Устройство для защиты инвертора Советский патент 1986 года по МПК H02H7/122 

fO

5

Изобретение относится-к промьгашен- ной электронике и может применяться в областях техники, использутощих частотно-преобразовательные устройства на основе тиристорных или ионных инверторов, вьшолняемых по мостовым схемам.

Известно устройство для защиты инвертора, содержащее индикатор опрокидывания инвертора и быстродействующего выключателя, причем индикатор опрокидывания инвертора вьтолнен в виде двух схем совпадения на двух транзисторах, коллектор-цепи которых соединены последовательно и подключены к вспомогательному источнику питания, а базовые цепи соединены через разделительные трансформаторы с шунтами, включенными в анодные цепи силовых вентилей инвертора, последователь-20 но с транзисторными цепями включено сопротивление, шунтированное кон- денсатором, к зажимам сопротивления присоединена цепь управляющего электрода тиристора быстродейств;утеп;его 25 выключателя.

Данное устройство обладает высоким быстродействием, но может использоваться для защиты инвертора, работающих только в режиме прерывисто- ЗО го тока, так как при работе инвертора в режиме непрерывного тока существуют интервалы времени, когда ток -проводят тиристоры одного плеча.

Наиболее близким к изобретению 3- является устройство для защиты инвертора, зыполненного по мостовой схеме на управляемых вентилях н снабженного блоком управления, от коротких замыканий при опрокидывании инвертора, содержащее датчики тока,, вьтол- ненные в виде шунтов, предназначенные для включения в анодные цепи вентилей мостовой схемы, исполнительный элемент, выполненный в виде быстродействующего выключателя, ивдикатор опрокидьшания, вьтолненньм в виде элемента совпадения на двух транзисторах с числом параллельных ветвей цепей, соответствующий числу плеч ин- 50 вертора, причем коллекторные цепи транзисторов в каждом плече соединены последовательно, а базовые-цепи соединены через разделительные трансформаторы с шунтами, блок интервала 55 коммутации, включающий в себя транзистор, резистор и трансформатор, при этом резистор включен между базой

40

45

fO

5

-2025

ЗО

4/4 7462

и коллектором транзистора, подключенного к общей точке эмиттеров транзисторов элемента совпадения, а эмиттер указанного транзистора подключен к вспомогательному источнику питания.

Недостатком такого устройства является существенное снижение быстродействия устройства защиты в переходном режиме пуска инвертора. Это объясняется тем, что при пуске инвертора, когда напряжение в диагонали мало, BpeNiH перемагничивания насьпца- емого трансформатора блока .интервала коммутации увеличивается прямо пропорционально уменьшению напряжения в диагонали инвертора. Увеличение вре- . мени перемагничивания приводит к задержке срабатывания индикатора опрокидывания. В переходном режиме пуска инвертора, когда наиболее вероятно опрокидывание инвертора снижение быстродействия устройства защиты является ее существенным недостатком.

Целью изобретения является повышение быстродействия защиты инверто-- ра в переходных режимах.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для инвертора, выполненного по мостовой схеме на управляемых вентилях и снаб-. женного блоком управления, от коротких замыканий при опрокидьшании инвертора, содержащее датчики тока, выполненные в виде шунтов, предназначенные для включения в анодные цепи вентилей мостовой схемы, исполнительный элемент, вьтолненный в виде быстродействующего выключателя индикатор опрокидывания , выполненный в виде элемента совпадения на двух транзисторах с числом параллельных ветвей цепи, соответствующий числу гтеч инвертора,, причем коллекторные цепи транзисторов в каждом плече соединены последовательно,, а базовые цепи соединены через разделительные трансформаторы с шунтами, блок интер- вапа ком1-гутации, включающий в себя транзистор, резистор и трансформатор, пр5 этом резистор включен между ба- 3Cij и коллектором транзистора., подключенного к общей точке эг нттеров транаисторов элемента совпадения, а э. ттер указанного транзистора подключен к зспомогательному источнику :1нтання, введен блок пропорикональ- ной Еыяержки времени коммутации,

включающий в себя трансформатор тока первичная обмотка которого предназначена для включения в диагональ инвертора, а вторичная через выпрями- тельньй мост, выход которого шунтирован резистором, и дополнительный источник питания присоединена к вход резисторного оптрона, выход которого включен между базой первого транзистора ждущего мультивибратора и вспомогательным источником питания, база второго транзистора ждущего мультивибратора предназначена для подключения к блоку правления инвертора, а коллектор первого транзистора ждущего мультивибратора через конденсатор подключен к первично й обмотке транс- форматора блока интервала коммутации вторичная обмотка которого подключен между базой и эмиттером транзистора блока интервала коммутации.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит защищаемый ин вертор, выполненный по мостовой схеме на управляемых, вентилях 1-4, датчики тока в виде шунтов 5-8, исполнительный элемент, включающий в себя тиристоры 9, 10 и конденсатор 11, индикатор опрокидывания инвертора, включающий в себя транзисторы 12-15, разделительные трансформаторы 16-19, резистор 20 и конденсатор 21, блок интервала коммутации, включающий в себя транзистор 22, резистор 23 и трансформатор 24, блок пропорциональной выдержки времени, включающий в себя трансформатор 25 тока, выпря1 ш- тель 26, резистор 27, дополнительный источник 28 питания, резисторный опт рон 29 и ждущий мультивибратор на первом 30 и втором 31 транзисторах и вспомогательный источник 32 питания.

Устройство работает следукхцим об- разом.

