DE2831495A1

DE2831495A1 - Overcurrent protection circuit for static inverter - has diode shunting transistor in series with input smoothing capacitor

Info

Publication number: DE2831495A1
Application number: DE19782831495
Authority: DE
Inventors: Guenter Ing Grad Junge
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1978-07-14
Filing date: 1978-07-14
Publication date: 1980-01-24
Also published as: DK286279A

Abstract

The overcurrent protection circuit has a disconnectable semiconductor device in series with a soothing capacitor (Cd). The disconnectable of a diode (D) in parallel with a transistor (T). When the inverter changes over, neither fuses nor quick-action cutouts are triggered and the smoothing capacitor is not subjected to a current surge. The semiconductor device carries only the capacitor's current and not the load current. The circuit may also be used with an ac-ac converter having an intermediate d.c. circuit.

Description

Überstromschutz für einen ZwischenkreisumrichterOvercurrent protection for a DC link converter

oder selbstgeführten Wechselrichter Die Erfindung betrifft einen Überstromschutz für einen Zwischenkreisumrichter oder selbstgeführten Wechselrichter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.or self-commutated inverter. The invention relates to overcurrent protection for a DC link converter or self-commutated inverter according to the generic term of claim 1.

Bei Zwischerkreisumrichtern oder selbstgeführten Wechselrichtern entlädt sich der im Zwischenkreis bzw. parallel zu den Gleichspannungsklemmen des Wechselrichters angeordnete Glättungskondensator im Fall einer Wechselrichterkupplung oder eines Kurzschlusses am Ausgang des Wechselrichters Stoßstromartig über die Ventile des Wechselrichters. Damit die Ventile dadurch nicht zerstört werden, wird in bekannten Anordnungen der Scheiterwert des Stromes durch eine Schutzdrossel begrenzt und der Stoßstrom im Falle einer Kippung von einem zusätzlichen Thyristor (Kurzschließer-Thyristor) übernommen, der am Eingang des Wechselrichters bzw. im Zwischenkreis angeordnet ist und die Ventile entlastet.Discharging in intermediate circuit converters or self-commutated inverters in the intermediate circuit or parallel to the DC voltage terminals of the inverter arranged smoothing capacitor in the case of an inverter clutch or a Short circuit at the output of the inverter like a surge current via the valves of the Inverter. So that the valves are not destroyed by this, is known in Arrangements of the failure value of the current limited by a protective inductor and the Surge current in the event of a trip from an additional thyristor (short-circuit thyristor) taken over, which is arranged at the input of the inverter or in the intermediate circuit is and the valves are relieved.

Die bei diesen bekannten Anordnungen auftretenden Stoßströme beanspruchen die Kondensatoren, insbesondere die Stromzuführungs in erheblichem Maße, wodurch sowohl die Kapazität als auch die Lebensdauer der Kondensatoren herabgesetzt wird.Claim the surge currents occurring in these known arrangements the capacitors, especially the power supply to a considerable extent, whereby both the capacity and the service life of the capacitors are reduced.

Außerdem ist ein besondere Thyristor als Kurzschließerthyristor erforderlich, der den hohen Stoßstrom führen muß. Zusätzlich sind Schalter oder Sicherungen erforderlich, die sie Energiezuführ aus dem Netz unterbrechen.In addition, a special thyristor is required as a short-circuit thyristor, which has to carry the high surge current. In addition, switches or fuses are required which they interrupt power supply from the network.

Aus den "Wissenschaftlichen Berichten" AEG-TELEFUNKEN 50 (1077), Heit 1/2, Seite 46 ist ein Überstromschutz für einen selbstgeführten Wechselrichter mit Thyristoren bekannt, bei dem zwischen. Glättungskapazität und Wechselrichter ein Leistungstransistor angeordnet ist.From the "Scientific Reports" AEG-TELEFUNKEN 50 (1077), Heit 1/2, page 46 is an overcurrent protection for a self-commutated inverter with Thyristors known in which between. Smoothing capacity and inverter Power transistor is arranged.

Kann aus irgendeinem Grunde ein Ventil des Wechselrichters nicht mehr löschen oder erhält es einen Fehlimpuls, so kippt der Wechselrichter, wobei sich der Glättungskondensator stoßstromartig über den Wechselrichter entladen würde. In diesem Falle kann der Transistor augenblicklich ausgeschaltet werden, so daß ein Überstrom vermieden wird, weil während der Ausschaltzeit des Transistors der Strom nicht nennenswert ansteigen könnte.For some reason one of the inverter's valves can no longer delete it or if it receives a missing pulse, the inverter tips over, whereby itself the smoothing capacitor would discharge like a surge through the inverter. In this case the transistor can be turned off instantly so that an overcurrent is avoided because during the turn-off time of the transistor Electricity could not increase significantly.

Bei diesem bekannten Überstromschutz werden weder die Wechselrichterventile noch die Glättungskondensatoren durch Stoßströme belastet. Bei einer Kipplung sprechen auch weder Sicherungen noch Schnellschalter an, so daß Betriebsunterbrechungen vermieden werden.With this known overcurrent protection, neither the inverter valves the smoothing capacitors are still burdened by surge currents. Talk on a tilt neither fuses nor quick-action switches on, so that operational interruptions are avoided will.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend von einem sochen Überstromschutz unter Wahrung der letztgenannten Vorteile eine Uberstromschutz für eie Zwischenkreisumrichter oder selbstgeführten Wechselrichter anzugeben, bei dem der Halbleiterschalter nicht vom Laststrom durchflossen wird dennoch die gleich Schutzwirkung ausübt.The object of the present invention is based on one such Overcurrent protection while maintaining the latter advantages an overcurrent protection for Specify the DC link converter or self-commutated inverter for which the semiconductor switch is not traversed by the load current nevertheless the same Protective effect.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Überstromschutz gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die abschaltbare Halbleiteranordnung in Reihe zum Glättungskondensator geschalt ist.According to the invention, this object is achieved by overcurrent protection, which is characterized in that the turn-off semiconductor device in series is connected to the smoothing capacitor.

