DE19739551A1 - Kurzschlußstrombegrenzung für eine Stromrichterschaltung mit einem kapazitiven Speicher - Google Patents
Kurzschlußstrombegrenzung für eine Stromrichterschaltung mit einem kapazitiven SpeicherInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kurzschlußstrombegrenzung
für ein Stromrichterschaltung mit wenigstens einem Leistungs
halbleiterschalter mit zugehöriger Freilaufdiode und wenig
stens einem kapazitiven Speicher, die im Kurzschlußfall eine
Kurzschlußmasche bilden.
Zu diesen Stromrichterschaltungen werden hier beispielsweise
ein netzseitiger Stromrichter mit ausgangsseitigem Spannungs
zwischenkreis, ein lastseitiger Umrichter mit eingangsseiti
gem Spannungszwischenkreis, ein Gleichstromsteller, ein
Schaltnetzteil, . . ., gezählt. All diesen Stromrichterschal
tungen ist gemeinsam, daß diese wenigstens einen Leistungs
halbleiterschalter mit zugehöriger Freilaufdiode und wenig
stens einen kapazitiven Speicher aufweisen, wobei diese Bau
elemente im Kurzschlußfall eine Kurzschlußmasche bilden.
Anhand eines Zwischenkreis-Spannungs-Umrichters, insbesondere
eines Pulsstromrichters, wird die Problematik der Beherr
schung eines Kurzschlußfalls erläutert. Dabei wird zwischen
einem Pulsstromrichter mit nichteinrastendem Leistungs
halbleiterschalter, beispielsweise IGBTs, MOSFETs, LTR, Hard
driven GTO, ARCP und mit einrastendem Leistungshalbleiter
schalter, beispielsweise GTOs, MCTs, Thyristoren, unterschie
den. Bei einem Pulsstromrichter mit nichteinrastenden Lei
stungshalbleiterschaltern sind im Kommutierungskreis keine
Induktivitäten angeordnet. Der geringe Induktivitätswert die
ses Pulsstromrichters stammt von den parasitären Streuinduk
tivitäten der niederinduktiven Verschienung. Beim Abschalt
vorgang eines Leistungshalbleiterschalters muß dieser nicht
nur die Spannung des Spannungszwischenkreises, sondern zu
sätzlich den induktiven Spannungsabfall an den parasitären
Induktivitäten aufnehmen. Der Wert dieses Spannungsabfalls
hängt von der Stromänderung und vom Wert der parasitären In
duktivität ab. Da aus Verlustgründen sehr schnell geschaltet
werden soll, ist die parasitäre Streuinduktivität möglichst
klein zu halten. Der Wert dieser parasitären Streuinduktivi
tät liegt heutzutage bei 100 nH.
Tritt nun innerhalb eines Brückzweigpaares des Pulsstromrich
ters ein Kurzschluß auf, so entlädt sich der Spannungszwi
schenkreis über den kurzgeschlossenen Brückenzweig. Der Kurz
schlußstrom wird nur durch die parasitäre Induktivität be
grenzt, die jedoch sehr klein ist. Dadurch fließt in kür
zester Zeit ein sehr hoher Kurzschlußstrom (mehrere kA), der
die Leistungshalbleiterschalter dieses Brückenzweiges zer
stört, wenn diese den Kurzschlußstrom nicht mehr abschalten
können.
Damit ein Kurzschlußstrom von diesen Leistungshalbleiter
schaltern abgeschaltet werden kann, müssen diese Leistungs
halbleiterschalter eine hohe Kurzschlußfestigkeit aufweisen.
Das heißt, diese Leistungshalbleiterschalter können einen
vier- bis zehnfachen Nennstrom kurzzeitig führen. Diese
Zeitdauer beträgt beispielsweise etwa 10 µs. Während dieser
Zeit wird in den Leistungshalbleiterschaltern eine sehr hohe
Verlustleistung umgesetzt.
Nachteil dieser Lösung ist, daß innerhalb der beispielsweisen
10 µs der Kurzschlußstrom erkannt und abgeschaltet werden muß
und daß die verwendeten Leistungshalbleiterschalter für die
Kurzschlußanforderungen dimensioniert werden, wobei andere
Optimierungskriterien außer Betracht bleiben.
