Устройство для управления полумостовым транзисторным инвертором с выходным трансформатором Советский патент 1987 года по МПК H02H7/122 H02M7/44 

11297165

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты синхронизируемых преобразователей напряжения постоянного тока в напряжение переменного тока.

Цельк изобретения является повышение избирательности инвертора к видам перегрузок в условиях внешней синхронизации.

На фиг.1 представлена принципиаль- 0 формируется питание для узлов 9,18.19. ная схема предлагаемого устройства. Пусть перегрузки нет и генератор на фиг.2 - временные диаграммы.

Устройство для управления полумостовым инвертором 1 на транзисторах 2 и 3 с выходным трансформатором 4, датчиком 5 тока и источником 6 питания содержит управляющий трансформатор 7 тока, обмотки управления которого подключены к входам управления

транзисторов 2 и 3, а перви 1ная обмот-20 критических значений, то компаратор ка 8 включена последовательно с пер- -JQ не срабатывает и на его выходе вичными обмотками трансформатора 4 и

Исходное состояние устройства характеризуется отсутствием питания задающего генератора 19 и отсутствием напряжения на выходе трансформатора 4. С приходом импульса от узла 30 инвертор 1 начинает работать в режиме ав-i тогенератора на частоте, меньшей частоты синхронизации задающего генератора 19. В это время от инвертора 1

19 обеспечивает синхронизацию инвертора 1. Напряжение на конденсаторе 21 меняется в пределах от cL до (фиг.2), причем уровень сС соответствует единичному состоянию на выходе компаратора 20, а уровень (.- его нулевому состоянию. Поскольку ток в диагонали инвертора 1 не достигает .

единичное состояние. Переключение триггера 18 происходит под действием компаратора 20. В момент t (фиг.2).

датчика 5 тока, выход которого подключен к одному входу пброгового элемента 9, выполненного на компараторе 10 другой вход которого подключен к источнику 11 опорного напряжения, и к первым входам двухканального узла 12 мгновенной защиты, образованным базами шунтирующих ключей 13 и 14. Вторые входы узла 12 образованы базами блокирующих ключей 15 и 16 и подключены к выходу элемента ИЛИ 17, одни входы которого подключены к дополнительной обмотке трансформатора 4, а другие - к выходам триггера 18, вход которого подключен к выходу задающего генератора 19, выполненного на KOMiiapaTope 20 с мостовой схемой, включающей времязадающий конденсатор

35 изменения его полярности замкнется ключ 23 и вык.гаочит ключи 15 и 13. Обмотка трансформатора 7 окажется раско- рочвнной. В момент t, (фиг. 2) на выходе компаратора 20 появится логическая единица, но это не вызовет изменения состояния триггера 18.

Если ток нагрузки, нарастая, достигнет в момент времени t (фиг.2)

21 на его входе. Блокирующий вход генератора 19 подключен к выходу порогового элемента 9 непосредственно, а времязадающий конденсатор 21 - через разделительньй диод 22. Третьи 45 значения, соответствующего порогу входы узла 12 образованы базами вы- срабатьгоания компаратора 10, то на ключателей 23 и 24 защиты и подключе-- его выходе нуль появится раньше, чем кы к первой дополнительной обмотке 25 на выходе компаратора 20. Порог П. трансформатора 7, вторая дополни- задается опорным источником 11. При тельная обмотка 26 которого подключе- 50 срабатывании компаратора 10 изменится на к выходу узла 12 через шунтирую- порог его срабатьшания с tj до , щие диоды 27 и 28 и к первичной обмотке трансформатора 4 через резистор 29 положительной обратной связи. Для первоначального включения инвертора 1 предназначен узел 30 запуска. Устройство имеет нагрузку 31.

поэтому обратный переход компаратора 10 произойдет только в момент t .(фиг.2). Срабатывание в момент t 55 (фиг.2) компаратора 10 вызовет спад напряжения на конденсаторе 21 до уровня, меньшего р . Со временем этот спад достигнет уровня с. , равного значению напряжения на разделиУстройство работает следующим образом.

Исходное состояние устройства характеризуется отсутствием питания задающего генератора 19 и отсутствием напряжения на выходе трансформатора 4. С приходом импульса от узла 30 инвертор 1 начинает работать в режиме ав-i тогенератора на частоте, меньшей частоты синхронизации задающего генератора 19. В это время от инвертора 1

формируется питание для узлов 9,18.19 Пусть перегрузки нет и генератор

критических значений, то компаратор -JQ не срабатывает и на его выходе

19 обеспечивает синхронизацию инвертора 1. Напряжение на конденсаторе 21 меняется в пределах от cL до (фиг.2), причем уровень сС соответствует единичному состоянию на выходе компаратора 20, а уровень (.- его нулевому состоянию. Поскольку ток в диагонали инвертора 1 не достигает .

20 критических значений, то компаратор -JQ не срабатывает и на его выходе

единичное состояние. Переключение триггера 18 происходит под действием компаратора 20. В момент t (фиг.2).

