DE1438700A1

DE1438700A1 - Device for monitoring converter systems with electric valves consisting of semiconductor elements

Info

Publication number: DE1438700A1
Application number: DE19611438700
Authority: DE
Inventors: Erhard Lehmann
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1961-10-14
Filing date: 1961-10-14
Publication date: 1969-04-10

Description

Einrichtung zur Überwachung von Stromrichteranlagen mit aus Halbleiterelementen bestehenden elektrischen Ventilen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verbesserung von Strom-xichteranlagen mit aus steuerbaren oder nichtsteuerbaren Halbleiter- elementen bestehenden elektrischen Ventilen und hat speziell die Schaffung einer Überwachungseinrichtung zum Gegenstand, damit an den Halbleiterelementen keine unzulässigen thermischen Beanspruchungen entstehen können. Halbleiterelemente, insbesondere solche auf der Basis *tnes einkristallinen Halbleiters aus oder nach Art von Iilizium oder einer intermetallischen Verbindung, sind bereits betriebsmässig gewöhnlich mit hoher Stromdichte beansprucht, sodass elektrische Belastungsstösse, die sich an ihnen in entsprechenden thermischen Überlastungen zeigen, sehr leicht zu einer Zerstörung des Halbleiterelementes führen.kdnnen, wenn sie nicht betriebsmässig schnell und rechtzeitig sowie entsprechend dem tatsächlichen thermi- schen Verhalten des Halbleiterelementes, wie es durch dessen Aufbau vorgegeben ist, erfasst werden. Es JA im allgemeinen auch durchaus -nicht ohne weiteres möglich, das tatsächliche thermische Verhalten . eines Halbleiterelementes bei Belastungsstössen dadurch zu erfassen, dass. nur die Temperatur an dem Gehäuse überwacht wird, weiches das eigentliche Halbleiterelement-einschliesst. Die Erfindung geht nun aber von der Erkenntnis aus,, dass eine solche erwünschte technisch vollkommene Überwachung von Halbleiterelementen hinsichtlich ihres thermischen Verhaltens bei den betriebsmässigen Beanspruchungen dann erreicht werden"kann,_wenn die .Überwachung an derjenigen Stelle statt-"indet, wo tatsächlich am Halbleiterelement aufgrund der stromab- zängig entwickelten Jouletschen Wärme die höchste Temperatur auftritt. Das sind aber bekanntermassen der oder die pn-Übergänge des Halbleiter- elementes.-Hufgrund dieser Überlegungen könnte sich somit z.B. zunächst die Lösung 3rgeben, wonach das einzelne Halbleiterelement an seinem pn-Übergang bzw. Sem diesem behä`chbart liegenden, Elektrodenkörper durch ein geeignetes th#rmiachee Organ überwacht wird. Sollte in diesem Sinne jedes der Halbleit@reletn@nte entsprechend ausgebildet werden, so würde das einen wesentlichen Aufwand bedeuten und ausserdem würde die Fertigung jede: der Halbleiterelemente mit Rücksicht auf das thermische Organ an dem Halbleiter-System erfolgen müssen, was zu Erschwernissen in der Serienfertigung der Halbleiterelemente und zu einer entsprechend angepassten-Bauform zwingen würde. Die Erfindung geht zur-Vermeidung dieser Schwierigkeiten daher von der Überlegung aus" dann es zur Erzielung eines praktisch gleichartigen Effektes in der Überwachung einer Stromrichteranlage mit aus steuer- baren oder nichtateuerbaren-Halbleiterelementen bestehenden elektrische Ventilerz führen wird, wenn in Zuordnung zu allen oder mindestens Gruppe von Halbleiterelementen der Stromrichteranlage, die deren Verbraucher- strom führen, nur gemeinsam je ein zusätzliches Halbleiterelement gleichartigen Aufbaues benutzt wird, an denen als gleichartigen thermischen Abbildern das Erwärmungsverhalten der den Verbraucherstrom führenden Halbleiterelemente überwacht wird und die beirrt Auftreten unzulässiger thermischer Belastungsfälle als. Ursache von elektrischen Überlastungen irgendwelche Schutzschaltungen oder auch bereits diesen vorausgehende Anzeigen oder: Signalgaben oder auch einen Schutzbetrieb' herbeiführen. Unter Schutzbetrieb soll dabei z.8. verstanden werden, dass eine entsprechende verstärkte künstliche oder zusätzliche künstliche Kühlung herbeigeführt wird. Dieses jeweils als thermisches. Abbild benutzte zusätzliche,>t.gltichärtig . M.,,.Means for monitoring of converter installations consisting of semiconductor elements electric valves The present invention relates xichteranlagen with consisting of controllable or non-controllable semiconductor elements electric valves to an improvement of power and has specifically the creation of a monitoring device to the object so that no inadmissible to the semiconductor elements, thermal stresses can arise. Semiconductor elements, in particular those based on monocrystalline semiconductors made of or in the manner of silicon or an intermetallic compound, are usually subject to high current density during operation , so that electrical load surges, which are manifested on them in corresponding thermal overloads, very easily lead to destruction of the semiconductor element, if they are not recorded quickly and in good time and in accordance with the actual thermal behavior of the semiconductor element, as specified by its structure. In general, YES , the actual thermal behavior is not readily possible. of a semiconductor element in the event of load surges in that only the temperature on the housing is monitored, which includes the actual semiconductor element. The invention is based on the knowledge that such a desired, technically perfect monitoring of semiconductor elements with regard to their thermal behavior under operational stresses can then be achieved "if the monitoring takes place at the point where the semiconductor element is actually located the highest temperature occurs due to the Jouletian heat developed downstream. These are however known to the one or more pn junctions of the semiconductor elementes.-Hufgrund these considerations could thus for example, first 3rgeben the solution, after which the individual semiconductor element behä`chbart at its pn junction or Sem this lying electrode body suitable by a th # rmiachee organ is monitored . If, in this sense, each of the semiconductor relays were to be designed accordingly, this would mean a considerable effort and, in addition, the production of each of the semiconductor elements would have to be carried out with regard to the thermal organ on the semiconductor system, which would make it difficult Series production of the semiconductor elements and a correspondingly adapted design would force. To avoid these difficulties, the invention is therefore based on the consideration "then it will lead to achieving a practically similar effect in the monitoring of a converter system with electrical valve ore consisting of controllable or non-controllable semiconductor elements , if assigned to all or at least a group of semiconductor elements of the converter system, which carry their consumer current, only one additional semiconductor element of the same type is used jointly, on which the heating behavior of the semiconductor elements carrying the consumer current is monitored as thermal images of the same type and the confused occurrence of impermissible thermal load cases as the cause of electrical overloading any protection circuits or already preceding them ads or:. signal gifts or a protection mode cause 'under protection mode is intended to be Z.8 understood that a corresponding. increased artificial or additional artificial cooling is brought about. This in each case as thermal. Image used additional,> daily valid. M. ,,.