Bei einem Pulsstromrichter mit einrastenden Leistungshalblei
terschaltern sind im Kommutierungskreis Induktivitäten ange
ordnet. Außerdem weisen diese Leistungshalbleiterschalter je
weils eine Schutzbeschaltung (snubber circuit) auf, wodurch
der Aufwand für passive Bauelemente recht hoch ist.
Tritt nun innerhalb eines Brückenzweigpaares eines solchen
Pulsstromrichters oder eines Stromrichters mit resonanter Be
triebsweise (z. B. quasiresonante Schalter, resonant dc Link
Converter) ein Kurzschluß auf, begrenzen die vorhandenen In
duktivitäten den Anstieg des Kurzschlußstromes. Die Amplitude
des Kurzschlußstromes erreicht ebenfalls einen Wert von eini
gen kA, jedoch nicht in so kurzer Zeit wie bei nichteinras
tenden Leistungshalbleiterschaltern.
Damit ein Kurzschlußstrom von diesen einrastenden Leistungs
halbleiterschaltern abgeschaltet werden kann, muß die vorhan
dene Induktivität sehr groß gewählt werden, da eine Kurz
schlußfestigkeit des einrastenden Leistungshalbleiterschal
ters im allgemeinen nicht erreichbar ist. Durch die Vergröße
rung der vorhandenen Induktivität wird der Stromanstieg des
Kurzschlußstromes soweit verlangsamt, daß der einrastende
Leistungshalbleiterschalter den Kurzschlußstrom noch abschal
ten kann.
Der Nachteil dieser Lösung liegt in einem hohen Kostenaufwand
sowohl für die Induktivität als auch für die Beschaltungskon
densatoren der Schutzbeschaltungen, die erforderlich sind, um
hohe Überspannungen zu begrenzen. Außerdem kann der Lei
stungshalbleiterschalter im Nennbetrieb nicht mit seinem ma
ximal abschaltbaren Strom betrieben werden, da eine Reserve
für die Kurzschlußabschaltung erforderlich ist. Ferner bildet
der Spannungszwischenkreis und die Induktivität im Kurz
schlußfall einen Serienschwingkreis. Damit die Freilaufdiode
der Leistungshalbleiterschalter nicht durch den hohen
Schwingstrom zerstört werden kann, muß elektrisch parallel
zur Reihenschaltung des Spannungszwischenkreises und der In
duktivität eine Rückschwing-Diodenanordnung geschaltet wer
den, wodurch sich das Bauvolumen und die Kosten dieses Um
richters erhöhen.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Kurz
schlußstrombegrenzung für derartige Stromrichterschaltungen
anzugeben, so daß die aufgeführten Nachteile nicht mehr auf
treten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem kennzeichnenden
Merkmal des Anspruchs 1 gelöst.
Dadurch, daß ein passiver Halbleiterstrombegrenzer aus Sili
ciumcarbid in einer Kurzschlußmasche, die aus dem kapazitiven
Speicher und wenigstens einem Leistungshalbleiterschalter im
Kurzschlußfall gebildet wird, angeordnet ist, läßt sich in
komfortabler Weise der Kurzschluß in einer bekannten, ein
gangs beschriebenen Stromrichterschaltung beherrschen, ohne
daß deren Nachteile auftreten. Der Vorteil dieses passiven
Halbleiterstrombegrenzers aus Siliciumcarbid liegt im Ver
hältnis der Durchlaßspannung zum Begrenzerstrom. Dieser pas
sive Halbleiterstrombegrenzer kann direkt elektrisch in Reihe
zum kapazitiven Speicher, in einer Zuleitung vom kapazitiven
Speicher zum Leistungshalbleiterschalter oder elektrisch in
Reihe zum Leistungshalbleiterschalter geschaltet werden. Die
se unterschiedlichen Einbauplätze dieses passiven Halblei
terstrombegrenzers aus Siliciumcarbid beeinflussen nicht die
Funktionsweise und die Belastung dieses passiven Halbleiter
strombegrenzers. Außerdem kann dieser passive Halbleiter
strombegrenzer in allen bekannten Stromrichterschaltungen
verwendet werden, unabhängig davon, ob einrastende oder
nichteinrastende Leistungshalbleiterschalter verwendet wer
den.
