УСТРОЙСТВО для ЗАЩИТЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЬ!ХВЕНТИЛЕЙ Советский патент 1968 года по МПК H02H7/20 

Известно устройство для защиты полупроводниковых вентилей, содержащее датчики тока, блок для регулирования уставок, логический и исполнительный блоки.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что логический блок выполнен в виде двух параллельно включенных амплитудных дискриминаторов, например, на полупроводниковых триодах, к выходу которых подключен временной дискриминатор.

Такое выполнение устройства позволяет упростить его сх-ему и повысить надежность.

На чертеже представлена п.ринципиальная схема предложенного устройства для защиты полупроводниковых вентилей.

Датчиком анодного тока служит трансформатор тока, нагруженный н-а высокоомные сопротивления Ri и 2 через диоды Д, Да, Дз, первичной обмоткой которого является анодная ошиновка защищаемых вентилей. Трансформаторы тока с воздушным зазором могут иметь магннтопровод тороидального или любого другого типа. Мощность, отбираемая от вторичных обмоток трансформаторов тока, ничтожно мала, так как ее потребителем являются два амплитудных дискриминатора, собранные на триодах ПТ - ПТ. Поэтому сечение магнитопровода и габариты могут быть также малы и определяются в основном эксплуатационными требованиями. Напряже:2

ние сопротивления R имеет форму импульсных пульсаций отрицательной полярности, так как положительное напряжение не пропускается диодами Дх - Д,. Через конденсаторы Cl и С-2 эти пульсации поступают на вход нижнего и верхнего амплитудных дискриминаторов. Амплитудные дискриминаторы выполнены по схеме ждущих мультивибраторов. В исходном состоянии триоды nil, ЯГз и ПТ заперты положительным напряжением смещения, триоды ЯГ-з, ПТ и /7Гб открыты, тиристор 7 находится в непроводящем состоянии, силовой конденсатор С заряжен от высоковольтного выпрямителя через сопротивление з до полного напряжения выпрямителя. Так как фронт э.д.с. вторичной обмотки трансформатора с воздушным зазором линейный и угол наклона ее к оси времени зависит от скорости нарастания анодного тока, то, учитывая действие делителя на сопротивлениях R и R, при значительном набросе анодного тока (выше тока установки), а, следовательно, достаточно для срабатывания верхнего амплитудного дискриминатора, нижний дискриминатор сработает по времени раньше. При этом с коллектора на вход временного дискриминатора, образованного триодами ПТ; и ПТ т. е. на базу триода ПТв, поступит узкий отрицательный импульс, отпирающий триод ПТ. Длительность этого импульса выбрана гораздо меньшей, чем время между срабатыванием и верхнего дискриминаторов при крутизне анодного тока ниже уставки, т. е. временной интервал между выходными импульсами нижнего и верхнего дискриминатора больше длительности импульса с амплитудного дискриминатора. Поэтому когда на триод П7 с нижнего дискриминатора придет запирающий импульс и он закроется, напряжение на сопротивлении коллекторной нагруЗКИ не изменится, так как триод П1 открыт, а на базу его запирающий импульс придет с запаздыванием на интервал Т, гораздо больший, чем длительность импульса на базе триода ПТа. Следовательно, для того чтобы на объединенных коллекторах триодов ПT и ПТв возник отрицательный импульс, триоды ЯГу и nis должны быть одновременно заперты. С увеличением анодного тока с каждым проводящим нолупериодом, скорость нарастания анодного тока возрастает, временной интервал Т сокращается и при скорости нарастания выше допустимой этот интервал станет меньше длительности генерируемых ждущими мультивибраторами импульсов. Импульсы сойдутся во времени, т. е. они поступят на вход почти в один и тот же момент, поэтому на выходе временного дискриминатора появится выходной импульс, запускающий исполнительное силовое устройство, с помощью которого подается импульс тока от отключающего катушку автохмата. Исполнительное устройство (реле) выполнено на тиристоре Т. Конденсатор - источник силового импульса тока заряжается от высоковольтного 1выпрямителя и непрерывно подзаряжается через высокоомные сопротивления ka. Так как целью разряда конденсатора является низкоомное сопротивление отключающей катущки выключателя, а напряжение высоковольтного выпрямителя выбрано достаточно высоким (500-1000 вольт), то такое исполнительное устройство (реле) обеспечивает импульс тока в отключающей катушке со скоростью нарастания (5-10) lOs а/сек., вследствие чего уже за время 0,5-1 млсек ток :в отключающей катущке выключателя может достигнуть 800-1500 а, что обеспечивает необходимые ампервитки для быстрого срабатывания выключателя. Для обеспечения выключателю .необходимого АПВ сопротивление /(fs должно обеспечивать достаточно быстрый заряд силового конденсатора за время 3- 6 ceKj чем собственно и ограничено его увеличение., В случае пропадания оперативного напряжения, питающего силовой трансформатор с помощью реле напряжения и его н. з. контактов, подается стартовый импульс на вход исполнительного устройства с делителя напряжения, выполненного на сопротивлениях. Сопротивление Ri, на которые нагружены трансформаторы тока с воздушным зазором, переменное, на его осн имеется стрелка и шкала, проградуированная в амперах, благодаря чему имеется возможность быстро и легко задать уставку срабатывания командного устройства, а разделение его на две части повышает точность установки, удобство и точность считывания со шкалы. Выходной импульс с временного дискриминатора в зависимости от скорости нарастания анодного тока может иметь предельно малую длительность. Тиристор в исполнительном устройстве работает на индивидуальную нагрузку, поэтому длительность входного импульса не должна быть меньше минимального значения времени, за которое ток анода тиристора достигает тока переключения. Для этого выходной импульс с временного дискриминатора подают на формирующее устройство - ждущий мультивибратор, образованный триодами ПТ и ЯГе, благодаря чему входной импульс исполнительного устройства калибруется но длительности, амплитуде и фронту нарастания, что исключает зависимость работы исполнительного устройства от разброса входных характеристик отдельных образцов тиристоров и от изменения их в зависимости от окрулсающей темнературы. С помощью переменных сопротивления i и RA можно задавать различные уставки но величине анодного тока и по скорости его нарастания. Построение командного устройства на полупроводниковых приборах максимально сокращает время выдачи стартового сигнала на отключение выключателя и повыщает быстродействие этого выключателя. Построение рещающих узлов на основе амплитудных диск,риминаторов ;по схеме ждущих мультивибраторов с включением временного дискриминатора и применение на его входе устройства, формирующего импульс по схеме ждущего мультивибратора, максимально упрощает схему командного устройства, и повышается его точность и четкость. Предмет изобретения Устройство для защиты полупроводниковых вентилей, содержащее датчики тока, блок для регулирования уставок, логический и исполнительный блоки, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности логический блок, выполнен в виде двух паралельно включенных дискриминаторов, например, на полупроводниковых триодах, к выходу которых подключен временной дискриминатор.

Х-

±- .i - -L

+ .

C/V