При включении инвертора подается импульс управления на тиристор быстродействующего выключателя, тиристоры инвертора и вход /кдутдего мультивибратора, который своим выходным импульсом через трансформатор 24 на короткое время запирает транзистор 2 блока интервала коммутации. Первое запирание транзистора 22 является холостым, так как при первом включении тиристоров инвертора с его опро- .кидьтания невозможно.

10

f5

. 20

5

0

5

0

0

Пусть в рассматриваемый момент времени проводят тиристоры 1 и 2. Затем подается импульс управления на тиристоры 3 и 4 и на вход ждущего мультивибратора (на базу транзистора 31). Мультивибратор опрокидывается, и с его выхода (с транзистора 30) через разделительный трансформатор 24 поступает запирающий импульс на транзистор 22. Длительность запирающего импульса равна времени квазистацио- . нарного состояния мультивибратора, которое прямо пропорционально сопротивлению фоторезистора оптрона 29. Величина сопротивления фоторезистора в свою очередь пропорциональна разности блоков дополнительного источника 28 и выпрямительного моста 26. Если ток на выходе выпрямительного моста равен нулю, т.е. инвертор, не работает, прямой ток светодиода максимальный, длительность выхода импульса мультивибратора минимальная.

При включении инвертора в процессе роста его тока прямой ток светодиода оптрона уменьшается за счет роста тока на выходе выпрямительного моста. Сопротивление фоторезистора увеличивается, и длительность выходного импульса ждущего мультивибратора растет.

Таким образом, в интервале коммутации тиристоров инвертора, когда открыты одновременно все тиристоры инвертора, схема совпадения отключается транзистором 22 от источника питания на время, пропорциональное длительности коммутации тиристоров. Этим обеспечивается быстрая индикация опрокидывания инвертора.

Если произошло опрокидьщание инвертора и после коммутации вентилей остались открытыми, например, тиристоры 2, 3 и 4, открываются транзисторы схемы совпадения 14, 13, 15, Транзистор 22 открытый, так как ждущий мультивибратор возвращается в устойчивое состояние.

С резистора 20 поступает сигнал на тиристор 9 быстродействующего ключа, и защитное устройство срабатывает.

Предлагаемое- устройство для защиты инвертора обеспечивает практически мгновенное обнаружение опрокидывания инвертора при его работе в режиме непрерывного тока, т.е. в режиме, когда опрокидьшание инвертора при пуске наиболее вероятно.

5

Формула изобретени

Устройство для защиты инвертора, выполненного по мостовой схеме на управляемых вентилях и снабженного блоком управления, от коротких замы каний при опрокидьшании инвертора, содержащее датчики тока, вьшолненны в виде шунтов, предназначенные для включения в анодные цепи вентилей мостовой схемы, исполнительный эле- мент, выполненный в виде быстродей- ствунлцего выключателя, индикатор опрокидывания, выполненный в виде элемента совпадения на двух транзисторах с числом параллельных ветвей це пей, соответствукмцих числу плеч инвертора, причем коллекторные цепи транзисторов в каждом плече соединены последовательно, а базовые цепи соединены через разделительные тран форматоры с шунтами, блок интервала коммутации, включающий в себя транзистор, резистор и трансформатор, при этом резистор включен между базой и коллектором транзистора, под- ключенного к общей точке эмиттеров транзисторов элемента совпадения, а эмиттер указанного транзистора под

Редактор Н.Швыдкая .

Составитель Г.Мещерякова

Техред О.Гортваи Корректор С.Шекмар

Заказ 3925/56 Тираж 612 .Подписное

ВНИИПИ .Государственного комитата СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва,, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород,, ул, Проектнан, 4

6

ключен к вспомогательному источнику питания, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия защиты инвертора в переходных ре;кимах,, в него введен блок пропорциональной выдержки времени коммутации, включающий в себя трансформатор тока, первичная обмотка которого предназначена для включения в диагональ инвертора, а вторичная через )эыпрямительный мост, выход которого иунтирован резистором и дополнительный источник питания, присоединена к входу резисторного оптрона, выход которого включен между базой первого ж;дуп1его мультивибратора и вспомогательным источником питания, база второго транзистора ждущего мультивибратора предназначена для подключения к блоку управления инвертора,, а коллектор первого транзистора ждущего мультивибратора через конденсатор подключен к первичной обмотке трансформатора блока интервала коммутации, вторичная обмотка которого подключена между базой и эмиттером транзистора блока интервала коммутаций.

Изобретение относится к промышленной, электронике и может применяться в областях техники, использующих частотно-преобразовательные устройства на основе тиристорных и ионных инверторов, выполняемых по мостовым схемам. Целью изобретения является повьшение быстродействия защиты инвертора в переходных режимах. Цель достигается путем введения в устройство блока пропорциональной вьщержки времени (БПВВ). В интервале коммутации тиристоров инвертора индикатор опрокидьгоания инвертора на транзисторах 12-15 отключается транзистором 22 от источника питания на время, пропорциональное длительности коммутации тиристоров 1-4. Если произошло опрокидывание инвертора и Jlocлe коммутации остались открытыми тиристоры 2,3 и 4, то откроются тиристоры 13, 14 и 15. мультивибратор н а транзисторах 30 и 31 БЦВВ вернется в устойчивое состояние, т.к. длительность запирающего импульса зк ущего мультивибратора равна времени, пропорциональному величине сопротивления фоторезистора опт- рона 29 БПВВ, связанного с трансформатором тока 25 БПВВ. Транзистор 22 будет открыт. Защитное устройство сработает. 1 ил. (Л ю 4 |; О)