Im Kurzschlußfall durchläuft der passive Leistungshalbleiter
strombegrenzer aus Siliciumcarbid in sehr kurzer Zeit seine
Kennlinie, so daß in kürzester Zeit der Kurzschlußstrom auf
einen Begrenzerstrom des passiven Halbleiterstrombegrenzers
begrenzt wird. Somit wird die Kurzschlußstrombegrenzung al
leine von dem passiven Halbleiterstrombegrenzer aus Silicium
carbid vorgenommen, so daß die Wahl der Leistungshalbleiter
schalter oder deren Dimensionierung oder der Aufbau einer
Stromrichterschaltung nicht mehr vorrangig auf einen Kurz
schlußfall abgestimmt sein muß. In Abhängigkeit des Span
nungsabfalls des passiven Halbleiterstrombegrenzers und eines
Referenzwertes kann eine Abschalteinrichtung aktiviert wer
den, so daß der Kurzschlußstrom unterbrochen wird.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Kurzschlußstrom
begrenzung ist der positive Halbleiterstrombegrenzer aus Si
liciumcarbid mit einer antiparallelen Überbrückungs-Diode
versehen. Diese Diode wird genau dann benötigt, wenn Energie
von einer Last in den kapazitiven Speicher der Stromrichter
schaltung zurückgespeist wird. Bei dieser Rückspeisung kehrt
sich die Richtung des Stromes durch den passiven Halbleiter
strombegrenzer um. Unterschreitet dieser Rückspeisestrom den
minimalen Grenzstrom des passiven Halbleiterstrombegrenzers,
so wird der passive Halbleiterstrombegrenzer mittels der Di
ode in Richtung Energierückspeisung überbrückt. Dadurch wird
der passive Halbleiterstrombegrenzer vor Zerstörung ge
schützt. Somit kann ein passiver Halbleiterstrombegrenzer mit
einer antiparallelen Überbrückungs-Diode bei Stromrichter
schaltungen zur Kurzschlußstrombegrenzung eingesetzt werden,
bei denen eine Energierückspeisung beabsichtigt ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Kurz
schlußstrombegrenzung ist eine Freilaufdiode des Leistungs
halbleiterschalters mit einem Anschluß in Leistungsflußrich
tung vor dem passiven Halbleiterstrombegrenzer verlegt. Da
durch wird ebenfalls bei Energierückspeisung von einer Last
in den kapazitiven Speicher der Stromrichterschaltung der
passive Halbleiterstrombegrenzer überbrückt, ohne daß eine
zusätzliche Überbrückungs-Diode verwendet werden muß. Durch
diese besondere Verschaltung der Freilauf-Diode eines Lei
stungshalbleiterschalters übernimmt diese Freilaufdiode die
Schutzaufgabe für den passiven Halbleiterstrombegrenzer wäh
rend einer Energierückspeisung.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Kurz
schlußstrombegrenzung bildet ein passiver Halbleiterstrombe
grenzer aus Siliciumcarbid mit einem Leistungshalbleiter
schalter der Stromrichterschaltung eine Baueinheit. Dadurch
wird bei der Stromrichterschaltung kein zusätzliches Bauele
ment verwendet, so daß die bekannten Stromrichterschaltungen
nicht umkonstruiert werden müssen. Es müssen lediglich die
Leistungshalbleiterschalter durch die Leistungshalbleiter
schalter mit integriertem passiven Halbleiterstrombegrenzer
ausgetauscht werden.
Zur weiteren Erläuterung der erfindungsgemäßen Kurzschluß
strombegrenzung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der
mehrere Ausführungsbeispiele schematisch veranschaulicht
sind.
Fig. 1 zeigt einen bekannten Frequenzumrichter mit ei
ner vorteilhaften Ausführungsform der erfin
dungsgemäßen Kurzschlußstrombegrenzung, wobei
in den
Fig. 2 und 3 jeweils Kennlinien eines passiven Halbleiter
strombegrenzers nach Fig. 1 dargestellt sind,
und wobei in den
Fig. 4 bis 6 weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Kurzschlußstrombegrenzung bei Stromrichter
schaltungen veranschaulicht sind.