aufgebaute elektrische Halbleiter-Element, braucht dabei nicht mit den durchaus gleichartigen Bedingungen betrieben zu-werden, wie-es für diejenigen Halbleiterelemente der welche der Betriebsstrom.derVerbraucheranlage fliesst. Es werden vielmehr. vorzugsweise erfindungsgemäss nur an diesem zuir Überwachung dienenden Halbleiterelement diejenigen gleichartigen Betriebsverhältnisse geschaffen, die für alle die Halbleiterelemente bzw. derenentsprec hendE Gruppe im wesentlichen_bestimmend für ihre betriebsmässige Erwärmung sind. Das sind aber im wesentlichen nur diejenigen Ströme, die in Flussrichtung über die Halblelterelemente ihren Weg nehmen, denn die : , in der Sperrphase der Halbleiterelemente über diese fliessenden Ströme können nach den gewonnenen Erfahrungen für die Überwachung des Erwärmungsverhaltens der Halbleiterelemente oftmals praktisch . vernachlässigt werden. Es gehört daher weiter zum Wesen der Erfindung,. dass die zusätzlichen bzw. zur Überwachung dienenden Halbleiterelemente nicht in Hauptstromkreisen der Stromrichteranordnung sondern in besonderen Messkreisen angeordnet werden, die abhängig von der Stromführung über diejenigen Halbleiterelemente, welche den Betriebsstrom der Stromrichteranla,ge führen, nur über geeignete entsprechende Serienwandler oder über Nebenwiderstände gespeist werden.' Hierdurch ist dann möglich, an diesen Überwachungs-Halbleiter-Elementen gegenüber den Betriebsstrom-Iialbleiter-. Elementen mit einer nur relativ geringen Sperrspannung zu arbeiten. Das bedeutet aber, dass diese Überwachungs.-Halbleiter-Blemente stets nur mit relativ geringer Sperrspannung beansprucht werden. Das liegt aber im Sinne der Erhaltung ihrer Betriebstüchtigkeit als Überwachungs einrichtung, denn sie haben auf diese Weise eine gröseere Lebensdauer Die Überwachung der Stromrichteranlage mittels dieser zusätzlichen, lediiglich für Überwachungszwecke als thermische Abbilder der den Verbraucherstrom führenden Halbleiterelemente dienenden Halbleiterelemente kann dabei auf verschiedenen Wegen erfolgen: Der eine dieser benutzbaren Wege besteht darin, dass jedes der zusätzlichen Halbleiterelemente mit mindestens einem besonderen Thermofühler, z.8. einem Thermoelement, an der thermisch kritischsten Stelle, also z.B. möglichst nahe seinem pn-Übergang, ausgestattet wird. Dieser Thermofühler kann hierfür unmittelbar an der einlegierten Elektrode befestigt werden, durch deren Einlegierungsvorgang der pn-Übergang in dem Halbleiterkörper gebildet wird. Diese Befestigung kam soweit gehen, dann der Thermofühler mit dieser einlegierten Elektrode verlötet, legiert oder verschweisst wird. Ein solches erfindungsgemäss benutztes zusätzliches Halbleiterelement ist dann so aufgebaut, dass aus der Fassung, welche das eigentliche Halbleiter-element einschliesst, nicht nur der bzw. diejenigen Pole herausgeführt sind, welche dazu dienen, über--das Halbleiterelement, z.B. els Diode, den Strom zu führen, sondern es werden aus dieser Fassung zusätzlich noch c;e Anschlussleitungen herausgeführt, welche mit dem bzw. den an dem Halbleiterelement vorgesehenen Thermofühlern elektrisch verbunden sind.built-up electrical semiconductor element, does not need to be operated with the same kind of conditions as-is for those semiconductor elements which the operating current. of the consumer system flows. Rather, it will be. preferably according to the invention which are provided only at this zuir monitoring serving semiconductor element like those operating conditions for all the semiconductor elements or derenentsprec rising group wesentlichen_bestimmend for their operation even heating. However, these are essentially only those currents that take their way in the direction of flow over the half-parent elements, because the:, in the blocking phase of the semiconductor elements over these flowing currents, according to the experience gained, can often be practical for monitoring the heating behavior of the semiconductor elements. be ignored. It therefore belongs to the essence of the invention. that the additional semiconductor elements or those used for monitoring are not arranged in main circuits of the converter arrangement but in special measuring circuits which, depending on the current conduction via those semiconductor elements that carry the operating current of the converter system, are only fed via suitable corresponding series converters or via shunt resistors. ' This then makes it possible to use these monitoring semiconductor elements as opposed to the operating current Iialbleiter-. Elements to work with only a relatively low reverse voltage. However, this means that these monitoring semiconductor elements are only ever stressed with a relatively low reverse voltage. But that is in the sense of preserving their serviceability as a monitoring device, as they have in this way a gröseere life Monitoring the converter system by means of these additional lediiglich serving for monitoring purposes as thermal images of the load current leading semiconductor elements semiconductor elements can take place in several ways: One of these usable ways is that each of the additional semiconductor elements with at least one special thermal sensor, z.8. a thermocouple, is thus possible, provided on the thermally critical location, for example near its pn junction. For this purpose, this thermal sensor can be attached directly to the alloyed electrode, the alloying process of which forms the pn junction in the semiconductor body. This fastening came as far as the thermal sensor is soldered, alloyed or welded to this alloyed electrode. Such according to the invention-used additional semiconductor element is then constructed so that not only the or those poles are led out of the socket, which encloses the actual semiconductor element, which serve, over - the semiconductor element, for example els diode, the current to lead, but it still from this version additionally c; e led out wires, which with the or the provided on the semiconductor element thermocouples are electrically connected.