Der erfindungsgemäße Überstromschutz gewährleistet, daß bei einer Kippung des Wechsel- bzw. Umr~chters weder Sicherungen noch Schnellschalter ansprechen und die Glättungskondensatoren nicht stoßstromartig beansprucht werden. Zusätzlich ist gewährleistet, daß die zum Überstromschutz vorgesehene abschaltbare Halbleiteranordnung nicht vom Laststrom sonder nur noch vom überlagerten Wechselstrom, d.h. vom. Kondensatorstrom durchflossen wird.The overcurrent protection according to the invention ensures that when a If the changer or converter is tilted, neither fuses nor high-speed switches will respond and the smoothing capacitors are not subjected to surge currents. Additionally it is ensured that the semiconductor arrangement provided for overcurrent protection can be switched off not from the load current but only from the superimposed alternating current, i.e. from the. Capacitor current is traversed.

Da der Wechselrichterstrom aufgrund der Glättungsdrossel im Zwischenkreis nach dem Ansprechen des Wberstror.schutzes nur langsam ansteigt, kann der Wechselrichter ohne weiteren Aufwand mittels seiner vorhandenen Löscheinrichtungen abgeschaltet werden. Danach ist der Wechselrichter ohne weitere Maßnahmen sofort wieder betriebsbereit.Since the inverter current is due to the smoothing reactor in the intermediate circuit increases slowly after the overcurrent protection has responded, the inverter can switched off without further effort by means of its existing extinguishing equipment will. The inverter is then immediately ready for operation again without any further measures.

Die Verteile dieser Schutzeinrichtung treten umso stärker hervor, je größer die im Glättungskondensator gespeicherte Energie im Verhältnis zur Nennleistung eines Umrichters wird.The distributions of this protective device stand out all the more strongly, the greater the energy stored in the smoothing capacitor in relation to the nominal power of a converter.

Dies ist z.B. bei Umrichtern der Fall, die aus Einphasennetzen niedriger Frequenz gespeist werden (z.B. 16 2/3-Einphasen 3ahnnetze).This is the case, for example, with converters from single-phase networks Frequency (e.g. 16 2/3 single-phase 3-tooth networks).

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel soll der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke näher erläutert werden.Based on an embodiment shown in the drawing the idea on which the invention is based are explained in more detail.

Der in der Zeichnung dargestellte selbstgeführte Umrichter besteht aus einem zwei- oder mehrphasigen Gleichrichter CP, der an ein Drehstromnetz angeschlossen ist, einem Zwischenkreis mit Zwischenkreisdrossel Ld und Glättungskapazität Cd sowie einem Wechselrichter WR in Dreiphasen-Brückenschaltung mit rechs Brückenzweigen.The self-commutated converter shown in the drawing exists from a two-phase or multi-phase rectifier CP connected to a three-phase network is, an intermediate circuit with intermediate circuit choke Ld and smoothing capacitance Cd and an inverter WR in three-phase bridge circuit with right bridge branches.

Erfindungsgemäß ist in Reihe zum Glättungskondensator Cd eine absthaltbare Halbleitranordnung T, D angeordnet, die aus eine Translstor T und einer parallelgeschalteten Diode D besteht.According to the invention, there is one that can be suppressed in series with the smoothing capacitor Cd Semiconductor arrangement T, D arranged, which consists of a translator T and a parallel-connected Diode D is made.

Wie aus dieser Darstellung leicht zu ersehen ist, wird im Normalbetrieb die abschaltbare Halbleiteranordnung nicht vom Laststrom sondern lediglich vom Kondensatorstrom durchflossen.As can be easily seen from this illustration, in normal operation the switchable semiconductor arrangement not from the load current but only from the capacitor current flowed through.

Ist einer der Thyristoren des Wechserichters nicht in der Lage zu löschen oder erhält er einen Fehlimpuls, wird der im Normalbetrieb im leitfähigen Zustand gehaltene Transistor T augenblicklich ausgeschaltet, so daß ein Überstrom vermieden wird. Lediglich während der Ausschaltzeit des Transistors T kommt es zu einem kurzen Ansteigen des Stromes, was aber nicht zu einer Gefährdung der Wechselrichterthyristoren und des Glättungskondensators Cd führen kann.If one of the thyristors in the inverter is unable to delete or if it receives a missing pulse, it becomes conductive during normal operation State held transistor T is turned off immediately, so that an overcurrent is avoided. Only during the turn-off time of the transistor T does it occur a brief increase in the current, but this does not endanger the inverter thyristors and the smoothing capacitor Cd.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Overcurrent protection for a DC link converter with smoothing capacity in the intermediate circuit or @@ l @@@ ge @@@ your inverter with input-side flattening capacitance and a switchable semiconductor arrangement, characterized.

that the turn-off semiconductor arrangement (T, D) in series with the smoothing capacitor (Cd) is switched.

2. Overcurrent protection according to claim 1, characterized in that the Disconnectable semiconductor arrangement from the parallel connection of a transistor (T) and a diode (D).