Устройство для защиты транзисторного преобразователя Советский патент 1987 года по МПК H02H7/12 

11

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в частотно-регулируемых электроприводах, питаемых от статических преобразователей частоты при подключении преобразователя к сети с заземленной нейтралью.

Цель изобретения - повышение надежности преобразователя и улучшение массогабаритных показателей.

На фиг. 1 приведена схема транзисторного преобразователя с устройством для защиты; на фиг. 2 - блок управления тиристором; на фиг. 3 - блок выключения управляющих импульсов.

Устройство (фиг. 1) содержит выпрямитель 1, звено постоянного тока с фильтром 2, транзисторный инвертор 3, блок 4 управления выпрямителем и блок 5 управления инвертором, датчик 6 тока в отрицательной шине звена постоянного тока датчик 7 тока в положительной шине звена постоянного тока, блоки 8 и 9 управления тиристорами-короткоза- мыкателями, блок 10 выключения управляющих импульсов выпрямителя и инвертора, тиристоры-короткозамы- катели 11 и 12.

На фиг. 2 изображена схема блока 8 (9) управления тиристорами-корот- козамыкателями. В нее входят гальванически развязанные от блоков 4 и 5 (см. фиг. 1) источники питания по тоянного тока U, , И , компаратор 13, усилитель-формирователь 14 с тремя гальванически развязанными выходами 15 - 17.

На фиг. 3 изображена схема блока 10 выключения управляющих импульсов в которую входят источник питания постоянного тока и„, ,токоограничива ющий резистор 18, накопительный конденсатор 19, трансформатор 20, триг гер 21, маломощный тиристор 22.

Устройство работает следующим образом.

При коротком замыкании на землю одного или нескольких -выходных зажи мов инвертора в момент превьш1ения сигналом любого из датчиков 6 (7) тока (фиг. 1), поступающим на вход компаратора 13 (фиг. 2), блока 8 (9) величины заданного значения то- ка короткого замыкания компаратор 13 срабатывает, напряжение на его выходе меняет знак, в результате чего- усилитель-формирователь 14 гене142

рирует импульсы, которые с вьгходов 15 и 17 поступают на тиристоры-ко- роткозамыкатели 11 и 12 (фиг. 1), с выхода 16 на включение маломощного тиристора 22 (фиг. 3) блока 10. Тиристорами 11 и 12 положительная и отрицательная шины фильтра 2 замыкаются на землю, в результате чего развивающийся ток короткого замыкания будет протекать по цепям: земля и - вентиль катодной группы выпрямителя - положительная шина звена постоянного тока - тиристор 12 - земля и земля-тиристор 11 - отрицательная шина звена постоянного тока - вентиль анодной группы выпрямителя и - земля, минуя транзисторы коллекторной и эмиттерной груп инвертора из-за существенно меньшего падения напряжения на открытом тирист-оре по сравнению с открытым транзистором.

Одновременно при включении маломощного тиристора 22 (фиг. 3) импулсами, поступающими с выхода 16 блоков В и 9, накопительный конденсатор 19 разряжается на первичную обмотку трансформатора 20. При этом формируемый на вторичных обмотках трансформатора 20 импульс выключает формирователи импульсов управления транзисторами инвертора в блоке 5 и переключает триггер 21 в такое состояние, при котором его выходной сигнал, поступающий в блок 5, блокирует работу формирователей импульсов управления транзисторами, а поступающий в блок 4, блокирует работу формирователей импульсов управления вентилями выпрямителя.

Предлагаемое устройство позволяет повысить надежность, так как исключается полностью аварийная ситуация при коротком замыкании на землю выходных зажимов преобразователя увеличить КПД преобразователя на 6- 8%, так как потери в преобразователе уменьшаются на величину потерь в трансформаторе; улучшить массога- баритные показатели преобразователя за счет уменьшения его веса и объема на величину веса и объема развязывающего трансформатора.

Формула изобретени

Устройство для защиты транзисторного преобразователя со звеном постоянного тока, выполненного в виде

управляемого выпрямителя, подключенного через фильтр к входу управляемого транзисторного инвертора и снабженного блоками управления выпрямителем и инвертором, содержащее датчик тока, предназначенный Для включения в одну из силовых шин звена постоянного тока, первый тиристор, одним из силовых электродов предназначенный для подключения к первой силовой шине звена постоянного тока преобразователя, первый блок управления тиристором, выполненный в виде компаратора, соединенного с формирователем импульсов, причем в качестве входа блока управления тиристором использован вход компаратора, который подключен к выходу датчика тока, а гальванически разделенные аналогичные первый и второй выходы блока управления тиристором, в качестве которых использованы выходы формирователя импульсов, соединены соответственно с управляющим электродом первого тиристора и входом блока выключения управляющих импульсов, выход которого предназначен для подключения к

отключающим входам блоков управления выпрямителем и инверто ом, отличающееся тем, что, с целью повышен ия надежности и улучшения

массогабаритных показателей, введены вторые датчик тока и второй тиристор с блоком управления, выполненным в виде компаратора, соединенного с формирователем импульсов с тремя аналогичными гальванически разделенными вькодами, первый блок управления тиристором снабжен третьим аналогичным выходом, гальванически разделенным с другими его выходами, при этом

второй тиристор предназначен для включения между второй шиной звена постоянного тока преобразователя и заземленной шиной, для соединения с которой предназначен вгоорой силовой

электрод первого тиристора, и управляющим электродом соединен с третьими выходами блоков управления тиристорами, первый выход, второго из которых подключен к управляющему электроду первого тиристора, а второй выход соединен с входом блока выключения управляющих импульсов .

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в частотно-регулируемых электроприводах, питаемых от статических преобразователей частоты при подключении преобразователя к сети с заземленной нейтралью. Целью изобретения является повышение надежности преобразователя, увеличение его.КПД и улучшение массогабаритных показателей. При коротком замыкании на землю любого из выводов преобразователя по сигналу соответствующего датчика тока 6 или 7 включаются оба тиристора-короткозамыкателя 11 и 12 и ток короткого замыкания проходит через них, минуя транзисторы инвертора 3. Улучшение КПД и массо- габаритных показателей достигается за счет исключения развязывающего трансформатора на входе преобразователя . 3 ил. i (Л ю 00 00 00

-Vm

jz -CZl /If

15

QJUZ.Z

Составитель В.Широков Редактор С.Патрушева Техред М.Ходанич Корректор В.Бутяга

Заказ 7818/53 Тираж 641Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

фиг.З