Es können dabei an sich geläufige Thermoelemente zur Anwendung gelangen, wie sie z.8. in Form von Kupfer-Konstantan-Elementen bekannt sind.. :in weiterer gemäss der Erfindung wählbarer Lösungsweg besteht darin, lass ein gleichartiges Halbleiterelement zur Überwachung benutzt rird, an welcheui die temperaturabhängige Änderung der Lage einer seiner Kennlinien überwacht und, wenn es sich dabei um eine Kenn- Linie in der Flussrichtung eines pn-Überganges handelt, entweder sie bei konstantem Strom durch die temperaturabhängige Verlagerung der Cennlinie auftretende Änderung der in Flussrichtung an dem Halb- _eiterelement liegenden Spannung oder beim Anlegen einer konstanten lpännung auftretende= Änderung des Stromes als Mass für die Temperatur )enutzt wird. Wird das Verhalten der Sperrkennlinie an einem pn- tbergsng eines solchen Überwachungshalbleiterelementes benutzt als 'riterium, 'so wird die-temperaturabhängige Verlagerung der Sperr- :ennlinien in Richtung auf verschiedene Sperrströme bei konstanter ;pannung oder in Richtung auf -verschiedene Sperrspannungen bei kon- ;tantem Sperrstrom-ausgenutzt. Der konstante Strom bzw. die konstante Spannung brauchen gegebenenfalls nur Impulse gleichbleibender Grösse ;u sein. _. 'ach dieser Lösung ist es also nicht erforderlich, ein Überwachungs- Halbleiterelement in der Weise aufzubauen,, dass in ihn ein entsprechender 'hermofühler eingebaut ist, sondern es wird eine mittelbare Überwachung. .urchgefUhrt, bei welcher das gleichartige Halbleiterelement.-in seiner rsprünglichen Form, die derjenigen der eigentlichen zu überwachenäe@i--,- nd Betriebsstrom führenden Halbleiterelemente entspricht, benutzt- -y'-`-' erden kann. - Liegt.:- beispielsweise a ls Stromriehteranlage eine- Steri% °-° chaltung vor,. die in ihren einzelneei @häseriLitizngen je- eine-"eiektr;ische entilanordnung.enthält,.so kann jede dieser Ventilanordnungen beispiels- weise aus einer Mehrzahl-von parallelgeschalteten Halbleitergleichric elementen oder einer Reihenschaltung von Halbleitergleichrichtereleme oder auch einer T?e-ihen-Parallelschaltung von Halbleiteralei.ch-richter elementen.:bestehen. Erfindungsgemäss wird dann dieser einzelnen Ventilanordnung zur ffberwa-chung des Verhaltens ihrer Halbleiterelemen z.B. ein gemeinsames gleichartiges Halbleiterelement zur Überwachung in einem= entsprechenden an die Hauptleitung angekoppelten Messkreis zugeordnet. Liegt z.B..eine Stromrichteranordnung nach Art einer-Gleichrichterbrückenschaltung vor, so kann. den Halbleiterelementen jedes Zweiges der Gleichrichterbrückenschaltung je ein Uberwachungshalbleiterelement zugeordnet werden. Die erfindungsgemässe-Aufgabe kann jedoch auch dadurch gelöst werden, dass ein solches Uberwachungs element in einem an den Strang, d.h. die Wechselstromzuleitung zu der Brückenschaltung angekoppelten Messkreis vorgesehen wird. In diesem Falle muss allerdings zweckmässig berücksichtigt werden, dass in der Wechselstromzuleitung die Ströme verschiedener Richtung nacheinander wirksam weräender, den Betriebsstrom führender Halbleiterelemente fliessen.«Es ist also dann sinnvoll, für jede dieser Stromrichtungen je ein solches Überwachungshalbleiterelement entsprechend der Polung im Messkreis vorzusehen, wobei also dann beide dieser Überwachungshalbleiterelemente zueinander in einer Gegenparallelschaltung liegen. Zi;ig.;üäheren_Erläuterung der Erfindung, wird nunmehr- auf die Ausführung: beispiele nach den. Figuren der Zeichnung Bezug genommen, bei deren Erläuterung sich noch. weitere vorteilhafte in Verbindung mit der grunc sätzllchen..Erfi,ndung.benutzbare Einzelmerkmale ergeben. werden. . In Fig. 1 bezeichnet 1 eine, den Verbraucherstrom führende Ventil- anordnung, die z.8. aus einer Mehrzahl von parallelgeschalteten Halbleiterglechrichterelementen bestehen kann. Die Halbleitergleichriahterelemente dieser Ventilanordnung sind also erfindungagsmäss zu überwachen:: Hierfür ist an die Zuleitung 2 zu der Ventilanordnung ein Strowandler 3 angekoppelt, dir über seine Sekundärwicklung 3.a einen Überwachungskrem speist, der einen_einstellbaren Widerstand 4 und das-Überwachungshalbleiterelement 5 enthält. Diesen Überwachungshalbleiterelement # kann z.B. einen Aufbau haben, wie er in Fig. 2 wiedergegeben ist. Bei diesem Überwaahungaharbleterelement ist das eigentliche Halb- leiterelement 58 am Boden einer Fassung 5b befestigt, und an dem zweiten Pol des Halbleiterelementes ist ein biegsamer Leiter 5e, der bis in den inneren Hohlraum 5d einer metallischen Hülse von H@förmigem Querschnitt 5e reicht, durch Verlötung befestigt, Von der äusseren Aussparung dieser Hülse 5e von H-förmigem Querschnitt führt ein biegsamer Anschlussleiter 5f weg. Diese Metallhülse 5e ist die innere Hülse einer elektrisch isolierenden Durchführung, deren Isolierkörper. z.B: aus eingeschmolzenem Glas 5g besteht, und deren äussere- metalli- sche Fassung mit 5'h bezeichnet ist. Diese Fassung 5h ist gasdicht mit de Fassung 5b verlötet. Zwischen dem Anschluss des biegsamen Leiters 5c bzw. unterhalb eines pfennenförmigen Körpers ist gleichzeitig noch ein Thermoelement 6 eingelötet, von welchem die Anschlussleitungen 7 isolier durch den Glaskörper 59 mit Hilfe einer entsprechenden Einschmelzung herausgeführt sind. Die Anschlüsse dieses Thermoelementes 7 .sind zu einer Messeinr-idttüng 8- geführt, welche beim Überschreiten des ent- sprechenden Temperaturwertes gemäss der Wirkungslinie 9, z.B. die Öffnung den Schalters 1o herbeiführt, sodass die Ventilanordnung 1 dann von dem speisenden Netz abgeschaltet ist. Die Fia. 3 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel für die Anwendung der Erfindung, wobei ein Überwachungshalbleiterelement benutzt ist, an welchen die temperaturabhängige Verlagerung der Flusskennlinie überwacht wird und die dabei auftretende Änderung der in Flussrichtung an dem Halbleiterelement bestehenden Spannun g bei konstantem Strom als Mass für die zulässige bzw. unzulässige Temperatur an den zu überwachenden, den Betriebsstrom führenden Halbleiterelementen benutzt wird. Soweit in dieser Figur wieder die gleichartigen Teile wie in Fig. 1 vorhanden sind, sind für diese unmittelbar die gleichen'Bezugszeichen beibehalten worden. So enthält diese Anlage wieder die zu überwachende Ventilanordnung 1 , die beispielsweise wieder aus mehreren parallelgeschalteten Halbleiterelementen bestehen kann und den Stromwandler 3, über welchen der Übsrwachungamesakreia an die Hauptleitung 2, welche den Verbraucherstrom führt, angekoppelt ist. Das zur Überwachung dienende Halbleiterelement ist in diesem Falle mit 11 bezeichnet. Der Überwachungskreis enthält in diesem Fall noch ein zusätzliches elektrisches Ventil 12, sowie ein weiteres Ventil 13, wobei den Ventil 122 mit dem Vintil il die gleiche Durehlasarichtung gemeinsam hat, während den Ventil @3 gegenparallel zu der Durchlassrichtung des Überwachungsventiles 11 geschaltet ist. Eine solche Anordnung nach Fig. 3 arbeitet - wenn gleichzeitig hier= für das Kennlinienschaubild nach Fig. 4 in Betracht gezogen wird -in der nachfolgenden Weise, bei der Annahme, dass in diesem Falle die Einrichtung-14, in welcher die Temperaturmessung stattfindet,- eine Einrichtung enthält, welche in-der Lage ist, einen konstanten Ileichstrom über-das Überwachungsventil 11 in der Durchlassrichtung zu schicken. ` F ?liesst über die Zuleitung 2 und die Ventilanordnung 1 ein Ström in ?lusarichtung, so fliesst im Messkreis .über das Ventil 12, den Über- #achungsventil 11 und den Widerstand 4 ein entsprechender Strom, durch ien das Überwachungsventil 11 entsprechend erwärmt wird. Tritt nun in der Leitung 2 ein Strom entgegengesetzter Polarität auf, so wird such im Sekundärkreis des Stromwandlers 3 eine diesem Strom entsprechende Spannung an dem als BUrde wirksam werdenden Ventil 12 auftreten, indem iiise über das Ventil 13 an den rechten Pol diesen Ventiles 12 ;*langen kann. Während dieser Sperrhalbwelle wird gleichzeitig aus der s'inrichtung 14 ein konatadter Strom über das Überwachungsventil 11 ;eachickt, so dann an den Anschlussleitungen dieses Ventilen 1-1 in der ginrichtung 14 eine entsprechende Spannung in Flussrichtung gemessen rird. lach der Fig. 4 werde angenommen, dass bei einer solchen Messung )eispielsweise--die Kennlinie 15 als Flusskennlinie für die Stromführung ies Überwaehungsventiles 11 in dessen Flussrichtung massgebend- gewesen rar. Es wird daher in der Einrichtung 14 bei dem über das: Überwachungs- ;leichrichterelement_ _1l fliessenden konstanten Strom JDl r der- vorzugs- ., ai l weise so gewählt wird, dass_durch ihn noch keine merkliche Joulersche ` Wärme--Entwicklung an .diesem Element stattfindet,. ein Spannungsabfall entsprechend dem Wert Ul.gemessen werden. Ist nun aber die Ventilan- ordnung l.durch.einen wesentlich. höheren Strom als JD in Flussrichtur . 1 beanaprua.#t gewesen,.so wird auch das -Überwachungselement .11 sinngemäE durch einen entsprechenden durch den Stromwandler.übersetzten grösserE Strom in Flussrichtung beansprucht werden sein. Hierdurch arbeitet aber das Überwachungselement 11 nicht mehr auf der Kennlinie 15, sondern auf der,Kennlinie_16, die also einem höheren, am Überwachungs- gleiehrichterelement auftretenden Wird nungähr in der nachfolgenden _Sperrhalbwelle das Überwachungsb3lWtnt an seinen Klemmen bei einer' Belieferung mit dem konstanten Strom J Dl gemessen, so wird sich nunmehr ein Messwert in der Einrichtung 14 gemäas_dem Spannungswert U2 ergeben, der also . wesentlich kleiner ist als der vorher gemessene Spannungswert_Ul. Es, ist, aus dieser Erläuteru zu erkennen,, dass, sobald der an dem Halbleiterelement in Flussrichtun gemessene Spannungewert einen zulässigen unteren Grenzwert überschreit es somit.notwendig wird, .such die Ventilanordnung T entsprechend zu schützen. Bei Erreichen eines solchen Wertes wird dann in der Einrieht4ng-14 eine entsprechende Hilfseinrichtung zum Ansprechen kommen und wieder gemäss der Wirkungslinie 9 z.B. eine Öffnung des Schalters herbeiführen, die Speisung der eigentlichen, den Hilfsstrom führenden Halbleitergleichrichterelemente in der Ventilanordnung l unterbrochen wird. In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, welches entweder dafür benutzt werden kann, Wieder eine Messung an den Flusskennlinien bei verschiedenen Temperaturen im Sinne der Figur 3 bzw. durchzuführen, oder dazu benutzt werden kann, eine Meseung an den. Kennlinien in Sperrichtung den Ventilen bei verschiedenen Temperaturendurchzuführen, wobei dann- für die nähere Erläuterung gleichzeitig die Kennlinienschar nach Fig. 6 in Betracht zu ziehen ist. It can thereby get to be common thermocouples for use as Z.8. in the form of copper-constantan elements are known. : Another approach that can be selected according to the invention consists in let a similar semiconductor element be used for monitoring rird, to which the temperature-dependent change in the position of a of its characteristic curves and, if it is a characteristic Line acts in the flow direction of a pn junction, either they at constant current due to the temperature-dependent displacement of the The change in the characteristic curve in the flow direction at the half _ conductor element lying voltage or when applying a constant Elongation occurring = change in the current as a measure of the temperature ) is used. If the behavior of the blocking characteristic on a pn tbergsng of such a monitoring semiconductor element used as 'riterium,' is how the-temperature-dependent shift of the blocking : Characteristic curves in the direction of different reverse currents at constant ; voltage or in the direction of -different blocking voltages with con- ; tantem reverse current-exploited. The constant current or the constant Voltage may only need pulses of constant size ; u be. _. 'After this solution, it is not necessary to have a monitoring Build a semiconductor element in such a way that in it a corresponding 'Hermo sensor is built in, but there is indirect monitoring. . Performed in which the semiconductor element of the same type.-in its original form, that of the actual form to be monitored @ i -, - nd corresponds to semiconductor elements carrying operating current, used- -y'-`- ' can earth. - Lies: - For example, a steri% ° - ° as a string system circuit before. which in their individual i @ häseriLitizngen each one- "eic ; ische valve arrangement, .so each of these valve arrangements can be exemplified as elements of a plurality of parallel-Halbleitergleichric or a series connection of Halbleitergleichrichtereleme or a T? e-ihen-parallel connection of Halbleiteralei.ch-judge elementen.:bestehen. According to the invention, this individual valve arrangement for monitoring the behavior of its semiconductor elements is then assigned, for example, a common semiconductor element of the same type for monitoring in a corresponding measuring circuit coupled to the main line. If, for example, there is a converter arrangement in the manner of a rectifier bridge circuit, then. the semiconductor elements of each branch of the rectifier bridge circuit are each assigned a monitoring semiconductor element. The object according to the invention can, however, also be achieved in that such a monitoring element is provided in a measuring circuit coupled to the strand, ie the alternating current feed line to the bridge circuit. In this case, however, it has to be taken into account that the currents in different directions flow successively in the alternating current feeder so then both of these monitoring semiconductor elements are mutually opposite in parallel. Zi; ig.; Ü closer_Explanation of the invention, is now - on the execution: examples according to the. Figures of the drawing referenced, in the explanation of which is still. further advantageous individual features that can be used in conjunction with the green sätzllchen..Erfi, ndung. will. . In FIG. 1, 1 denotes a valve arrangement which conducts the consumer flow and which z.8. may consist of a plurality of semiconductor rectifier elements connected in parallel. The semiconductor rectifier elements of this valve arrangement are therefore to be monitored according to the invention : For this purpose, a current converter 3 is coupled to the supply line 2 to the valve arrangement, which feeds a monitoring cream via its secondary winding 3.a, which contains an adjustable resistor 4 and the monitoring semiconductor element 5. This monitoring semiconductor element # can have a structure as shown in FIG. 2 , for example. In this monitoring element , the actual semiconductor element 58 is attached to the bottom of a socket 5b , and a flexible conductor 5e is soldered to the second pole of the semiconductor element, which extends into the inner cavity 5d of a metallic sleeve of H @ shaped cross-section 5e attached, A flexible connection conductor 5f leads away from the outer recess of this sleeve 5e of H-shaped cross-section. This metal sleeve 5e is the inner sleeve of an electrically insulating bushing, its insulating body. For example: consists of melted glass 5g, and the outer metallic frame is denoted by 5'h. This socket 5h is soldered gas-tight to the socket 5b. At the same time, a thermocouple 6 is also soldered in between the connection of the flexible conductor 5c or below a pipe-shaped body , from which the connecting lines 7 are led out in an insulating manner through the glass body 59 with the aid of a corresponding seal. The terminals of this thermocouple 7 .are a Messeinr-idttüng out 8- which the opening causes the switch 1o when crossing of the corresponding temperature value in accordance with the line of action 9, for example, so that the valve assembly 1 is then disconnected from the power supply system. The Fia. 3 illustrates an exemplary embodiment for the application of the invention, a monitoring semiconductor element being used on which the temperature-dependent displacement of the flow characteristic is monitored and the resulting change in the voltage existing in the flow direction on the semiconductor element at a constant current as a measure for the permissible or impermissible Temperature on the semiconductor elements to be monitored and carrying the operating current is used. Insofar as the parts of the same type as in FIG. 1 are present in this figure , the same reference symbols have been retained for them. This system again contains the valve arrangement 1 to be monitored, which can again consist of several parallel-connected semiconductor elements, for example , and the current transformer 3, via which the monitoring mesakreia is coupled to the main line 2, which carries the consumer current. The semiconductor element used for monitoring is denoted by 11 in this case. In this case, the monitoring circuit also contains an additional electrical valve 12 and a further valve 13, valve 122 having the same directional laser direction in common with valve il , while valve @ 3 is connected counter-parallel to the flow direction of monitoring valve 11 . Such an arrangement according to FIG. 3 works - if at the same time = is taken into account here = for the characteristic curve diagram according to FIG. 4 - in the following manner, assuming that in this case the device 14 in which the temperature measurement takes place - contains a device which is able to send a constant direct current via the monitoring valve 11 in the forward direction. ` F. ? reads a flow via the supply line 2 and the valve arrangement 1 flow direction, so flows in the measuring circuit via the valve 12, the #achungsventil 11 and the resistor 4 a corresponding current through ien the monitoring valve 11 is heated accordingly. Now kick in the line 2 a current of opposite polarity on, so will look for a current corresponding to this current in the secondary circuit of the current transformer 3 Voltage at the valve 12, which becomes effective as a Burde, occurs by iiise via the valve 13 to the right pole of this valve 12 ; * can be long. During this blocking half-wave, the The device 14 provides a constant flow via the monitoring valve 11 ; eachickt, then on the connection lines of this valve 1-1 in the Device 14 measured a corresponding voltage in the flow direction rird. 4 it is assumed that with such a measurement ) For example - the characteristic 15 as a flow characteristic for the current conduction This monitoring valve 11 was decisive in its flow direction rar. It is therefore in the device 14 in the case of the: Monitoring ; leichrichterelement_ _1l flowing constant current JDl r der- preferred - ., ai l is chosen wisely so that no noticeable Jouler is due to him ` Heat - development at .this element takes place. a voltage drop measured according to the value Ul. But if the valve order l. by. an essential. higher current than JD in river direction . 1 beanaprua. # t, .so the monitoring element .11 is analogously by a corresponding larger E translated by the current transformer Electricity in the direction of flow must be claimed. This works but the monitoring element 11 is no longer on the characteristic curve 15, but on the, characteristic_16, which is a higher, on the monitoring rectifier element occurring Will the monitoring b3lWtnt approximately in the subsequent blocking half-wave at its terminals in the case of a supply of the constant current J Dl measured, a measured value will now be found in device 14 according to the voltage value U2, i.e. the . is much smaller than the previously measured voltage value_Ul. It is, from this explanation u to recognize that as soon as the on the semiconductor element in the direction of flow measured voltage value exceeds a permissible lower limit value it is therefore necessary to protect the valve arrangement T accordingly. When such a value is reached, a corresponding auxiliary device in the device 14 will respond and again, according to the line of action 9, e.g. bring about an opening of the switch , the supply of the actual semiconductor rectifier elements in the valve arrangement 1 carrying the auxiliary current is interrupted. FIG. 5 shows a further exemplary embodiment which can either be used to carry out a measurement on the flow characteristics at different temperatures in the sense of FIG . Characteristics in the reverse direction the valves at different temperatures carried out simultaneously with then- is to be considered for the more detailed explanation of the characteristic curves according to FIG. 6.

