Устройство для защиты тиристорного преобразователя частоты от перенапряжений и токов короткого замыкания Советский патент 1982 года по МПК H02H7/12 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ И ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

1.

.Изобретение относится к преобразрва. тельной технике и может быть пспопьзовано в системах тягового частотно-ftery-n лируемого синхронного электропривода транспортных средств.

Известны устройства для защиты тиристорных преобразователей частоты от перенапряжений и токов короткого замы- канин, содержапше первый выключатель питания, датчик тока, подсоединенный к первому выключателю питания, клеммы для подключения тиристорного преобразователя частоты, подсоединенного своим первым входом к первичной цепи датчика тока, двигатель, подсоединенный к выходу тиристорного преобразователя частоты, пороговый элемент, подсоединенный своим входом к вторичной цепи датчика тока, первый ключевой элемент, подсоединенный к выходу порогового элемента, узел сняjTHH импульсов управления, подсоедине йый своим выходом к второму входу т№ристорного преобразователя частоты, а входсзм - к выходу первого ключевого

элемента, логический элемент И, подсоединенный своим первым в&одом к выходу первого ключевого элемента, а выходомк первому выключателю шггашш, элемевт выдержки времени, подсоедввевный своем входом к рьтходу первого ключевого элемента, а выходом - к второму входу логического элемента И С JНаиболее близким техническим решением к изобретению по средствам и до10стигаемому результату является устройство для защиты тиристорного преобра ователя частоты от перенапряжений н токов короткого замыкания, содержащее, оптрон, полупроводниковь:й ключ, порог« 15вый элемент на основе стабилитрона, резистор, блок снятия импульсов управл НИИ с релейным элементом, контакты которого включешя между клетvfмaми для 20 подключения источника питания и прео&разователя 2},

Недостатком известных устройств является их невысокая надежность и быо тродействив. Цепь изобретения - повышение надежности и быстродействия устройства для защиты тиристориого преобразователя частоты от перенапряжений и токов короткого замыкания. Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено трансформатором с выпрямителем, выход которого подключен к аноду и катоду тиристорного ключа, управляющий электрод котсм рого подключен через последовательно соединенные светоизлучающий диод и ста билитрон к аноду тиристора ключа, а фот тиристор оптрона подключен своим анодо к первым выводам релейного элемента и выключателя и катодом - к входу блока снятия импульсов управления и к первому выводу резистора, второй вывод которого соединен с вторь1ми выводами релейного элемента И выключателя.На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства для защиты преобразователя частоты от перенапряжений и токов короткого замыкания Устройство содержит выключатель 1 в виде релейного элемента, второй выкл чатель 2, клеммы для подключения тиристорного преобразователя 3 частоты, выход которого подсоединен к клеммам для подключения .синхронного электродви гателя 4, выпрямительный элемент 5, состоящий из трансформатора и выпрями теля, который осуществляет питание обмоткИ возбуждения электродвигателя 4, пороговь1й элемент 6, оптрон 7, тириоторный ключ 8, узел 9 снятия импул1гсов управления и шунтирующий резис-- тор Ю. Устройство работает следующим обра зом. При включении релейного элемента 1 питающее напряжение, через первичные обмотки трансформатора элемента 5 выпрямления подается на тиристорный преобразователь 3 частоты, выход которого подключается к якорной обмотке синхр нного двигателя 4. Питание обмотки возбуждения синхронного двигателя 4, подключенной к выходу элемента 5 прямденвя, осуществляется током, про.порщгонапьньпл первичному току тириоторного преобразователя 3 частоты. Уровень срабатывания .toporoBoro элемента 6 выбран выще величины напряжения на обмотке возбуждения синхронного тягового двигатели 4 во всем диапазоне регулирования скорости вращения. При этом оптрон 7 и тиристорный ключ 8 разомкнуты. 9 7.4 Через резистор 1О ток по цепи оперативного питания не протекает, поэтому сигнал на входе узла 9 снятия импульсов управления в виде падения напряжения на резисторе 10 отсутствует, И узел снятия импульсов управления не воздействует на цепи управления тиристоров преобразователя 3. Как только напряжение на обмотке . возбуждевия электродвигателя 4 достигает уровня срабатывания порогового элемента 6, в цепях управления тиристора 8 и оптронного тиристора 7 появляют- ся сигналь управления. При этом .тириотор 8 включается и шунтирует обмотку возбуждения, появление значительных п&ренапряже Шй на статорной обмотке вращающегося электродвигателя, а соответ ствевно, и возникновение перенапряжений на тиристорах преобразователя 3. Одновременно с включением оптронного тиристора 7 на резисторе 10 по цепи оперативного питания создается падение напряжения, которое поступает на вход безынерционного блока 9 снятия импульсов управления, и исключает подачу импульсов управления на тиристоры преобразователя 3, за счет чего прекращается протекание аварийного тока через якорцую обмотку электродвигателя 4. В момент включения оптронного тиристора 7 за счет протекания тока через резвстор 10 создается токовая перегруз в цепи выключателя 2, которая приводит к его отключению. При отключении выключателя 2 снижается напряжение с цепей оперативного питания тиристорного преобразователя 3 и с катушки релейного элемента 1, после чего силовые цепи тиристорного преобразователя частоты отключаются от источника пнта(гия, Использование изобретения обеспечива ет повышение надежности и быстродействия устрой9тва для защиты тирксторного преоб|изователя частоты от перенапряжений, и токов короткого замыкания. Формула изобретения Устройство для защиты тиристорного преобразователя.частоты от перен пряжений и токов коротко1 о замыкания, содержащее оптрон, полупроводниковый ключ, пороговый элемент на основе стаби литрова, резистор, выключатель, блок сня-тия импульсов управления с релейным

элементом,, контакты которьго включены; между клеммами для подключения источника питания н иреобразователа, о т л ичающееся тем, что, с целью повышоввя надежности и быстродействия, оно снабжено трансформатором с выпря митепем, выход которого подключен к аноду и катоду тиристорного ключа, управляющей электрод которого подключен через последовательно соединенные свето взлучакшшй диод и стабилитрон к аноду тиристора ключа, а фототирнстор оптро на полсдючен своим анодом к первым

выводам релейного элемента и вЫкдюча теля н катодом к входу блока снятия импульсов управления и к. выводу резистора, второй вывод которого соединен с вторыми выводами релейного и выключателя. .

Источники внфорыатп, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР NJ 30487О, кл. Н О2 Н 7/1О. 1965.

2.Авторское свидетельство СССР № 688953, кл. Н О2 Н 7/1О, 1979.