauermeßeinrichtung (7), kombiniert ist, wobei der Impuls-Overvoltage protection device for high-inductive loads feeding network-deleted converters, in particular reversing converter with controllable valves, the power converter has switching paths in the converter leads and converter branches, while the grid side overvoltage protection elements and a Zündimpulssteuereinrichtung for the converter valves are connected and the DC side parallel to the consumer a non-linear overvoltage protection element and a de-energizing circuit is connected in which the de-energizing circuit is a series connection of a limiting resistor with a de-regulating valve arrangement consisting of a controllable valve controlled by a pulse amplifier for each current direction, characterized in that in the de-energizing circuit in series with the limiting resistor (Rg) and the de-regulating valve arrangement (Vg 1 Vg ρ) is a non-linear de-excitation (Lg) inductor with high initial inductance and that the overvoltage protection device is combined with information processing (4) consisting of a pulse generator (5), a control angle adjuster (6), and a duration measuring device (7), the impulse 204496204496 generator (5) je einen Signaleingang zur netz- und gleichatromaeitigen Spannungserfaasung (Si1; Si2) aufweist und Signalausgange vom Impulsgenera-generator (5) each having a signal input to the network and gleichatromaeitigen Spannungserfaasung (Si1; Si2) and signal outputs from the pulse generator . tor (5) gleichseitig auf den Impulsverstärker (9) zur Entregerventilansteuerung, auf den Steuer-, toroid (5) on the impulse amplifier (9) for deactivating valve control, on the control :. Winkelsteller (6), der über einen Signalausgang mit der Zündimpulssteuereinrichtung (2) verbunden ist, und auf die Wirkdauermeßeinrichtung (7), die über einen Signalausgang mit der netzseitigen Schaltstrecke (S3) verbunden ist, geführt sind.:. Angle plate (6), which is connected via a signal output to the Zündimpulssteuereinrichtung (2), and the Wirkdauermeßeinrichtung (7), which is connected via a signal output to the network-side switching path (S3) are guided. 2. Überspannungsschutzeinrichtung gemäß Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die zur netz- und gleiciistromseitigen Spannungserfassung vorgesehenen Signaleingänge (Si1; Si2) des Impulsgenerators (5) ODBR-verknüpft und auf einen Schwellwertbildner geführt sind, und daß die mittels einer Impulsfolge erfolgende Anregung der Entregerventilansteuerung zeitverzögert ausgeführt ist. -2. Overvoltage protection device according to item 1, characterized in that the signal inputs (Si1; Si2) of the pulse generator (5) provided for line and line current-side voltage detection are ODBR-linked and fed to a threshold value generator, and in that the excitation of the deactivation valve control takes place by means of a pulse train is executed with a time delay. - 3. Überspannungsschutzeinrichtung gemäß Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß im Steuerwinkelsteller (6) vom ersten Impuls des Impulsgenerators(5) ein zeitlich begrenztes Signal abgeleitet wird, welches in der Zündimpulssteuereinrichtung (2) eine Einstellung der Zündimpulse auf den Wert von etwa 90° elektrisch bewirkt.3. overvoltage protection device according to item 1, characterized in that in the Steuerwinkelsteller (6) from the first pulse of the pulse generator (5) a time-limited signal is derived, which in the Zündimpulssteuereinrichtung (2) an adjustment of the ignition pulses to the value of about 90 ° electrically causes. 4· Überspannungsschutzeinrichtung gemäß Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Wirkdauermeßeinrichtung (7) eine Impulszählschaltung enthält, die nach Ablauf einer bestimmten Impulsanzahl einen Abschaltbefehl für den Stromrichter auslöst.4 · overvoltage protection device according to item 1, characterized in that the duration measuring device (7) includes a pulse counting circuit which triggers a shutdown command for the power converter after a certain number of pulses. 2044920449 Überspannungsschutzeinrichtung gemäß Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Anzahl der Impulse, die zur Abschaltung des Stromrichters führt, eine Punktion des mittleren Impulsabstandes ist und zwar derart, daß bei Impulsen in großem Abstand kein Abschaltbefehl erfolgt.Overvoltage protection device according to item 4, characterized in that the number of pulses that leads to the shutdown of the power converter, a puncture of the average pulse spacing and in such a way that when pulses at a large distance no shutdown occurs. - Hierzu 2 Blatt Zeichnungen -- For this 2 sheets drawings -
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