Устройство для защиты инвертора Советский патент 1984 года по МПК H02H7/122 

f Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в преобразователях переме ного напряжения в достоянное, а также в преобразователях частоты с промежуточным звеном постоянного тока. Известен емкостный прерыватель, работа которого основана на прерывании аварийного тока посредством пред варительно заряженной емкости. Устройство содержит тиристорный ключ, через который -протекает ток нагрузки, прерывающий конденсатор, подключенный обкладками через прерывающий тиристор к тиристорному ключу, а так же внешний источник, обеспечивающий предварительньш заряд конденсатора. Индуктивность дросселя в цепи преобразователя с емкостным прерывателем обеспечивает перезаряд конденсатора и запирание прерьшающего тиристора после перевода аварийного тока из цепи с тиристорным ключем в цепь прерывателя , Недостатками такого прерывателя являются наличие дополнительного источника переменного тока для заряда прерывающего конденсатора; во всех неаварийнык режимах работы преi-образователя прерывающий конденсатор находится под напряжением. Наиболее близким предлагаемому по технической сущности является выключатель постоянного тока, содержащий последовательный тиристорньй ключ, предназначенный для подключегния анодом к положительному полюсу источника питания, а управляющим электродом подключенньй к выходу блока управления, прерывающий конденсатор, подключенньй через прерыва ющий тиристор к анод-катоду тиристор ного ключа, дроссель,магнитно связан ный со входным дросселем преобразователя C2J. Однако использование данной схемы для прерывания аварийного тока нецелесообразно, поскольку в схеме прерывающий конденсатор заряжается при любом неаварийном броске тока нагрузки и подготовка прерывающего конденсатора к последующему прерыванию возможна только после включения последовательного тиристорного ключа когда конденсатор перезаряжается до напряжения нужной полярности. Эти ос бенности работы схемы снижают эффект ность использования конденсатора и 161 2 увеличивают длительность процесса прерывания аварийного тока. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности использования для прерывания аварийного тока с одновременным улучшением энергетических показателей посредством исключения дополнительного источника питания и устранения условий работы прерывающего конденасатора под напряжением в неаварийных режимах. Указанная цель достигается тем, что в устройство для защиты инвертора, содержащее тиристорный ключ, предназначенный для подключения анодом к положительному, полюсу источника питания, а управляющим электродом подключенньй к выходу блока управления, прерывающий конденсатор, включенный через прерывающий тиристор параллельно тиристорному ключу, первый дроссель, магнитно связанный с вторым дросселем и соединенный одним выводом с катодом тиристорного ключа, а вторым выводом предназначенный для подключения к входу инвертора, введены блок снятия управляющих импульсов, дополнительный тиристор, дроссель насыщения, стабилитрон, три диода и два резистора, причем выход блока снятия управляющих импульсов подключен к входу блока управления тиристорного ключа, а вход предназначен для подключения к цепям инвертора, дополнительный тиристор анодом через второй дроссель .предназначен для подключения к положительному полюсу источника питания, а катодом соединен с анодом прерывающего тиристора, цепь из последовательно соединенных первого диода, стабилитрона и дросселя насьщения включена между управляющим электродом и анодом прерывающего тиристора, цепь из последовательно соединенных второго диода и первого резистора включена между управляющим электродом и анодом дополниteльнoгo тиристора, а цепь из последовательно соединен1влх третьего диода и второго резистора включена параллельно первому дросселю. На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема тиристорного прерывателя аварийного тока; на фиг. 2 - диаграммы токов и напряжений на элементах схемы. Устройство содержит тиристорный. ключ 1, анод которого соединен с по жительным полюсом источника, прерыв ющий конденсатор 2, параллельно под ключенный через прерывающий тиристо 3 к тиристорному ключу 1. Первьй др сель 4 одним выводом связан с катод тиристорного ключа 1, а другим - со входом инвертора 5. Второй дроссель параллельно подключен к прерывающем конденсатору 2 через дополнительньй тиристор 7, причем первый и второй дроссели магнитно связаны. Последовательная цепь из диода 8, стабилит на 9 и дросселя 10 насыщения, включенная между управляющим электродом и анодом прерывающего тиристора 3, образует управляющую цепь. Последова тельная цепь из диода 11 и резистора 12, включенная мелсду управляющим электродом и анодом дополнительного тиристора 7, образует управляющую цепь дополнительного тиристора 7. Отпирающие сигналы на тиристорный ключ поступают из блока 13 управле- ния, выходные импульсы которого могут быть сняты по сигналу, поступающему из блока 14 снятия импульсов при коротком замыкании в цепи инвер тора 5. Первый дроссель 4 зашунтиро ван последовательной цепью из диода 15 и резистора 16. На фиг. 2 кривая 17 показывает ток через прерывающий тиристор 1; кривая 18 - ток через прерывающий конденсатор 2; кривая 19 - напряжение на конденсаторе 2; кривая 20 ток в дросселе 4. Устройство работает следующим образом. . При возникновении аварии в цепи инвертора 5 управляющие импульсы с тиристорного ключа 1 по сигналу с блока 14 снимаются, а напряжение на дросселе 4 скачком меняется. На магнитосвязанном в тором дросселе 6 индуктируется напряжение, и в цепи управления: диод 11 - резистор 12 управляющий электрод - катод тиристора 7 начинает протекать ток, который отпирает дополнительный тиристор 7. Начинается колебательный процесс заряда конденсатора 2 до напряжения, зависящего от соотношения -витков обмоток дросселей 6 и 4 (фиг. 2, этап tQ-Ц , кривая 19). По достижении напряжением на конденсаторе 2 максимума ток в дросселе 6 спадает до нуля и тиристор 7 запирается. Одновременно к управляющей цепи: диод 8 - стабилитрон 9 - дроссель 10 насыщения - управляющий электрод катод тиристора 3 прикладывается напряжение заряженного конденсатора 2. Пробойное напряжение стабилитрона 9 соответствует максимальному напряжению на конденсаторе 2. Прерьшающий тиристор 3 отпирается после пробоя стабилитрона 9. Дроссель 10 насьпцения обеспечивает временную задержку момента отпирания тиристоров 3, необходимую для восстановления запирающих свойств дополнительного тиристора 7. С отпиранием прерывающего тиристора 3 напряжение заряженного конденсатора 2 прикладывается к тиристорному ключу 1 в обратном направлении и запирает его. После запирания тиристорного ключа 1 на дросселе 4 скачком меняется напряжение, равное сумме напряжений источника питания и конденсатора 2. В магнитосвязанном дросселе 6 индуктируется аналогичный скачок напряжения, направленный навстречу напряжению конденсатора 2 и превышающий его по величине. 1 В результате к дополнительному тиристору 7 прикладывается в прямом направлении напряжение, равное разности напряжений дросселя 6 и конденсатора 2. Через управляющую цепь: диод 11 - резистор 12 - управляющий электрод-катод потечет ток, отпирающий тиристор 7 о Начинается второй этaпt -t . Момент времени t характеризуется началом перезаряда прерывающего конденсатора 2, который заканчивается после спадения тока в дросселе 4 до нуля и запиранием прерьшающего тиристора 3. Время перезаряда охватьшает этапы t-t, и t,-t (фиг. 2). Одновременно с запиранием прерьшающего тиристора 3 запирается дополнительный тиристор 7, поскольку ток в магнитосвязанном дросселе 6 также спадает до нуля. После завершения этапов и на прерывающем конденсаторе 2 устанавливается напряжение противоположной полярности (фиг. 2, этап , полярность ука- зана в скобках, кривая 19), благодаря которому по контуру: дроссель 6 диод 11 - резистор 12 - управляющий электрод - катод тиристора 7 - кондексафор 2 потечет ток, который отпирает TiiiaicTop 7.