Die Fig. 1 zeigt einen bekannten Frequenzumrichter, bestehend
aus einem netzseitigen ungesteuerten Stromrichter 2, einem
Spannungszwischenkreis 4 und einem lastseitigen Stromrich
ter 6, insbesondere einem Pulsstromrichter. Der netzseitige
ungesteuerte Stromrichter 2 weist pro Brücken zwei Dioden Dn1
und Dn2 bzw. Dn3 und Dn4 auf. Der Spannungszwischenkreis 4
weist einen kapazitiven Speicher C auf. Der dreiphasige
Pulsstromrichter 6 weist pro Brückenzweig zwei elektrisch in
Reihe geschaltete Leistungshalbleiterschalter T1, T2 bzw. T3,
T4 bzw. T5, T6 auf, die jeweils mit einer antiparallel ge
schalteten Freilaufdiode D1, . . ., D6 versehen sind. Die para
sitäre Induktivität der Verschienung des Spannungszwischen
kreises 4 mit dem Pulsstromrichter 6 ist hier ersatzweise als
Induktivität L in der positiven Zuleitung 8 zwischen den ka
pazitiven Speicher 4 und dem Pulsstromrichter 6 dargestellt.
Ein passiver Halbleiterstrombegrenzer 12 aus Siliciumcarbid
ist in der positiven Zuleitung 8 des Spannungszwischenkreises
4 angeordnet. Außerdem ist dieser passive Halbleiterstrombe
grenzer 12 mit einer Überbrückungs-Diode D7 versehen, die
parallel zur Stromflußrichtung durch diesen Halbleiterstrom
begrenzer 12 geschaltet ist. Dieser passive Halbleiterstrom
begrenzer 12 aus Siliciumcarbid ist aus der älteren nationa
len Patentanmeldung mit dem amtlichen Aktenzeichen
197 17 614.3 (GR 97 P 1515 DE) bekannt. Die zugehörige Kenn
linie dieses Halbleiterstrombegrenzers 12 ist in der Fig. 2
näher dargestellt, wobei die Fig. 3 die Kennlinie eines pas
siven Halbleiterstrombegrenzers 12 mit Memory-Funktion zeigt.
Der Strom ILimit, ab dem der passive Halbleiterstrombegrenzer
12 eingreift, wird so gewählt, daß der passive Halbleiter
strombegrenzer 12 erst oberhalb des maximal im Normalbetrieb
auftretenden Stromes eingreift. Die Form des durch den Halb
leiterstrombegrenzer 12 fließenden Strom ist hierbei unerheb
lich, so daß die Funktion des passiven Halbleiterstrombe
grenzers 12 unabhängig von der Anwendung gewährleistet ist.
Tritt nun ein Kurzschluß in einem Brückenzweig des Pulsstrom
richters auf, durchläuft der passive Halbleiterstrombegrenzer
12 aus Siliciumcarbid in sehr kurzer Zeit seine Kennlinie, so
daß der Kurzschlußstrom in dieser Zeit auf den Wert des
Grenzstromes ILimit begrenzt wird. In diesem Betriebspunkt
werden die Leistungshalbleiterschalter des kurzschlußbehafte
ten Brückenzweiges wenig belastet, da diese kaum Spannung
aufnehmen. Wenn der positive Halbleiterstrombegrenzer 12 den
Kurzschlußstrom auf den Wert des Grenzstromes ILimit begrenzt,
fällt die Zwischenkreisspannung Ud überwiegend am Halbleiter
strombegrenzer 12 ab. In diesem Halbleiterstrombegrenzer 12
wird dann eine hohe Verlustleistung umgesetzt. Damit dieser
passive Halbleiterstrombegrenzer 12 nicht thermisch zerstört
wird, muß die Kurzschlußmasche, bestehend aus dem kapazitiven
Speicher C, dem Halbleiterstrombegrenzer 12 und den Lei
stungshalbleiterschaltern eines Brückenzweiges des Pulsstrom
richters 6 aufgetrennt werden. Dazu kann vorteilhafterweise
der Spannungsabfall am Halbleiterstrombegrenzer 12 verwendet
werden, aus dem in Abhängigkeit eines Referenzwertes ein
Steuersignal für eine Abschalteinrichtung generiert wird. Als
Abschalteinrichtung kann beispielsweise eine Vorrichtung zur
Sperrung aller Steuersignale des Pulsstromrichters 6 vorgese
hen sein. Als Abschalteinrichtung können auch Schütze und Re
lais vorgesehen sein, mit denen die Kurzschlußmasche aufge
trennt oder der Frequenzumrichter vom Netz geschaltet wird.
