Устройство для защиты инвертора Советский патент 1987 года по МПК H02H7/122 

1332453

тельно введенной в него магннтосвяз- ются через элемент ИЛИ I 9 на тиристоры ной обмоткой, а импульсы защиты пода- 3 вентильных пар. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для безаварийного отключения инвертора при срыве инвертирования, при возникновении внутренних коротких замыканий или при исчезновении импульсов управления тиристорами инвертора.

Цель изобретения - повьппение быстродействия и расш1рение функциональных возможностей.

На чертеже представлена прини;ипи- альная схема устройства.

Устройство дпя защиты двухячейко- вого несимметричного инвертора 1 на двух вентильных парах с встречно-параллельно включенными диодом 2 и тиристором 3, управляющие переходы которых подключены к системе 4 управления, содержит узел 5 принудительной коммутации, вход управления которого подключен к выходу генератора 6 импульсов, выполненного в виде релаксационного генератора 7 на однопереход- ном транзисторе 8 и времязадающей RC-цепи 9, конденсатор 10 которой зашунтирован ключом на транзисторе 11. Переменный резистор RC-цепи 9 подключен к источнику 12 питания через фотоприемник оптрона 13, предназначенного для пуска устройства, свето- излучатель которого подклЬчен к выходу системы 4 управления и является синхронизирующим входом блока 6. К нагрузочному резистору 14 генератора 7 подключен управляющий вход выходного формирователя 15 на тиристоре 16, формирующем конденсаторе 17 и импульсном трансформаторе 18, вторичные обмотки которого образуют основной и дополнительные выходы генератора 6, подключенные через элементы Р-ШИ 19 к управляющим переходам тиристоров 3, База транзистора 11 является блокирующим входом блока 6 и подключена через элемент ИЛИ 20. к вторичным обмоткам дросселей 21 насыщения, первичные обмотки которых включены в цепь вентильных пар инвертора 1.

На дросселях 21 выполнены датчики 22 моментов коммутации тиристоров 3 инвертора 1 .

Устройство работает следующим образом.

При подаче питания от источника 12 заряжается конденсатор 17 формирователя 15. При пуске инвертора 1 с сие

темы 4 управления на тиристоры 3 поочередно приходят импульсы управления. Одновременно система 4 управления включает оптрон 13. При включении последнего начинается заряд конденсатора 10 по цепи, включающей источник 12 питания, тиристор оптрона 13, резистор RC-цепи 9.Дроссель 21 насыщения, являющийся датчиком 22 моментов коммутации, формирует импульс

при включении тиристора 3 и выключении диода 2. Импульс, соответствующий моменту включения тиристора 3, приходит на вход ключа на транзисторе 11, ключ открывается и остается

открытым в течение времени задержки дросселя 21 насыщения.При этом разряда конденсатора 10 RC-цепи 9 не происходит, поскольку тиристор оптрона 13 включается одновременно с тиристором 3Импульс,соответствующий моменту

включения диода 2, также приводит к открытию транзистора 11, но к этому моменту времени конденсатор 10 заряжен до напряжения, близкого к напряжению включения транзистора 8. Открываясь, транзистор 11 разряжает конденсатор 10. В случае срыва инвертирования при пуске, т.е. когда

выключение тиристора 3 не происходит, напряжение на конденсаторе 10 достигает величины напряжения включения транзистора 8, поскольку разряда конденсатора 10 через транзистор 11 не

происходит. При включении транзистора 8 формируется импульс на.включе- ние тиристора 16, и происходит разряд конденсатора 17 через включившийся тиристор 16 и первичную обмотку

импульсного трансформатора 18, во вторичных обмотках которого формируются импульсы, приходящие на тиристоры 3 и на узел 5 принудительной коммутации, вызывая его срабатывание и безаварийное отключение тиристорно- го инвертора 1 от источника питания. Период следования импульсов с датчико 22 моментов коммутации на вход ключа на транзисторе 11 во время работы инвертора 1 остается примерно одинаков, так как время паузы примерно

равно времени горения диодно-тирис- торной пары. Это является необходимым условием для нормального режима работы несимметричного инвертора 1.

Релаксационньм генератор 7 имеет период собственных колебаний, устанавливаемый переменным резистором RC-цепи 9, несколько больший, чем период следования импульсов с датчиков 22 моментов коммутации, поэтому при нормальной работе инвертора 1 конденсатор 10 генератора 7 разряжается ключом на транзисторе 11. Разность между временем заряда конденсатора 1 до напряжения включения транзистора 8 и периодом следования импульсов с датчиков 22 моментов коммутации и яв ляется временем срабатывания защиты. Для инвертора с выходной частотой 8-10 кГц оно составляет 25-40мкс.

В случае, если срыв инвертирования происходит во время нормальной работы инвертора 1 (время, предоставляемое для восстановления управляемости тиристоров 3, недостаточное), сигнал с датчиков 22 моментов коммутации не приходит на ключ, содержат щий транзистор 11, и конденсатор 10 продолжает заряжаться до напряжения включения транзистора 8. Далее устройство защиты рабает так же, каклв случае опрокидывания инвертора 1 при пуске.

Большую опасность для инвертора представляет исчезновение импульсов управления. Это может произойти вследствие неисправности-в системе управления инвертором 1. Так как при этом исчезают импульсы с датчиков 22 моментов коммутации, конденсатор 10 заряжается до.напряжения включения транзисторов 8, включается тиристор 16 и импульсы защиты с вторичных обмоток трансформатора 18 поступают через элементы ИЛИ 19 на тиристоры 3, вызывая их включение и сброс, накоп

св ю 15

2453

ленный во входных дросселях инвертора энергии. Длительность этих импульсов выбрана такой, что обеспечивает полный сброс этой энергии. Узел принудительной коммутации 5 при этом обеспечивает отключение тиристорного инвертора 1 от источника питания.

Таким образом, благодаря выполнению генератора импульсов согласно изобретению повышается быстродействие защиты инвертора, а подача дополнительных импульсов с генератора им- на тиристоры инвертора при отказе системы управления расширяет функциональные возможности устройства защиты.

Формула изобретения

5

5

О

1. Устройство для защиты инвертора на встречно-тиристорных парах, содержащее узел принудительной коммутации, вход управления которого подключен к выходу генератора импульсов, синхронизирующий вход которого предназначен для подключения к выходу системы управления инвертора,а блокирующий вход подключен к выходу датчика моментов коммутации диодно-ти- ристорной пары, отличающее- с я тем, что, с целью повьш1ения быстродействия, датчик моментов коммутации диодно-тиристорной пары выполнен на дросселе насьпцения с первичной и выходной обмотками,а генератор импульсов выполнен в виде релаксационного генератора на однопере- ходном транзисторе и времязадающей RC-цепочке,конденсатор которой зашун- тиварон ключом, управляющий вход которого является блок1фующим, а цепь заряда конденсатора RC-цепочки - синхронизирующим входами генератора им- 5 пульсов, причем первичная обмотка дросселя насьш1ения предназначена для включения в цепь диодно-тиристорной пары.

0

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено элементами ИЛИ, а генератор импульсов снабжен дополни- тельными выходами, которые предназначены для подключения к управляющему переходу тиристора соответствующей пары через соответствующий элемент ИЛИ.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике , и может быть использовано при разработке и изготовлении систем защиты тиристорных преобразователей частоты. Целью изобретения является повышение быстродействия защиты и расширение ее функциональных возможностей. Поставленная цель достигается тем, что датчиком 22 моментов коммутации вентильных пар является дроссель насыщения 21 с дополниСЛ