Soweit in der 'Fig. 5 die gleichartigen.Schaltungselemente vorhanden sind wie in der Fig. 3 bzw. 1, sind für diese wieder unmittelbar -die entsprechenden gleichartigen Bezeichnungen der Einfachhit halber beibehalten worden. Es bezeichnet also wieder 1 die Ventilanordnung, die in mehreren parallelen Zweigen Gleichrichterelesente zwischen ihren-Anachluseklemmen enthält. -.3 bezeichnet den an die Speiseleitung 2 zu der Ventilanordnung angekoppelten Stromwandler, der Uber seine Sekundär- wicklung den Messkreis speist, in dem das Überwachungshalbleiterelement 11 angeordnet ist. 4 bezeichnet wieder einen Justierwiderstand, 17 zeichnet eine Messeinrichtung, an welche über zwei Leitungen das Über- fachungshalbleiterelement 11 angeschlossen ist. Indem Mesäkre.is ist `.'erner noch eine steuerbares Halbleiterstromtor 18 enthalten. Die Mess- einrichtung 17 kann in der Messperiode über das Überwachungshalbleiter'- Ilement 11 einen konstanten Strom führen, wenn beabsichtigt ist, mit [er Einrichtung in gleichartiger Weise den Messvbrgeng an den Fluss- - ennlinien bei--verschiedenen Temperaturwerten durchzuführen, wie @n Hand der Fig. 3 erläutert worden ist. Soll dagegen mit einer Messung ;emäss den Sperrkennlinien des Überwachungshalbleiterelementes gearbeitet werden, so muss von der Einrichtung 17 in der Sperrichtung an das Überwachungshalbleiterelement 11 jeweils eine konstante Spannun g angelegt werden, wodurch sich dann ein entsprechender, sich ändernder Strom der Messeinrichtung als Mass für die Überwachung ergibt. Es ist das auch ohne weiteres aus der Kennlirienschar nach Fig.-6 abzulesen, in welcher verschiedene Kennlinien für den Sperrstrom über der an dem Halbleiterelement liegenden Sperrspannung in einem doppelt logarithmischän Koordinatensystem eingetragen sind, wobei für die verschiedenen Kurven dieser Kennlinienschar die an dem Überwachungshalbleiterelement auftretende Temperatur Parameter ist. Soll mit einer Einrichtung gemäss Fig. 5 gearbeitet werden unter Messung der .in der Flussrichtung an dem Überwachungselement 11 auftretenden Spannung, wobei also z.B. wie bereits angegeben in der Messperiode in der Flussrichtung über das Halbleiterelement 1l ein entsprechender konstanter Strom gen-chickt wird, so arbeitet diese Anordnung in der folgenden Weise. As far as in the 'FIG. 5 the same type of circuit elements are present as in Fig. 3 or 1, are again immediately for these - the corresponding similar designations have been retained for the sake of simplicity. Thus, 1 again denotes the valve arrangement which contains rectifier elements in several parallel branches between its anachluse terminals. -.3 denotes the to the feed line 2 to the current transformer coupled to the valve arrangement, which via its secondary winding feeds the measuring circuit in which the monitoring semiconductor element 11 is arranged. 4 again denotes an adjustment resistor, 17 draws a measuring device to which the over- Fachungshalbleiterelement 11 is connected. By being Mesäkre.is `.'ern also contain a controllable semiconductor current gate 18. The measuring device 17 can be used in the measurement period via the monitoring semiconductor ' - Ilement 11 carry a constant current if it is intended to [he set up in a similar way the measurement vehicle to the river - perform characteristic curves at - different temperature values, such as @n hand of Fig. 3 has been explained. Should, however, with a measurement ; em according to the blocking characteristics of the monitoring semiconductor element worked are, it must each have a constant Spannun g are applied by the device 17 in the reverse direction to the monitoring semiconductor element 11, which then results in a corresponding, varying current of the measuring device as a measure for monitoring. It is the read also readily apparent from the Kennlirienschar according to Fig.-6, in which different characteristic curves entered for the reverse current through the lying of the semiconductor element blocking voltage in a double logarithmischän coordinate system, wherein the occurring for the various curves of this family of characteristics at the monitoring semiconductor element Temperature parameter is. Are intended to work with a device according to FIG. 5 while measuring the voltage appearing .in the direction of flow on the monitoring element 11, wherein gen-chickt is thus, for example, as already indicated in the measurement period in the direction of flow through the semiconductor element 1l a corresponding constant current, this arrangement operates in the following manner.