Weist der passive Halbleiterstrombegrenzer 12 aus Silicium
carbid den Kennlinienverlauf gemäß Fig. 3 auf, so besteht für
die Auftrennung der Kurzschlußmasche kein Zeit zwang, da die
ser Halbleiterstrombegrenzer 12 keine hohe thermische Bean
spruchung aufweist. Gemäß der Kennlinie nach Fig. 3 wird der
Kurzschlußstrom nicht auf hohem Niveau, sondern auf einen
sehr niedrigen Wert begrenzt, der kleiner ist als der maximal
auftretende Strom im Normalbetrieb. Der kritische Punkt liegt
beim passiven Halbleiterstrombegrenzer 12 aus Siliciumcarbid
beim Maximum der Kennlinie. In diesem Punkt (dI/dt=0) führen
die Leistungshalbleiterschalter des kurzschlußbehafteten
Brückenzweiges einen hohen Strom und nehmen annähernd die ge
samte Zwischenkreisspannung Ud auf. Wegen der sehr kurzen
Verweildauer in diesem Betriebspunkt stellt die Kurzschluß
strombegrenzung keine hohe thermische Beanspruchung für die
Leistungshalbleiterschalter dar. Hat dieser Halbleiterstrom
begrenzer 12 mit Memory-Funktion eine hohe Spannung aufgenom
men, so fließt durch ihn nur noch ein sehr kleiner Strom, der
den Halbleiterstrombegrenzer 12 thermisch nicht gefährdet.
Auch in diesem Fall muß die Kurzschlußmasche aufgetrennt wer
den, wobei sich ebenfalls eine Spannungsüberwachung des Halb
leiterstrombegrenzers 12 anbietet. Da dieser passive Halblei
terstrombegrenzer 12 nur eine geringe Verlustleistung um
setzt, steht nahezu eine beliebig lange Zeitdauer bis zur Ab
schaltung zur Verfügung.
Lag der Grund für den Kurzschluß nicht in einem defekten Lei
stungshalbleiterschalter, so ist der Pulsstromrichter 6 nach
der Strombegrenzung wieder funktionsfähig. Dazu muß der pas
sive Halbleiterstrombegrenzer 12 seine Spannung an den Lei
stungshalbleiterschaltern T1, . . ., T6 des Pulsstromrichters 6
abgeben, was durch eine kurze Impulssperre erreicht wird. An
schließend ist ein weiterer Betrieb des Pulsstromrichters 6
ohne weitere Abschaltung möglich.
In der Fig. 4 ist eine Stromrichterschaltung dargestellt, de
ren Spannungszwischenkreis 4 zwei elektrisch in Reihe ge
schaltete kapazitive Speicher C1 und C2 aufweist, und wobei
in der positiven und negativen Zuleitung 8 und 10 des Span
nungszwischenkreises 4 jeweils ein passiver Halbleiterstrom
begrenzer 12 angeordnet sind. Jeden Halbleiterstrombegrenzer
12 ist eine Überbrückungs-Diode D7 und D8 elektrisch anti
parallel geschaltet. Der Mittelpunkt M der kapazitiven Spei
cher C1 und C2 ist außerdem geerdet. Erfolgt nun ein Kurz
schluß in der Phase T gegen den Spannungszwischenkreis-Mit
telpunkt M, so treibt der kapazitive Speicher C2 einen Kurz
schlußstrom über den Leistungshalbleiterschalter T6. Dieser
Kurzschlußstrom kann nicht vom passiven Halbleiterstrombe
grenzer 12 in der positiven Zuleitung 8 gemäß Fig. 1 begrenzt
werden, da durch die Erdung des Spannungszwischenkreis-Mit
telpunktes M des Spannungszwischenkreises 4 zwei Kurzschluß
maschen entstehen können. Deshalb sind hier auch zwei passive
Halbleiterstrombegrenzer 12 vorgesehen, mit denen jeweils ein
Kurzschlußstrom in einer Kurzschlußmasche begrenzt werden
kann.
