Способ защиты от коммутационных перенапряжений цепей постоянного тока и устройство для его осуществления

Способ защиты от коммутационных перенапряжений цепей постоянного тока и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (6I) 971059 по п. 2 (» ) 2869962/24-07 (22) 17.01.80 (46) 30.12.83. Бюл. № 48 (72) 1О. Ф. Адамович и В. И. Бойчевский (53) 621.316.925.4 (088.8) (56) I. Авторское свидетельство СССР № 449417, кл. Н 02 Н 7/10, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2709340/24-07, кл. Н 02 Н 7/10, 1979. (54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ OT КОММУТАЦИОННЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИИ ЦЕПЕЙ

ПОСТОЯННОГО ТОКА И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Способ защиты от коммутационных перенапряжений цепей постоянного тока с индуктивностью, демпфирующим конденсатором и демпфирующим резистором, заключающийся в том, что сравнивают напряжение на демпфирующем конденсаторе с пороговым напряжением до момента, когда напряжение на демпфирующем конденсаторе превысит пороговое напряжение, после чего сначала формируют включающий сигнал на узел коммутации демпфирующего резистора, а затем через фиксированный интервал времени, превышающий время переходного процесса, — отключающий сигнал, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия, сравнивают напряжение г

I

I

I

„r ( т

„.ВО„„ 064З68

3(g) Н 02 Н 7/10; Н 02 М 1/!8 на демпфирующем конденсаторе с порого вым напряжением также и после подключе ния демпфирующего резистора до момент первого снижения напряжения на демпфирующем конденсаторе ниже порогового напряжения, после чего формируют отключающий сигнал на узел коммутации демпфирующего резистора, одновременно бло-кируя повторное срабатывание узла коммутации на время переходного процесса.

2. Устройство для защиты от коммутационных перенапряжени и по авт. св. № 971059, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия, оно снабжено вторым и третьим дополнитель.ными элементами времени, зарядным тиристором и двумя дополнительными схемами, гашения, первая из которых подключена . ф параллельно блокирующему тиристору, .а вторая — зарядному тиристору, подключен- ному последовательно с входом третьего до- ув полнительного элемента времени параллельно демпфирующему конденсатору, причем вход второго элемента времени подключен Ф к демпфирующему резистору, выходы второ- . го элемента времени подключены к управIaeeL ляющему переходу блокирующего тиристо- () ра и входу схемы гашения силового тирис- ф тора, а выходы третьего элемента времени ф!в подключены к входам схем гашения зарядного и блокирующего тиристоров.

1064368

Изобретение относится к электротехии ке, а именно к защите тиристорной аппа. ратуры.

Известен способ для защиты от комму. тационных перенапряжений, заключающийся в ограничении внутренних коммутационных перенапряжений- с использованием в качестве демпфирующих элементов конден- сатора и резистора 11).

Недостатками способа являются значи-. тельная величина емкости демпфирующего койденсатора при неизменной величине напряжения, а также существенные перена. пряжения при значительно меньших величинах емкости демпфирующего конденсат»ра Наиболее близок к предлагаемому способ защиты от коммутационных перенапряжений заключающийся в том, что сравнивают напряжение на демпфирующем конденсаторе с пороговым напряжением и прн превышении напряжения на демпфирующем. конденсаторе формируют сигнал включения, а через интервал времени, превышающий время переходного процесса, — отключающий сиг. нал (21. . Однако известный способ характеризуется недостаточным быстродействием.

По основному авт. св. № 971059 известно устройство для защиты от коммутационных перенапряжений цепей постоянного тока с индуктивностью, содержащее демпфирующие конденсатор и резистор, ключ на силовом тиристоре, дроссель, диоды и ре- зисторы, которое с целью повышения эффективности снабжено схемой гашения силового тиристора; выполненной на последовательно соединенных гасящем конденсаторе и гасящем резисторе, подключенных параллельно силовому тнристору, блокирующим тиристором, подключенным параллельно цепи управления силового тирыстора, и элементом времени, выполненным на RC-цепи, стабилитроне, дополнительном тиристоре и трансформаторе, выходные обмотки которого подключены к управляющим переходам гасящего и блокирующего тиристоров, причем силовой тиристор соединен последовательно с демпфирующим резистором.

Недостатком указанного устройства является пониженная надежность из-за необходимости большой емкости электрического демпфирующего конденсатора, больших потерь в демпфирующем резисторе и большого времени подготовки к очередному срабатыванию.

Цель изобретения — повышение надеж: ности н быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу защиты от коммутационных перенапряжений цепей постоянного то,«а с индуктивностью, демпфирующим кон: денсатором и демпфирующнм резистором, :,:,заключающемуся в том, что сравнивают на пряжение на демпфирующем конденсаторе

2 с пороговым напряжением до момента, ког- : да напряжение на демпфирующем конден ; саторе превысит пороговое напряжение, после чего сначала формируют включающий сигнал на узел коммутации демпфирующего резистора, а затем через фиксированный интервал времени, превышающий время переходного процесса, — отключающий сигнал, сравнивают напряжение иа демпфирующем конденсаторе c пороговым напряжением

1б также и после подключения демпфирующего резистора до момента первого снижения напряжения на демпфирующем конденсаторе ниже порогового напряжения, после чего формируют отключающий сигнал на узел

1 коммутации демпфирующего резистора, од., новременно блокируя повторное срабатыва ь

:ние узла коммутации на время переходного роцесса.