Wird die Ventilanordnung 1 in der Flussrichtung vom Verbraucherstrom durchflossen, so fliesst auch in dem Überwachungamesskreis ein entsprechender Strom über das Überwachungselement 11, nachdem das Strom-tor 18 entsprechend gezündet bzw. auf Durchlass gesteuert worden'ist. Wenn für des Ventil 1 die Sperrhalbwelle auftritt, so wird zunächst bei der Annäherung des Stromes über das Stromtor an den Wert Null_mit 8rreiehen des Abreißatromes desselben dieses Stromtor in den Sperr- tand übergehen. Bei dem Stromdurchgang ist-das-Überwachungselement 11 entsprechend erwärmt worden: Wird nunmehr ein konstanter Strom von der Einrichtung 17 über das .Element 11 geschickt, so wird. Figur wieder, wie es bereits gemäß /3 in Verbindung mit Figur 4 erläu- tert worden ist, an dem Halbleiterelement in dessen Flußrichtün, ein entsprechender Spannungsabfall -gemessen werden, dessen Größe ein Maß für die-Temperatur an den zu-überwachenden Halbleiter-' elementen des ventiles 1 ist. -Wird bei einer Anordnung nach Figur 5 mit einer Ausnutzung der Sperrkennlinien für die Temperaturmessung gearbeit,etrobei in die- sein Fall jeweils in der Meßperiode das Überwachungshalbleiter= Elemente U mit konstanter Spannung,gespeist wird, so wird durch diese Spannung gleichzeitig das Stromtflr in der positiven Sperrrichteng -beansprucht, ohne daß ein größerer- Strom seinen-Yieg über dieses Stromtor nehmen kann.-Die an dem Überwachungshalbleiterelement 11 liegende Sperrspannung hat einen: entsprechenden Sperrstrom über das Ventil zur Folge, der, je nachdem, welche der Kennlinien der Kurvenlinienschar nach Figur 6 gerade dem Temperaturwert entspricht, einen entsprechenden verschiedenen konstanten Spannung U3 hat. Erreicht also unter Berücksichtigung y des Kennlinienschaubildes nach Figur 6 die Temperatur an dem Überwachungselement 1£3 ale Abbild der Halbleiterelemente im Ventil 1 einen entsprechend hohen v@#'ert, der einem entsprechend hohen Sperrstrom entspricht, s o wird wieder in der Meßeinrichtung 1 7 eine entsprechende Einrichtung zum Ansprechen kommen. und gemäß der Wirkungslinie 9 z.B. eine Öffnung des Schalters- 10 herbeiführen. In dem allgemeinen Teil der Beschreibung war bereits darauf hingewiesen worden, daß der Änmeldungsgegenstand sinngemäß auch dann anwendbar ist, wenn in der betreffenden Stromrichteranlage eine-Prückenschaltung vorliegt. Für eine sinngemäße Anwendung des Anmeldüngsgegenstandes in demjenigen Fall, wo das zur Überwachung dienende HäbZeitergleichrichterelement. in einem Lteßkreis liegt, der an einen Strang der Stromrichteranlage, d.h. an eine Speiseleitung zu der Brückenschaltung angekoppelt ist, zeigen entsprew chende Ausführungsbeispiele "die Figuren 7 bis 9 der Zeichnung. 19 bezeichnet in Figur 7.eine einphasige Gleichrichterbrückenschalturig, deren Halbleiterelemente 20 bis 23 überwacht «erden sollen. In die eine der beiden Speiseleitungen 24 bzw. 25 ist der Stromwandler 3 eingeschaltet, der über seine Sekundärwicklung 3a wieder einen Meßkf-eis speist, in welchem der Justierwiderstand und die beiden Überwachungshalbleiterelemente 26, 27 angeordnet sind, die, wie aus der. Schaltung ersichtlich, gegenparallel zueinander geschaltet sind. Diese Halbleitergleichrichterelemente können bei- spielsweise wieder solche nach Art eines Elementes 5 gemäß den .x ) Figuren 1 b,w. 2 sein, welche mit einem entsprechenden Thermo- *) Thermol'ühler bzw. element ausgeutattet sind. Das tt'berwachungselement 26 dient dann dazu, diejenigen Halbleiterelemente der Gleichrichterbrückenschaltung 19 zu überwachen, welche mit diesem Überwachungsventil gleichzeitig in der Plußrichtung vom Verbraucherstrom durchflossen sind. Das sind die Ventile 20 und 23. Das Überwachungsventil 2'7 wird dann von einem proportionalen Strom durchflossen, wenn die Halbleiterelemente 22 und 21 den Verbraucherstrom führen. ?.ach dieser Erläuterung ist die Arbeitsweise der Anordnung nach Figur 7 ohneweiteres verständlich. Je eines der Überwachungselemente 26 bzw. 27 überwacht jeweils ein Paar der Halbleitergleichrichterelemente 20 bis 23.If the consumer current flows through the valve arrangement 1 in the flow direction, a corresponding current also flows in the monitoring measuring circuit via the monitoring element 11 after the current gate 18 has been appropriately ignited or controlled for passage. If the blocking half-wave occurs for valve 1, then when the current via the current gate approaches the value Null_mit 8rreiehen the breakaway current of the same, this current gate goes into the blocking state. During the passage of current, the monitoring element 11 has been correspondingly heated: If a constant current is now sent from the device 17 via the element 11, then. figure again, as already explained according to / 3 in connection with FIG. has been tert, on the semiconductor element in its flow direction, a corresponding voltage drop -measured, the size of which is a measure of the temperature on the semiconductor element to be monitored of the valve 1 is. -Will in an arrangement according to Figure 5 with a utilization of the Blocking characteristics for the temperature measurement worked, etrobei in this- its case in the measuring period the monitoring semiconductor = elements U is fed with constant voltage, then the current tflr in the positive blocking direction is simultaneously stressed by this voltage, without a larger current being able to take its course via this current gate The reverse voltage applied to the monitoring semiconductor element 11 results in a corresponding reverse current across the valve which, depending on which of the characteristics of the family of curves according to FIG. 6 corresponds to the temperature value, has a correspondingly different one constant voltage U3. If, taking into account y of the characteristic curve diagram according to FIG. 6, the temperature at the monitoring element 1 £ 3 ale image of the semiconductor elements in valve 1 reaches a correspondingly high v @ # 'ert, which corresponds to a correspondingly high reverse current, a Appropriate facility to respond. and according to the line of action 9 bring about, for example, an opening of the switch 10. In the general part of the description it has already been pointed out that the subject of the notification can also be used accordingly if there is a bridge circuit in the relevant converter system. For a corresponding application of the subject of the registration in the case where the Häb time rectifier element used for monitoring. is located in a Lteßkreis coupled to a strand of the converter system, that is coupled to a supply line to the bridge circuit, entsprew sponding embodiments show "Figures 7 to 9 of the drawing. 19 designates 7.A single-phase rectifier bridge circuit Obergurig in figure whose semiconductor elements 20 to 23 The current transformer 3 is switched on into one of the two feed lines 24 and 25, and via its secondary winding 3a it again feeds a measuring resistor in which the adjustment resistor and the two monitoring semiconductor elements 26, 27 are arranged, which, like can be seen from the circuit, are connected in opposite-parallel to one another. for example again those in the manner of an element 5 according to the .x) Figures 1 b, w. 2, which with a corresponding thermal *) Thermal sensor or element are equipped. The monitoring element 26 then serves to monitor those semiconductor elements of the rectifier bridge circuit 19 which, with this monitoring valve, are simultaneously traversed by the consumer current in the positive direction. These are the valves 20 and 23. A proportional current flows through the monitoring valve 2'7 when the semiconductor elements 22 and 21 carry the consumer current. After this explanation, the mode of operation of the arrangement according to FIG. 7 is readily understandable. One of the monitoring elements 26 and 27 each monitors a pair of the semiconductor rectifier elements 20 to 23.