Die Fig. 5 zeigt eine vorteilhafte Ausführungsform der Kurz
schlußstrombegrenzung nach Fig. 4. Diese vorteilhafte Ausfüh
rungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß
Fig. 4 dadurch, daß die beiden passiven Halbleiterstrombe
grenzer 12 in der positiven und negativen Zuleitung 8 und 10
keine Überbrückungs-Dioden D7 und D8 mehr aufweisen. Die
Funktion dieser Überbrückungs-Dioden D7 und D8 werden bei
dieser vorteilhaften Ausführungsform von den Freilaufdioden
D1, . . ., D6 des Pulsstromrichters 6 übernommen. Dazu sind die
Freilaufdioden D1, D3 und D5 kartonseitig nicht mit den An
oden der zugehörigen Leistungshalbleiterschalter T1, T3 und
T5, sondern mit einer Eingangsklemme 14 des passiven Halblei
terstrombegrenzers 12 in der positiven Zuleitung 8 des Span
nungszwischenkreises 4 verbunden. Ebenso sind die Freilaufdi
oden D2, D4 und D6 anodenseitig nicht mit den Kathoden der
zugehörigen Leistungshalbleiterschalter T2, T4 und T6, son
dern mit einer Eingangsklemme 16 des passiven Halbleiter
strombegrenzers 12 in der negativen Zuleitung 10 des Span
nungszwischenkreises 4 verknüpft. Somit ist jede Freilauf-Di
ode D1, . . ., D6 eines Leistungshalbleiterschalters T1, . . .,
T6 mit einem Anschluß 14, 16 in Leistungsflußrichtung vor ei
nem passiven Halbleiterstrombegrenzer 12 verlegt.
Die Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Kurzschluß
strombegrenzung für eine Stromrichterschaltung. Die in Fig. 6
vorgesehene Stromrichterschaltung weist einen Mehrpunkt-
Stromrichter 18 und mehrere elektrisch in Reihe geschaltete
kapazitive Speicher C1, . . ., Cn auf, deren n-1 Zwischenab
gänge 20 und die positive und negative Zuleitungen 8 und 10
mit korrespondierenden Eingängen des Mehrpunkt-Pulsstromrich
ters 18 verknüpft sind. Wie in den Ausführungsformen gemäß
den Fig. 4 und 5 sind in den Zuleitungen 8 und 10 jeweils ein
passiver Halbleiterstrombegrenzer 12 mit einer zugehörigen
antiparallel geschalteten Überbrückungs-Diode D7 und D8 ange
ordnet. In den Zwischenabgängen 20 sind jeweils zwei Halblei
terstrombegrenzer 12 mit zugehörigen Überbrückungs-Dioden D9
angeordnet, die jeweils einen Strom in entgegengesetzten
Richtungen begrenzen können. Durch die Aufteilung eines kapa
zitiven Speichers C eines Spannungszwischenkreises 4 in n ka
pazitiven Speichern C1 bis Cn existieren auch n Kurzschlußma
schen. Da in allen Zwischenabgängen 20 zudem ein Kurzschluß
strom in beiden Stromrichtungen fließen kann, sind die in
dieser Fig. 6 dargestellten passiven Halbleiterstrombegrenzer
12 bei einer Stromrichterschaltung notwendig, die nach einem
Mehrpunktprinzip arbeitet.
