DE1116315B - Gleichrichteranordnung - Google Patents

Description

• Gleichrichteranordnung Bei der Gleichrichtung von Wechselströmen unter Verwendung von Halbleitergleichrichtern müssen entsprechend dem gesamten gleichzurichtenden Strom eine Anzahl von Halbleitergleichrichtern parallel geschaltet werden. Die Zahl der parallel geschalteten Halbleiter hängt von der Strombelastbarkeit des einzelnen Halbleiters und dem gleichzurichtenden Gesamtstrom ab. Wenn eine entsprechende treibende Spannung vorliegt, die über der Sperrspannung des einzelnen Halbleitergleichrichters liegt, dann müssen eine entsprechende Anzahl solcher parallel geschalteter Halbleitergleichrichter hintereinander angeordnet werden. Zum Schutze der Anordnung ist jedem Halbleitergleichrichter eine Sicherung vorgeschaltet. Die Schaltung könnte beispielsweise so getroffen sein, daß mehrere Halbleitergleichrichter in Reihe mit einer Sicherung hintereinandergeschaltet sind und entsprechend dem Gesamtstrom eine Anzahl solcher Reihenschaltungen parallel liegt. Bei Ausfall eines Halbleitergleichrichters würde eine Sperrspannung an den übrigen Halbleitergleichrichtern dieser Reiheneinheit liegen und diese überlasten, da ein Herausschalten des defekten Halbleitergleichrichters durch die vorgeschaltete Sicherung so lange nicht eintreten kann, solange die übrigen in Reihe liegenden Halbleitergleichrichter noch sperren. Eine solche Schaltung hätte außerdem den Nachteil, daß jede Reihenschaltung mit einem gesonderten RC-Glied beschaltet werden müßte. Außerdem ist es für die Unterbringung in Schaltschränken nachteilig, weil hierbei die gesamte Anordnung in einem gemeinsamen Geräteschrank vorzusehen wäre, da sonst eine den parallel geschalteten Einheiten entsprechende Zahl von Verbindungsleitungen erforderlich wäre.
• Um eine Einsparung solcher Verbindungsleitungen zu erreichen, ist es zweckmäßig, eine dem gleichzurichtenden Gesamtstrom erforderliche Zahl von Halbleitergleichrichtern nebst jeweils vorgeschalteter Sicherung parallel zu schalten zu einer Gleichrichtergruppe und mehrere solcher Gleichrichtergruppen entsprechend der Gesamtspannung hintereinanderzuschalten. Dies hat den Vorteil, daß nur für jede Gruppe ein gemeinsames RC-Glied parallel geschaltet zu werden braucht und ferner jede Gruppe für sich in einem Schaltschrank untergebracht werden kann, da jetzt die einzelnen Schaltschränke durch nur eine einzige Leitung miteinander verbunden zu werden brauchen. Dies ist besonders vorteilhaft für den etappenweisen Ausbau einer Anlage, bei dem die Zahl der Gruppen nach und nach erhöht werden kann. Außerdem ist hierbei die Möglichkeit gegeben, einheitliche Typen für die Sicherungen zu verwenden. Eine solche Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß bei Ausfall eines Halbleitergleichrichters einer Gruppe an den anderen Gruppen eine Überspannung liegt, so daß die Halbleitergleichrichter der störungsfreien Gruppen spannungsmäßig überbeansprucht werden. Dies ist insbesondere bei Hintereinanderschaltung zweier Gruppen von großem Nachteil. Eine solche Schaltung ist in der Zeichnung angegeben und mit den Mitteln nach der Erfindung zur Verhinderung einer Überlastung gezeigt.
• Die gesamte Gleichrichteranordnung besteht aus den beiden Gruppen A und B, die jeweils Gleichrichter G in Reihenschaltung mit Sicherungen Si in Parallelschaltung haben, wobei jede Gruppe mit der anderen durch eine einzige Leitung verbunden ist. Die erwähnten RC-Glieder sind hier der Einfachheit halber weggelassen. Die spannungsabhängigen Schaltmittel S sollen vorerst außer Betracht bleiben. Wenn nun an der gesamten Anordnung eine bestimmte Spannung liegt, die unterhalb der Sperrspannung der einzelnen Gleichrichter G ist, dann arbeitet die Anlage einwandfrei. Wenn nun aus irgendwelchen Gründen der mit Gdef bezeichnete Halbleitergleichrichter in Sperrichtung durchlässig wird, dann bricht an der Gruppe B die Spannung zusammen, und die gesamte Spannung liegt somit an den Halbleitergleichrichtern der Gruppe A, wodurch diese überbeansprucht und nach einiger Zeit zerstört werden.