Die Figur 8 ist ein Ausführungsbeispiel dafür, däß in Verbindung mit .einer Anordnung-nach Figur 7 nicht mit Überwachungselementen gearbeitet werden -soll, die entsprechende@Thermoelemente-aufwei- 1 vI-lhermofühler bzw. sen, sondern daß von einer Messung Gebrauch gemacht werden soll, bei welcher im Sinne der Figur 3 jeweils in der Meßperiodedder Durchlaßspannungeabfall-an dem in der vorausgehenden Stromführungsperiode aufgeheizten Überwachungshalbleiterelement gemessen werden soll.-Es ist also in diesem Falle in Figur 7 die den Anschl.ußklemmen 28 und 29 nach rechts folgende- Schaltung durch die Schaltung nach. Figur 8 zu ersetzen, Es sind in diesem Falle wieder sinngemäß zwei Überwachungselemente im.Sinne von 1"1 nach Figur 3 zugeordnet, die mit 30 bzw. 31 bezeichnet sind, zwei Ventile im Sinne von 12, die mit 32 und 33 bezeichnet sind, und zwei Ventile im.Sinne von 13 nach Figur 3, die mit 34 und 35 bezeichnet sind: Das Überwachungselement 30 würde in einer solchen abgeänderten Schaltung nach Figur 7 wieder die Elemente 22 und 23 überwachen, das Überwachungselement 31 die Ventile 22 und 21.FIG. 8 is an exemplary embodiment for this in connection with an arrangement according to FIG. 7 not with monitoring elements be worked -should, the corresponding @ thermocouples-aufwei- 1 vI-thermo sensor or sen, but that use should be made of a measurement in which, in the sense of FIG in FIG. 7 the circuit following the connection terminals 28 and 29 to the right by the circuit according to. 8. In this case, two monitoring elements in the sense of 1 "1 according to FIG. 3 are again assigned, which are labeled 30 and 31, respectively, and two valves in the sense of 12, which are labeled 32 and 33, and two valves in the sense of 13 according to FIG. 3, which are denoted by 34 and 35: in such a modified circuit according to FIG. 7, the monitoring element 30 would again monitor the elements 22 and 23, the monitoring element 31 the valves 22 and 21.

