Устройство для пуска и защиты инвертора Советский патент 1984 года по МПК H02H7/122 H02M1/08 

ас со

N3

оо

4 Изобретение относится к преобразовательной технике-и может быть использовано в инверторах и двухзвенных преобразователях, частоты. Известны устройства пуска и защиты инвертора, содержащие подключенную параллельно входу тиристорной ячейки цепь с дополнительным тиристором, отпираемым при пуске для раскачивания тока в сглаживающем реакторе, а также (предупредительно) для защиты тиристоров от перенапряжения I. Недостатками таких устройств являются, их сложность и низкая надежность, связанные с тем, что отпирание дополнительного тиристора осуществляется посредством системы, содержащей ряд вспомогательных устройств, например, питания, управления, датчиков, а также то, что алгоритм управления дополнительным тиристором зависит от предполагаемого режима работы инвертора и от параметров нагрузки. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство пуска инвертора, содержащее реактор, включенный последовательно в одну из силовых щин, цепь. включающую в себя диод, конденсатор и управляемыи ключ и предназначенную для подключения параллельно входу инвертора, и блок пуска и защиты . К недостаткам известного устройства относится наличие специального устройства управления отпиранием и запиранием дополнительного ключа. Кроме того, устройство не предназначено для защиты от перенапряжений. Цель изобретения - пов:ыщение надежности и упрощение конструкции. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для пуска и защиты инвертора, содержащем реактор, включенный последовательно в одну из силовых щин, цепь включающую в себя конденсатор и управляемый ключ и предназначенную для подключения параллельно входу инвертора, и блок пуска и защиты, параллельно конденсатору включен первый резистор, в качестве ключа используется тиристор, а блок пуска и защиты подключен параллельно тиристору и представляет собой последовательную цепь из диода, второго резистора и параллельно соединенных делителей напряжения, первый из которых состоит из двух конденсаторов, а второй - из двух резисторов, причем средние точки делителей объединены и через пороговый элемент подключены к управляющему электроду тиристора. На чертеже представлена схема предлагаемого устройства для пуска и защиты. Устройство содержит сглаживающий реактор 1, инверторную ячейку2 с нагрузкой, конденсатор 3, первый резистор 4, тиристор 5 и блок б пуска и защиты, включающий в себя подключенную между анодом и катодом тиристора 5 последовательную цепь из диода 7 в прямом направлении, второго резистора 8 и параллельно соединенных емкостного делителя из конденсаторов 9 и 10 и активного делителя из резисторов 11 и 12, причем средние выводы делителей соединены между собой и через пороговый элемент 13, например стабилитрон или динистор, подключены к управляющему электроду тиристора 5. Для расщирения функции устройства и повыщения чувствительности параллельно конденсатору 3 может быть подключен линейный элемент 14, например варистор. Устройство работает следующим образом. При подаче питающего напряжения последнее через реактор 1 подается на блок 6. Емкостный делитель из конденсаторов 9 и 10 подобран так, что при превыщении скорости нарастания огибающей напряжения на блоке 6 заданной величины напряжение на конденсаторе 10 возрастает до значения. достаточного для пробоя порогового элемента 13. Учитывая, что при пуске к блоку б напряжение прикладывается скачкообразно, пороговый элемент 13 пробьется, конденсатор 10 разрядится на управляющий переход тиристора 5, тем самым отпирая последний. В результате образуется контур для раскаЧивания тока в реакторе 1 и наращивания напряжения на конденсаторе 3. Этим создаются начальные условия для дальнейщего пуска инвертора: при отпирании основных тиристоров одной из диагоналей моста инвертора 2 ток сглаживающего реактора, переключается с тиристора основные тиристоры и инвертор запускается. Под действием напряжения на конденсаторе 3 тиристор 5 запирается, а конденсатор 3 разряжается через резистор 4. Активный делитель из резисторов 11 и 12 подобран таким образом, что при установившемся режиме работы напряжение на конденсаторе 10 меньще напряжения пробоя порогового элемента 13. Конденсатор 9 заряжен до н;апряжения, близкого к