Начинается заключительный этап tj-t (4«г.2), в котором энергия кондеясаггора 2 гасится на резисторе 16 через магнитосвязанные дроссели 4 и 6 При условии, если соотношение индук1 4|вностей дросселей 4 и 6, емкости КОйяеМса1ч ра 2 и сопротивления резистора 16 исключает колебательный перезаряд конд бисатора 2. В противном случае .конденсатор 2 перезаряжается с часФичноЙ потерей энергии на резисторе i6. После перезаряда полярность напряжения на конденсаторе 2 соответствует условию готовности его к повтоному прерыванию аварийного тока.

Таким образом, из схемы предлагаемого устройства исключается дополнительный источник переменного тока, само устройство управляется без применения специальных логических систем, прерывающий конденсатор заряжается в процессе аварийного режима, в остальных режимах работы преобразователя конденсатор заряжен, чем обеспечивается возможность применения устройства в системах бесперебойного питания и рациональный режим работы прерывающего конденсатора.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗА1ДИТЫ ИНВЕРТОРА, содержащее тиристорный ключ, предназначенный для подключения анодом к положительному полюсу источника питания, а управляющим электродом подключенный к выходу блока управления, прерывающий конденсатор, включенный через прерывающий тиристор параллельно тиристорному ключу, первый дроссель, магнитосвязанный с вторым дросселем и соединенный одним выводом с катодом тиристорного ключа, а вторым выводом предназначенный для подключения к входу инвертора, о, т л ичающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности использования для прерывания аварийного тока с одновременным улучшением энергетических показателей посредством исключения дополнительного источника питания и устранения условий работы прерывающего конденсатора под напряжением в неаварийных режимах, в него введены блок снятия управляющих импульсов, дополнительный тиристор, дроссель насьщения, стабилитрон, три диода и два резистора, причем выход блока снятия управляющих импульсов подключен к входу блока управления тиристорного ключа, а вход i предназначен для подключения к цепям инвертора, дополнительный тиристор (Л анодом через второй дроссель предназначен для подключения к положительС ному полюсу источника питания, а катодом соединен с анодом прерывающего тиристора, цепь из последовательно соединенных первого диода, стабилитрона и дросселя насыщения включена между управляющим электродом и анодом 01 прерывающего тиристора, цепь из после-довательно соединенных второ -о диода Од и первого резистора,включена между управляющим электродом и анодом дополнительнЬго тиристора, а цепь из последовательно соединенных третьего диода и второго резистора включена параллельно первому дросселю..