.Die Figur 9 zeigt die 'sinngemäße Anwendung einer 1'Ießschaltung; nach Pigur 5. Diese Überwachungselemente sind in Figur 9, die wieder in der Schaltung nach Figur 7 an die Klemmen 28 und 29 angeschlossen seih Würde, mit "36 bzw. 3`j bezeichnet. Jeder der* Meßkreise enthält gleichzeitig wieder- nach Art des Stromtores 18 . der Figur 5 ein Stromtor 38 bzw. -39, Die nach Figur 7,gemessenen Werte werden einer entsprechenden MeB- und Auelüseeinrichtung 8#, die nach den Figuren 8 bzw. 9 gemessenen Spannungswerte in Plußrichtung bzw. Stromwerte in .Sperrichtung nach Figur 8 bzw. 9_einer Einrichtung 141 bzw. 17' .zugeführt, die den Einrichtungen 14 bzw. 17 nach den Figuren 3 und 5 entsprechen. Zur Erzielung einer Eindeutigkeit in der Überwachung der den Verbraucherstrom führenden Halbleiterelemente durch die Überwachungahalbleiterelemente kann es sich als zweckmäßig erweisen, die letzteren derart anzuordnen, daß sie den gleichartigen Kühl-'. bedingungen in der Anlage unterworfen sind wie die zu überwachenden Halbleiterelemente. Das kann z.8., wenn eine künstliche Kühlung der den Verbraucherstrom führenden Halbleiterelemente in einem besonderen Kühlschacht benutzt wird, dadurch erfolgen, daß die den Verbraucherstrom führenden Halbleiterelemente als auch die Über@rachungshalbleiterelemente in der gleichen Strecke des Kühl-. Weges im Kühlschacht angeordnet werden. Es liegt jedoch auch gegebenenfalls im Rahmen der Erfindung, die Übenwachungshalbleiterelemente Kühlbedingungen zu unterwerfen, die von denjenigen abweichen, welchen die den Verbraucherstrom führenden Halbleiterelemente ausgesetzt sind. Es läßt sich nämlich auf diese Weine erreichen, daß die Empfindlichkeit, mit welcher die Überwachulgshalbleiterelemente bei der Beanspruchung der den Verbraucherstrom führenden Elemente ansprechen, eine relative Dosierung erfahren kann. Wird beispielsweise unterstellt, daß die den . 'erbraucherstrom führenden Halbleiterelemente und die diese über- ,achenden Halbleiterelemente ein gleichartiges Güteverhalten auf eisen, und es wird ,jedoch das einer Gruppe von den Verbraucher- trom- führenden lIalbleiterelementer. zugeordnete Überwachung.sele- ient im V;ege eines Kühlkanals im Kühlmittelstrom in einer ;;trecke ngeordnet, die derjenigen nachfolgt, in welcher die den Verbrau- herstrom führenden Elemente angeordnet sind, so ist zu übersehen, aß das Überwachungshalbleiterelement von einem bereits vorgewärm- en Kühlmittel bespült wird. Es wird daher also früher eine An- eige bzw.Ageldung liefern, als wenn es zusammen mit den zu über- achenden, den Verbraucherstrom führenden Halbleiterelementen in er gleichen Strecke des' Kühlmittelweges angear dnet wäre. Eine hnliche Wirkung in umgekehrtem Sinne würde. sich dadurch erreichen assen, daß ein zur Überwachung dienendes Halbleiterelement in iner ,trecke des Kühlmittelweges angeordnet wird, die vor derje- igen liegt, in welcher die den Verbraucherstrom führenden Halb- eiterelemente angeordnet sind, wobei in diesem Falle unterstellt ird, daß die zu diesem Überwachungselement gehörigen Verbraucher- tromelemente in einer Strecke angeordnet sind, die einer voraus- ehenden Kühlmittelstrecke einer anderen Gruppe von den Verbraucher- tram führenden Gleichrichterelementen nachfolgt. liegt ferner im Rahmen der 7?rfindung, das jeweilige Überwaehungs- ilbleiterelement für eine Anzahl von den Verbraucherstrom führen- en llalbleiterelementen für einen vorbestimmten Gütewert eines Drbestimmten Toleranzbereiches der Gütewerte--der den Verbraucher-' trom führenden, zu-überwachenden. Halbleiterelemente zu bemessen. Ausführlicher dargestellt bedeutet das, daß das Überwachungshalbleiterelement beispielsweise derart ausgewählt wird, daß es einen geringeren Gütewert aufweist als der mittlere Gütewertbereich, der.für die den Verbraucherstrom führenden Halbleiterelemente unterstellt wird. Die Folge wird sein, daß das Übe rwachungshalbleiterelement eine größere Erwärmung erfährt relativ zu derjenigen,,welche die einen höheren Gütewert aufweisenden, den Verbraucherstrom.führenden Halbleiterelemente besitzen. Das Überwachungahalbleiterelement wird also früher ansprechen, als es der Fall wäre, wenn die den Verbraucherstrom führenden Halbleiterelemente in dem angenommenen Gütewertbereich@mit dem Gütewert@des Überwachungshalbleiterelementes etwa übereinstimmen. r.Die Figure 9 shows the 'analogous use of a 1'Iess circuit; According to Pigur 5. These monitoring elements are designated in FIG. 9, which would again be connected to terminals 28 and 29 in the circuit according to FIG Current gates 18 of FIG. 5 a current gate 38 or -39, the values measured according to FIG 8 and 9, respectively, to a device 141 and 17 ', which correspond to the devices 14 and 17, respectively, according to Figures 3 and 5. To achieve clarity in the monitoring of the semiconductor elements carrying the load current by the monitoring semiconductor elements, it can prove to be expedient to arrange the latter in such a way that they are subject to the same cooling conditions in the system as the semiconductor elements to be monitored Liche cooling of the semiconductor elements carrying the consumer current is used in a special cooling shaft, in that the semiconductor elements carrying the consumer current as well as the monitoring semiconductor elements are in the same section of the cooling. Path are arranged in the cooling shaft. However, it may also be within the scope of the invention to subject the monitoring semiconductor elements to cooling conditions which differ from those to which the semiconductor elements carrying the consumer current are exposed. This is because it can be achieved with these wines that the sensitivity with which the monitoring semiconductor elements respond when the elements carrying the consumer current are stressed can experience a relative dosage. For example, it is assumed that the. '' semiconductor elements carrying consumer electricity and the over- , paying attention to semiconductor elements have a similar quality behavior iron, and it will, however, be that of a group of consumer current-carrying conductor elements. assigned monitoring.sele- ient in the V; ege of a cooling channel in the coolant flow in a ;; route which follows the one in which the consumer elements leading to the current are arranged, it can be overlooked ate the monitoring semiconductor element from an already preheated en coolant is flushed. There is therefore an earlier deliver their own or compensation, as if it were together with the careful, the consumer current leading semiconductor elements in he same distance of the 'coolant path would be dnet. One would have a similar effect in the opposite sense. achieve yourself through it assen that a semiconductor element serving for monitoring in iner, section of the coolant path is arranged, which is before each igen lies in which the half- pus elements are arranged, assumed in this case ird that the consumers belonging to this monitoring element flow elements are arranged in a path that a preceding existing coolant line of a different group from the consumer tram leading rectifier elements follows. is also within the scope of the invention, the respective monitoring conductor element for a number of the consumer en llalleitelemente for a predetermined quality value of a A certain tolerance range of the quality values - which the consumer ' trom leading, to-be-monitored. To dimension semiconductor elements. In more detail, this means that the monitoring semiconductor element is selected, for example, in such a way that it has a lower quality value than the mean quality value range which is assumed for the semiconductor elements carrying the consumer current. The consequence will be that the monitoring semiconductor element experiences greater heating relative to that which has the semiconductor elements which carry the consumer current and which have a higher quality value. The monitoring semiconductor element will therefore respond earlier than would be the case if the semiconductor elements carrying the load current in the assumed quality value range @ roughly match the quality value @ of the monitoring semiconductor element. r