амплитуде огибающей напряжения на входе инвертора 2, не превыщающей допустимых значений. При появлении на входе инверторного оста случайного импульса перёнапряжения огибающая напряжения относительно резко возрастает, через емкостный делитель напряжение на конденсаторе 10 увеличивается, пороговый элемент 13 пробивается и THp jCTOp 5 отпирается, тем самым закорачивая вход инверторного моста и снижая перенапряжение, энергия которого расходуется на заряд конденсатора 3. Устройство для защиты от перенапряжения срабатывает при достаточно резких нарастаниях огибающей прямого анодного напряжения на дополнительном тиристоре независимо от абсолютного значения напряжения. Это не является недостатком схемы, так как резкое нарастание напряжения может иметь место только при неисправностях в системе управления (ложные импульсы на основных тиристорах) и регулирования, а также при неисправностях или чрезмерно резких изменениях параметров нагрузки. Срабатывание защиты от перенапряжения не вызывает отключения исправного инвертора: при очередной коммутации основных тиристоров инвертора под действием переменной составляющей противоэлектродвижущей силы инвертора к тиристору 5 прикладывается обратное напряжение, равное алгебраической сумме мгновенных значений напряжений на конденсаторе 3 и на выходе инвертора, и он запирается. Конденсатор 3 разряжается, через резистор 4. Аналогично происходит срабатывание защиты от перенапряжения при медленном нарастании огибающей прямого напряжения на входе инвертора. При этом напряжение t f на конденсаторе 10 определяется активным делителем из резисторов 11 и 12: превыщение заданного значения также приводит к отпиранию тиристора 5. Для ограничения напряжения на конденсаторе 3 и уменьщения его емкости к нему параллельно может быть включено нелинейное сопротивление, например, варистор 14. Диод 7, подключенный последовательно с емкостным делителем, предназначен для исключения поступления на управляющий электрод тиристора 5 импульса с обратной полярностью, а также для обеспечения срабатывания защиты при недопустимых изменениях величины и производных огибающей прямого анодного напряжения на тиристоре 5. Резистор 8 служит для демпфирования защиты при очень узких импульсах перенапряжения, стойкость тиристоров к которым относительно высокая. Устройство для защиты от перенапряжения предназначено для (предупредительного) ограничения случайных нечастых импульсов перенапряжения. После каждого срабатывания защиты прямое напряжение на блоке 6 уменьшается за счет встречно приложенного напряжения на конденсаторе 3, что препятствует повторному срабатыванию защиты на время разряда конденсаторов 3 и 9 на резисторы 4 и II соответственно. Это позволяет выполнить устройство на маломощных неохлаждаемых элементах. Экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства составляет 1458 руб. на единицу продукции. При этом упрощаются и сокращаются сроки наладки и вво эксплуатацию преобразователя, где изобретение внедрено. ТЛ QГ ЛПOT iUfJо I2UO П FkOUr Новые функциональные возможности устройства пуска и защиты повыщают степень защиты тиристоров инвертора от перенапряжений и тем самым сокращают число строя основных тиристоров инвертора в среднем на 2 тиристора в год, в результате чего эксплуатационные расходы сокращаются на 139 руб. 40 коп. в год. Последнее влечет за собой сокращение времени простоя при замене тири.сторов. Также оказывается возможным снижение класса по напряжению тиристоров инвертора.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПУСКА И ЗАЩИТЫ ИНВЕРТОРА, содержащее реактор, включенный последовательно в одну из силовых шин, цепь, включающую в себя конденсатор и управляемый ключ, и предназначенную для подключения параллельно входу инвертора, и блок пуска и защиты, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности и упрощения, параллельно конденсатору включен первый резистор, в качестве ключа используется тиристор, а блок пуска и защиты подключен параллельно тиристору и представляет собой последовательную цепь из диода, второго резистора и параллельно соединенны делителей напряжения, первый из которых состоит из двух конденсаторов, а второй - из двух резисторов, причем средние точки делителей объединены и -через пороговый SS элемент подключены к управляющему электроду тиристора. (Л