Während bei einer Ausführungsform der Kurzschlußbegrenzung
gemäß der Erfindung jeweils ein passiver Halbleiterstrombe
grenzer 12 in einem Brückenzweig des Pulsstromrichters 6 an
geordnet bzw. bei einem geteilten kapazitiven Speicher C je
dem Leistungshalbleiterschalter zugeordnet ist, so ist es
wirtschaftlicher, wenn ein passiver Halbleiterstrombegrenzer
12 in einem Brückenzweigmodul bzw. in einem Leistungshalblei
terschalter-Modul integriert ist. Durch diese Integration ei
nes passiven Halbleiterstrombegrenzer 12 braucht ein beste
hender Frequenzumrichter nicht umkonstruiert werden, so daß
durch Austausch der entsprechenden Module der bekannte Fre
quenzumrichter mit der erfindungsgemäßen Kurzschlußstrombe
grenzung ausgerüstet ist.
Claims (6)
1. Kurzschlußstrombegrenzung für eine Stromrichterschaltung
mit wenigstens einem Leistungshalbleiterschalter (T1, . . .,
T6) mit zugehöriger Freilaufdiode (D1, . . ., D6) und we
nigstens einem kapazitiven Speicher (C), die im Kurzschluß
fall eine Kurzschlußmasche bilden,
dadurch gekennzeichnet, daß in dieser Kurzschluß
masche wenigstens ein passiver Halbleiterstrombegrenzer (12)
aus Siliciumcarbid angeordnet ist.
2. Kurzschlußstrombegrenzung nach Anspruch 1, wobei der pas
sive Halbleiterstrombegrenzer (12) aus Siliciumcarbid mit ei
ner antiparallelen Überbrückungs-Diode (D7, . . ., D10) ver
sehen ist.
3. Kurzschlußstrombegrenzung nach Anspruch 1, wobei die Frei
laufdiode (D1, . . ., D6) des Leistungshalbleiters (T1, . . .,
T6) mit einem Anschluß in Leistungsflußrichtung vor dem pas
siven Halbleiterstrombegrenzer (12) verlegt ist.
4. Kurzschlußstrombegrenzung nach Anspruch 1 für eine Mehr
punkt-Stromrichterschaltung (18) mit wenigstens zwei kapazi
tiven Speichern (C1, . . ., Cn) und wenigstens einem mittleren
Zwischenabgang (20),
dadurch gekennzeichnet, daß in allen Abgängen (20)
und den Zuleitungen (8, 10) der kapazitiven Speicher (C1, . . .,
Cn) jeweils ein passiver Halbleiterstrombegrenzer (12) aus
Siliciumcarbid angeordnet ist, wobei in jedem Abgang (20) ein
weiterer passiver Halbleiterstrombegrenzer (12) für eine
zweite Stromrichtung angeordnet ist.
5. Kurzschlußstrombegrenzung nach Anspruch 1, wobei der pas
sive Halbleiterstrombegrenzer (12) aus Siliciumcarbid mit dem
Leistungshalbleiterschalter (T1, . . ., T6) eine Baueinheit
bildet.
6. Kurzschlußstrombegrenzung nach einem der Ansprüche 1 bis
5, wobei in Abhängigkeit einer ermittelten Halbleiterstrombe
grenzerspannung und einer Referenzspannung mittels einer Ab
schalteinrichtung die Kurzschlußmasche aufgetrennt wird.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1997139551 DE19739551A1 (de) | 1997-09-09 | 1997-09-09 | Kurzschlußstrombegrenzung für eine Stromrichterschaltung mit einem kapazitiven Speicher |
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PCT/DE1998/002532 WO1999013548A1 (de) | 1997-09-09 | 1998-08-27 | Kurzschlussstrombegrenzung für eine stromrichterschaltung mit einem kapazitiven speicher |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1997139551 DE19739551A1 (de) | 1997-09-09 | 1997-09-09 | Kurzschlußstrombegrenzung für eine Stromrichterschaltung mit einem kapazitiven Speicher |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19739551A1 true DE19739551A1 (de) | 1999-03-11 |
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ID=7841756
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1997139551 Withdrawn DE19739551A1 (de) | 1997-09-09 | 1997-09-09 | Kurzschlußstrombegrenzung für eine Stromrichterschaltung mit einem kapazitiven Speicher |
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EP (1) | EP1012941A1 (de) |
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