Устройство для защиты полупроводниковь!хвентилей

Устройство для защиты полупроводниковь!хвентилей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Соииалистикеских республик

Комитет ло делам изобретений и открытий ори Совете Министров

4GGP

1.314.6

Лвтор изобретения

А. Ф. Третьяков

Завод «У!уалэлектротяжмаш» им. В. И. Ленина

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЬ! ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ

ВЕНТИЛЕЙ

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 схему и повысить надежность.

На чертеже представлена принципиальная схема предложенного устройства для защиты полупроводниковых вентилей.

Датчиком анодного тока служит трансформатор тока, нагруженный на высокоомные сопротивления R и R через диоды Дь До, Дз, первичной обмоткой которого является анодная ошиновка защищаемых вентилей. Трансформаторы тока с воздушным зазором могут иметь магнитопровод 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,— ПТ4. Поэтому сечение магнитопровода и габариты могут быть также малы и определяются в основном эксплуатационными требованиями. Напряжение сопротивления R> имеет форму импульсных пульсаций отрицательной полярности, так как положительное напряжение не пропускает. ся диодами Д1 — Д4, Через конденсаторы С, и Се эти пульсации поступают на вход нижнего и верхнего амплитудных дискриминаторов.

Амплитудные дискриминаторы выполнены по схеме ждущих мультивибраторов. В исходном состоянии триоды ПТ, llTs и ПТ.- заперты положительным напряжением смещения, триоды ПГ», ПГ и ПТо открыты, тиристор 7 находится в непроводящем состоянии, силовой конденсатор С заряжен от высоковольтного выпрямителя через сопротивление Яз до пол15 ного 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 де20 лителя на сопротивлениях R4 и R;, при значительном набросе анодного тока (выше тока установки), а, следовательно, достаточно для срабатывания верхнего амплитудного дискриминатора, нижний дискриминатор сработает

25 по времени раньше. Ири этом с коллектора на вход временного дискриминатора, образованного триодами ПТ, и ПТе, т. е. на базу триода

ПТе, поступит узкий отрицательный импульс, отпирающий триод ПТе. Длительность этого

ЗО импульса выбрана гораздо меньшей, чем вре221122

55 мя между сраОатываннем нижнего и BBpxIIBI Î дискриминаторов при крутизне анодного тока ниже уставки, т. е. временной интервал между выходными импульсами нижнего и верхнего дискриминатора Тz) 3„больше длительности импульса с амплитудного дискриминатора. Поэтому когда на триод ПТ8 с нижнего дискриминатора придет запирающий импульс и он закроется, напряжение на сопротивлении коллекторной нагрузки не изменится, так как триод Ш, открыт, а на базу его запирающий импульс придет с запаздыванием на интервал

Т, гораздо больший, чем длительность импульса на базе триода ПТ8. Следовательно, для того чтобы на объединенных коллекторах триодов ПТ-, и ПТВ возник отрицательный импульс, триоды ПТ, и l1T8 должны быть одновременно заперты. С увеличением анодного тока с каждым проводящим полупериодом, 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 автомата.

Исполнительное устройство (реле) выполнено на тиристоре I. Конденсатор — источник силового импульса тока заряжается от высоковольтного выпрямителя и непрерывно подзаряжается через высокоомные сопротивления

h;. Так как целью разряда конденсатора является низкоомное сопротивление отключающей катушки 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) 10" a/ñåê., вследствие чего уже за время 0,5 — 1 млсек ток в отключающей катушке выключателя может достигнуть 800 — 1500 а, что обеспечивает необходимые ампервитки для быстрого ср абатывания выключателя. Для обеспечения выключателю .необходимого АПВ сопротивление 5 должно обеспечивать достаточно быстрый заряд силового конденсагора за время 3— б сек, 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 напря5

45 жения, вь>полненного на сопротивлениях. Сопротивление RI, на которые нагружены трансформаторы тока с воздушным зазором, переменное, на его оси 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

ПТ5 и ПТ6, благодаря чему входной импульс исполнительного устройства калибруется по длительности, амплитуде и фронту нарастания, что исключает зависимость работы исполнительного устройства от разброса BxoJ; ных характеристик отдельных образцов тиристоров и от изменения их в зависимости от окружающей температуры.

С помощью переменных сопротивления Rq и Rs можно задавать различные уставки по величине анодного тока и по скорости его нарастания.

Построение командного устройства на полупроводниковых приборах максимально сокращает время выдачи стартового сигнала на отключение выключателя и повышает быстродействие этого BbIêëючателя. Построение решающих узлов на основе амплитудных дискриминаторов .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 испол. нительный блоки, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности логический блок, выполнен в виде двух параллельно включенных дискриминаторов, например, на полупроводниковых триодах, к выходу которых подключен временной дискриминатор.

221122 лЛЛЛ (. оставитель L. MRcloTHH

Текред Л. Я. Левина Корректор А. П. Васи.пьева

Редактор П. клайн

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2847j17 Тираж 530 Подписно.

Ц11ИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Миппс ров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4