Устройство для защиты полупроводниковогоиНВЕРТОРА Советский патент 1981 года по МПК H02H7/10 H02M1/18 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАШИТЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО

ИНВЕРТОРА

Изобретение относится к преобразовательной технике и может найти широкое применение оля защиты полупровоониковых инверторов в аварийных режимах. Известны устройства защиты, содержащие защитный тиристор и гасящую цепочку из тиристора и конденсатора ll, 121 и 13. .При возникновении аварийного режима работы инвертора в устройстве защиты включают тиристор гасящей цепочки и с помощью предварительно заряженного конаенсатора выключают защитный тиристор и тем самым обеспечивают отключение инвертора от питающей сети. Наиболее близким к предлагаемому является устройство защиты fl. Это устройство состоит из защитного тиристо ра, включенного последовательно с источ НИКОМ питания, двухсекционного дросселя гасящей цепочки и диода, соединяющего общую точку секций дросселя с источни ком питания. Недостатком известного устройства является низкая эффективность защиты, что приводит к выходу из строя вентилей 1швертора. Это связано с тем, что устройство обеспечивает отключение инвертора от питающей сети, но не предотвращает разрушение его вентилей энергией, запасенной в реактивных элементах схемы, в частности энергией, запасенной в дросселе. Цель изобретения - повышение эффек тивности защиты. Поставленная цель достигается тем, что в устройство защиты инвертора, содержащее защитный тиристор, включенный последовательно с источником питания, и двухсекционный дроссель, у которого одна секция шунтирована гасящей цепоч- . кой из тиристора и конденсатора, а общая точка секций через диод связана с источником питания, введен трансформатор, накопительный конденсатор и выпрямитель, причем первичная обмотка трансформатора включена последовательно с диодом, а его вторичная обмотка через выпрямитель подключена к накопительному конденсатору, который совмещен с конденсатором гасящей цепочки. На фиг. 1 показана принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - процессы, происходящие в устройстве при отключении инвертора; на фиг. 3 - вариант выполнения устройства защиты. Устройство состоит из защитного тиристора 1, включенного последовательно с источником питания, и авуксекционного дросселя, секции 2 и 3 которого включены последовательно и соединяют инвер- тор 4 с защитным тиристором 1. Кроме того, секция 2 дросселя шунтирована гасящей цепочкой из тиристора 5 и конденсатора 6, а общая точка секций через диод 7 связана с источником питания. Последовательно с диодом 7 включен трансформагор 8, вторичная обмотка которого через выпрямитель 9 подключена к накоп тельному конденсатору 10. Секции 2 и 3 дросселя помимо функции защиты инвертора 4 осуществляют сглаживание его входного тока. На фиг. 2 через i обозначен ток в секции 3 дросселя, а через 0 , где И 1,5,6,10, напряжение на И -ом элементе схемы (фиг. 1). J Пусть в течение времени О t 6. t,, инвертор работает в номинальном режиме. При этом напряжение источника питания Ud через включенный защитный тиристор 1 и секции 2 и 3 дросселя приложено к инвертору 4. Конденсатор гасящей цепочки 6 предварительно заряжен до напряже- НИ.Я с полярностью, показанной на фиг. 1, а накопительный конденсатор 1О разряжен до О. Тиристор 5 гасялей цепоч ки выключен и напряжение Ur равно напряжению U(j В момент t t-j в инверторе возникает аварийный режим, например срыв инвертирования, что приводит к. возрастанию тока 1 в секции 3 дросселя. В момент .2 ток 1 становится равным величи не тока установки защиты 3 з, этот момент времени включают тиристор 5 гасящей цепочки и тем самым подключают конденсатор 6 гасящей цепочки параллель но секции 2 дросселя. Так как конденсатор 6 заряжен до напряжения U , большего, чем напряжение источника питания U d то после включения тиристора 5 включается диод 7 и к тиристору 1 прикладывается напряжение и , равное . В течение времени t напряжение отрицательно, под его действием тиристор 1 восстанавливает запирающие свойства и отключает источник питания от инвертора 4. В момент t fcg в секции 3 дросселя запасена энергия Q а , равная з-Т-з з La - индуктивность секции 3 дросселя. При срыве инвертирования зажимы Постоянного тока инвертора 4 закорочены через включенные вентили, поэтому после включения диода 7 секция 3 дрос оказывается подключенной параллельно первичной обмотке трансформатора 8 и энергия QO за время переходит накопительный конденсатор 10. Тем устраняется возможность разруше вентилей инвертора энергией, запа „„,д 3 дросселя, ерец повторным включением инвартора следует подготовить защиту к аварийному отключению. Для этого необходимо конденсатор 6 гасящей цепочки зарядить ао напряжения U Ud , а накопительный конденсатор 10 разрядить. Вариант устройства (фиг. 3) отличается тем, что в нем накопительный конден- сатор совмещен с конденсатором гасящей цепочки, т. е. конденсатор б выполняет функции и накопительного и гасящего. Это позволяет упростить устройство и повысить надежность его работы. При таком выполнении устройства при включении тиристора 5 происходит разряд конденсатора на секцию 2 дросселя и его подзаряд через трансформатор 8 от секции 3 дросселя. Зго увеличивает время, предоставляемое тиристору 1 на восста- новление запирающих свойств, а тем самым надежность отключения. Предлагаемые устройства выгодно отличаются от известных, так как обладают повышенной эффективностью. В известных устройствах при срабатывании защиты за- пирают защитный тиристор и тем самым отключают инвертор от питающей сети. Но при срыве инвертирования запасенная в дросселе электромагнитная энергия переходит в вентилях инвертора в тепловуюи разрушает их. В предлагаемом устройстве защиты энергия дросселя при включении защиты перевоаигся в накопительный конденсатор. Тем самым повышается эффективность защиты. Формула изобретения 1. Устройство для защиты полупроводниiKOBoro инвертора, содержащее включенные

580

послецовательно с источником питания защитный тиристор и двухсекционный дроссель, одна секция которого шунтирована гасящей цепочкой из последовательно соединенных тиристора и конденсатора, а общая точка секций дросселя через диод связана с отрицательным полюсом источника питания, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, в него введен трансформатор, накопительный конденсатор и выпрямитель причем первичная обмотка трансформатора включена последовательно с диодом, а его вторичная обмотка через выпрямитель подключена к накопительному конден- сатору.

+ 0766

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 481964, кл. Н 02 Н 7/10, 1974.

(Риг. 1