Устройство снабжено вторым и третьим дополнительными элементами времени, за 20 рядным тиристором и двумя дополнитель-. ными схемами гашения, первая из которых подключена параллельно блокирующему тиристору, а вторая — зарядному тиристору, подключенному последовательно с входом третьего дополнительного элемента времени параллельно демпфирующему конденсатору, причем вход второго элемента времени подключен к демпфнрующему резистору, выходы второго элемента времени подключены к управляющему переходу блокирующего ти-

3р ристора и входу схемы гашения с::.лового тиристора, а выходы третьего элемента вре= мены подключены к входам схем гашения зарядного и блокирующего тиристоров.

На чертеже приведена схема устройства.

Схема содержит источник 1 напряжения

35 постоянного тока, соединенный через.дрос-. сель 2 и выключатель 3 с. нагрузкой 4, демпфирующие конденсатор 5 и резистор 6, который включен параллельно конденсатору 5 через силовой тиристор 7., в цепи управления

4О которого включен стабнлитрон 8 и блоки-- рующий тиристор 9. Устройство содержит: также три идентичных элемента времени: основной, первый н второй дополнительные.

Каждый из них выполнен на RC-цепи, тиристоре, стабилитроне и выходном трансформа4s торе: резисторы 10 — 12 и конденсаторы 13—

l5, стабилитроны 16 — 18, тиристоры 19 — 21: и трансформаторы 22 — 24 соответственно,:

Основной и первый дополнительный эле- : менты подключены к резистору 6, причем первый дополнительный элемент времени о снабжен тиристором 25 сброса, а второй . включен через зарядный тиристор 26. Параллельно конденсатору 5 силовой, блокирующий и зарядный тиристоры снабжены схема: ми гашения, выполненными на тиристорах: гашения 27 — 29 соответственно.

Устройство работает следующим образом .

При отключении ключа 3 ток, протекаю- щий через дроссель 2, замыкается через конденсатор 5. При достижении напряжением на конденсаторе,5, напряжения, превы шающего напряжение сети, например, на

5 /о, пробивается стабилитрон.8 и открывается тиристор 7, подключающий резистор 6 параллельно конденсатору 5, что приводит:. к ограничению максимального, выброса на- . пряжения и заряду конденсаторов 13 и 14 через резисторы 10 и 11 соответственно, Пороговые напряжения стабилитронов

16 и 17 выбирают меньшими напряжения 10 стабилитрона 8, но не меньшими напряжения источника питания, причем пороговое; напряжение второго элемента времени мень: ше, чем у первого. Время, заряда конденса-, : тора 14 до порогового напряжения больше.

; заряда конденсатора 13.

При этом первый элемент времени выда, ет управляющие импульсы начиная с момен-..; та начала перенапряжения на конденсаторе 5 и кончая моментом первого снижения пе-,. .. ренапряжения ниже порогового значения. 20

Второй элемент времени. в этот период не срабатывает, так как тиристор 25 перио- дически разряжает конденсатор 14 до того, как напряжение на нем достигает порогово го значения.

Когда управляющие импульсы нереста- 25 ют поступать с выходной обмотки трансфор матора 22 на тиристор 25 при достижении:

:, :на конденсаторе 14 порогового напряжения . включается тиристор 20 и со вторичных об.; моток трансформатора 23 снимаются управ-:ЗО .,ляющие импульсы, которые включают блокирующий тиристор 9, гасящий тиристор Et и зарядный тиристор 26.

Включаясь, тиристор 9 щунтирует цепь управления тиристора 7, что исключает его повторное включение при следующем пере-. напряжении, наступающем при отключении резистора 6.

Включение гасящего тиристора 27 при- водит к запиранию тиристора 7 и.отключе- нию резистора 6. При этом наблюдается повторный выброс напряжения на . конден-:; саторе 5.

После включения тиристора 26 начинает заряжаться конденсатор 15,через резистор

12. При достижении на нем порогового напряжения, пробивается стабилитрон 18 и включается тиристор 21, при этом импульсы со вторичных обмоток трансформатора 24 поступают на гасящие тиристоры 28 и 29, что приводит к запиранию тиристоров 9 и 26. Время заряда конденсатора 15 до порогового напряжения равно времени, эа которое напряжение на конденсаторе 5 после отключения резистора 6 принимает установившееся значение, равное напряжению питания.

Изобретение позволяет снизить комму- . тационные. перенапряжения при небольшой величине емкости демпфирующего конденсатора, сократить потери в демпфирующем резисторе и обладает повышенным быстродействием при подготовке к очередному сра-. батыванию.

Составитель О. Парфенова

Редактор Л. Пчелннскай .: Телред И. Верес Корректор В. Гнрняк

Заказ I035254 . Тираж@7 Подннснос

ВНИИПИ Государственного коиитета СССР по . делан изобретений и открытий! l3035,. Москва, . Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент» ° г. Ужгород, ул. Проектная, 4