Claims

Device for monitoring power converter systems with electrical ones consisting of controllable or non-controllable semiconductor elements Valves, characterized in that, apart from those semiconductor elements, which are flowed through by the operating or consumer current, one or more additional monitoring semiconductor elements of the same structure in assignment to all or to groups of the semiconductor elements through which the operating current flows are provided, each in a current-dependent manner from the consumer flow valves running main circuit fed VießkreiS. lie in which they are indeed with one that flows over the individual semiconductor elements to be monitored or proportional current flowing approximately the same current value, but only with one opposite the reverse voltage @ of the semiconductor elements in the main circuit is proportionally lower Reverse voltage are claimed, and that on the monitoring semiconductor element directly or indirectly measured stress as an image for display or induction a necessary or becoming necessary protective circuit or protective operation is used.

2. Device according to claim 1, characterized in that the individual IT monitoring semiconductor element is provided with at least one built-in thermal sensor, preferably at the point of its most critical heating, the measured value of which is used as a control value for the display or protective device or protective operation. 3. Device according to claim 1, characterized in that on the individual monitoring semiconductor element after or even during heating by a "ätrom, as it flows through the .Verbraucherstrom leading semiconductor elements of the electrical valves of the converter circuit, when feeding the. Monitoring semiconductor element for the monitoring measurement in each case with the same constant current or the same current pulse or with the application of the same voltage or the same voltage pulse in the flow direction of a measuring device in this device the voltage drop measured on the monitoring semiconductor element in the flow direction of the or a pn junction at the different heating temperatures or current flowing through this pn junction is used as a measure of the behavior of the semiconductor elements to be monitored, carrying the consumer current or partially carrying it em individual monitoring semiconductor element after or already during a current carrying period when applying the same voltage in the reverse direction or feeding with the same current in each case the measured at the different heating temperatures of the semiconductor element: current or the measured blocking voltage as a measure for the retardation of the. `Consumer current leading or proportionately leading consumer current semiconductor elements is used. 5. The device according to claim 3, characterized in that dat3 in the P @ eßkreis in series with the monitoring semiconductor element a 'a same as this polarized electrical valve with regard to its flow direction and parallel to this 1; monitoring semiconductor 2element an oppositely polarized electrical valve Valve and a preferably adjustable balancing resistor are provided as a series resistance and the parallel connection of the monitoring element and the counter-parallel electric valve connected to the current or armor source of the measuring device is connected to the measured values If necessary, the value is fed to a display or protection circuit when a certain limit value is exceeded. Ä. Device according to claim 3 or 4, characterized in that in the measuring circuit in series with the monitoring semiconductor element, a controllable electrical valve polarized in opposite directions in its forward direction is connected, which in the current conduction time of the to be monitored. Load current carrying semiconductor elements is ignited or controlled to pass and blocked in the subsequent measuring period of the monitoring semiconductor element, and that a constant voltage or a corresponding pulse is applied to this monitoring semiconductor element by the P: measuring device for the monitoring measurement or a constant current is applied via this or -tr, omimpuls sent nerden and then according to the characteristic curve relevant at the respective temperature of the over-downstream semiconductor element in the flow or direction of the voltage drop at the trough over the Kalbleiter element measured and -as P "ate for 7. Device according to claim 1 or one of the following, characterized in that when a converter circuit to be monitored on its semiconductor elements is present, the current converter circuit is used one or more monitoring semiconductor elements with their measuring circuit, which is fed as a function of the load current, to one or more trunk lines or alternating current feed lines of the bridge circuit Where- are connected, each of which flows through the line for each

the current of a certain polarity is provided in the measuring circuit with a respective monitoring semiconductor element of corresponding polarity. B. Device according to Claim 1 or one of the following, characterized in that the measuring circuit current containing the monitoring semiconductor element or elements is fed by a series converter or current converter, depending on the newspaper carrying the consumer current according to claim 1 or one of the following up to and including claim 7, characterized in that the measuring circuit with a monitoring semiconductor element is connected to a shunt resistor carrying the load current characterized in that the semiconductor elements that carry the consumer current and that are to be monitored, and the semiconductor elements that monitor them, are subject to the uniform cooling conditions of the converter system predetermined tolerance range the quality values of the semiconductor elements to be monitored leading the consumer current is measured. 12. Device according to claim 1 or one of the following, characterized in that the monitoring semiconductor elements are subjected to cooling conditions which differ from those of the semiconductor elements to be monitored.