триггер 18 переключается и вырабатывает положительное напряжение на вход например, ключа 15. Открьшаясь, он открывает ключ 13, который вместе с диодом 28 нгунтирует вторичнзпо обмотку

трансформатора 7, имитируя его насыщение. Спустя время выключения ключа произойдет переключение элементов 2 и 3 инвертора 1. Ток в диагонали инвертора 1 начнет уменьшаться. В момент

35 изменения его полярности замкнется ключ 23 и вык.гаочит ключи 15 и 13. Обмотка трансформатора 7 окажется раско- рочвнной. В момент t, (фиг. 2) на выходе компаратора 20 появится логическая единица, но это не вызовет измене40

45 значения, соответствующего порогу срабатьгоания компаратора 10, то на его выходе нуль появится раньше, чем на выходе компаратора 20. Порог П. задается опорным источником 11. При 50 срабатывании компаратора 10 изменится порог его срабатьшания с tj до ,

ия состояния триггера 18.

Если ток нагрузки, нарастая, достигнет в момент времени t (фиг.2)

значения, соответствующего порогу срабатьгоания компаратора 10, то на его выходе нуль появится раньше, чем на выходе компаратора 20. Порог П. задается опорным источником 11. При срабатывании компаратора 10 изменится порог его срабатьшания с tj до ,

5 значения, соответствующего порогу срабатьгоания компаратора 10, то на его выходе нуль появится раньше, чем на выходе компаратора 20. Порог П. задается опорным источником 11. При 0 срабатывании компаратора 10 изменится порог его срабатьшания с tj до ,

поэтому обратный переход компаратора 10 произойдет только в момент t .(фиг.2). Срабатывание в момент t 5 (фиг.2) компаратора 10 вызовет спад напряжения на конденсаторе 21 до уровня, меньшего р . Со временем этот спад достигнет уровня с. , равного значению напряжения на раздели312

тельном диоде 22. Ъ результате срабатывания компаратора 10 триггер 18 будет переключаться в моменты t , tj, ..(фиг.2). На выходе компаратора 20 в эти интервалы времени удержива- ется логическая единица. Так работае устройство тогда, когда перегрузка инвертора 1 не вызывает пропадания напряжения питания узлов 9, 18,19.

При пол ных коротких замыканиях в нагрузке 31 может начаться процесс обесточивания узлов 9,18,19. Пусть это началось в момент t (Лиг.2). Начнут уменьшаться пороги о(. и р , входной сигнал триггера 18 и насту- пит момент t (фиг.2), когда срабатывание узлов 9,18, 19 не воздействует на инвертор 1. Ток в диагонали инвертора 1, нарастая, в момент t . (фиг.2) достигнет порога срабатыва- ния j узла 12 мгновенной защиты. Выходным сигналом датчика 5 тока будет открыт один из ключей узла 12, например ключ 13. В результате этого переключатся транзисторы 2 и 3. Так будет продолжаться до тех пор, пока инерционная защита не остановит инвертор 1.

Таким образом достигается повыще- ние избирательности инвертора к видам перегрузок в условиях внешней синхронизации.

Формула изобретения

Устройство для управления полумостовым транзисторным инвертором с вьг- ходным трансформатором, содержащее

54

датчик тока инвертора, выход которого подключен к одному из входов порогового элемента, к другому входу которого подключен источник опорного напряжения, задающий генератор, включаняций вречязадающий конденсатор и подклю- ченньй к входу триггера, управляющий трансформатор тока, обмотки управления которого предназначены для под-, ключения к цепям управления транзисторов инвертора, и узел мгновенной защиты, -отличающееся тем, что, с целью повышения избирательности инвертора к видам перегрузок в условиях внешней синхронизации, оно снабжено элементом ИЛИ и разделительным диодом, управляющий трансформатор тока снабжен двумя дополнительными обмотками, а узел мгновенной защиты выполнен двухканапьным с тремя входами в каждом канапе, первые из которых подключены к вьпсоду датчика тока, вторые - к выходу элег мента ИЛИ, пбрвые входы которого подключены к выходам триггера, вторые предназначены для включения в цепь выходного трансформатора, а третьи - к первой дополнительной обмотке управляющего трансформатора тока, вторая дополнительная обмотка которого подключена к выходу узла мгновенной защиты, а первичная обмотка предназначена для включения в цепь выходного трансформатора, причем выход порогового элемента подключен к блокирующему входу задающего генератора не- посредственно, а к времязадакядему конденсатору - через разделительный диод.

Фиг. 2

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты синхронизируемых преобразователей напряжения постоянного тока в напряжение переменного тока. Целью изобретения является повьшение избирательности инвертора к видам перегрузок в условиях внешней синхронизации. При возникновении перегрузки триггер 18 переключается выходным сигналом порогового элемента 9. Если же возникает долговременное короткое замыкание и исчезает напряжение питания задающего генератора 19, порогового элемента 9 и триггера 18, то управление силовым контуром инвертора 1 осуществляется только узлом 12 мгновенной защиты, не требущим питающего на- с пряжения. Спустя время выдержки инерционной защиты происходит отключение инвертора 1 от питающей сети. 2 ил. « СЛ