• Es ist nun schon vorgeschlagen worden, für jede Gruppe einen Überbrückungspfad vorzusehen, der eine steuerbare Schalteinrichtung enthält, die während der auf den Eintritt einer Störung folgenden Sperrhalbwelle geschlossen wird, mit der in Reihe eine UnterbrechungseinrichtungmitLichtbogenlöschanordnung liegt. Die Schalteinrichtung wird dabei durch eine in einer anderen Gruppe durch Defektwerden einer ihrer Gleichrichterzellen entstehende Störgröße geschlossen.
• Eine einfachere Lösung des Problems läßt -sich nach der Erfindung dadurch erzielen, daß jeder Gruppe mindestens ein spannungsabhängiges Schaltmittel solcher Bemessung zugeordnet ist, daß bereits bei Ausfall eines Halbleiters einer Gruppe die Schaltmittel der anderen Gruppen einen zum Abschmelzen der dem gestörten Gleichrichter vorgeschalteten Sicherung ausreichenden Rückstrom fließen lassen.
• Das spannungsabhängige Schaltmittel S ist so lange stromdurchlässig, solange an den einzelnen Gruppen die zulässigen Sperrspannungen auftreten. Wenn nun durch den Defekt des Halbleitergleichrichters Gdef die gesamte Spannung U" an der Gruppe A anliegt, dann wird das Schaltmittel S dieser Gruppe stromdurchlässig werden. Es kann somit in Sperrichtung ein überstrom i ft fließen, der über die Sicherung Si, den defekten Halbleitergleichrichter Gd,f und das Schaltmittel S der Gruppe A verläuft. Dadurch wird die Sicherung Si, die in Reihe mit dem Halbleitergleichrichter Gdef liegt, abgeschmolzen und der Überstrom unterbunden. Nunmehr sind beide Gruppen wiederum sperrend, wobei nur die einzelnen Halbleitergleichrichter der Gruppe B einen größeren Teilstrom aufnehmen müssen, der jedoch noch unterhalb der zulässigen Grenze liegt.
• Das spannungsabhängige Schaltmittel kann beispielsweise ein Ableiter sein, der als überspannungsschutz mitbenutzt ist. Ferner können als spannungsabhängige Schaltmittel überspannungsableiter mit Funkenstrecken, Gasentladungsableite-r oder spannungsabhängige Schaltmittel, gesteuerte Stromrichter oder gesteuerte Halbleiterventile vorgesehen werden, die in Abhängigkeit von der an der gesunden Gruppe auftretenden höheren Teilspannung oder vom Spannungszusammenbruch der gestörten Gruppe abhängig gemacht sind. Der Ableiter muß dabei so groß bemessen werden, daß er während der Abschmelzzeit der jeweiligen Sicherung den auftretenden Rückstrom führen kann. Es wird somit ein einwandfreier Schutz der Gleichrichteranordnung erreicht, ohne daß Ausbrenntransformatoren oder sonstige aufwendige Schutzmittel benutzt werden müssen.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Gleichrichteranordnung aus einer Anzahl von Halbleitergleichrichtern mit zu jedem Halbleitergleichrichter in Reihe liegender Sicherung, bei der entsprechend dem gleichzurichtenden Gesamtstrom eine bestimmte Anzahl von parallel geschalteten Gleichrichtern mit vorgeschalteten Sicherungen zu einer Gleichrichtergruppe zusammengefaßt und entsprechend der Gesamtsperrspannung mehrere solcher Gruppen hintereinandergeschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Gruppe mindestens ein spannungsabhängiges Schaltmittel solcher Bemessung zugeordnet ist, daß bereits bei Ausfall eines Halbleiters einer Gruppe die Schaltmittel der anderen Gruppen einen zum Abschmelzen der dem gestörten Gleichrichter vorgeschalteten Sicherung ausreichenden Rückstrom fließen lassen.
2. 2. Gleichrichteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die spannungsabhängigen Schaltmittel als überspannungsschutz für die Gleichrichter der jeweiligen Gruppe mitbenutzt sind.
3. 3. Gleichrichteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als spannungsabhängige Schaltmittel überspannungsableiter mit Funkenstrecken, Gasentladungsableiter oder spannungsabhängige Widerstände benutzt sind.
4. 4. Gleichrichteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als spannungsabhängige Schaltmittel gesteuerte Stromrichter oder gesteuerte Halbleiterventile benutzt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1089 875.