Устройство для защиты полупроводниковогоинвертора

Устройство для защиты полупроводниковогоинвертора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е 801176

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскмк

Социалистических

Республик (6I ) Дополнмтельное к авт. санд-ву— (22) Заявлено 05.04.79 (2! ) 2747164/24-07 с присоединением заявки М— (23) Приоритет—

Опубликовано 30.01.81. Бюллетень М 4

Дата опубликования описания 02 02 81 (5I)M. Кд.

Н 02 Н 7/10

Н 02 М 1/18

4всудадст44нны6 кОмнтат

СССР по делам нзобратеннй н открытий (3) ЙК621.314. .572! 621.316. . 925,4 (088. 8) е

А. В. Иванов, П. С. Ройзман, А. М. Уржумсков —;; н Ю. M. Зинин

i, 1

Уфимский авиационный институт им. Серг ОрцмщФщкидзе., « »с .»„ (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель с с с (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАШИТЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО

ИНВЕРТОРА

Изобретение относится к преобразовательной технике и может найти широкое применение цля защиты полупроводниковых инверторов в аварийных режимах.

Известны устройства защиты, содержащие защитный тиристор и гасящую цепочку иэ тиристора и конденсатора f,l), ! 2) и (3). .Г1ри возникновении аварийного режима работы инвертора в устройстве защиты включают тиристор гасящей цепочки и с помощью предварительно заряженного конденсатора выключают защитный тирис тор и тем самым обеспечивают отключение инвертора от питающей сети.

Наиболее близким к прецлагаемому .является устройство защиты (1). Это устройство состоит иэ защитного тиристора, включенного последовательно с источником питания, цвухсекционного дросселя, гасящей цепочки и диода, соециняющего общую точку секций дросселя с источни ком питания.

Недостатком известного устройства является низкая эффективность зашиты, что приводит к выходу из строя вентилей инвертора. 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 цросселе.

Uem изобретения - повышение эффек тивности защиты, Поставленная цель достигается тем, что в устройство зашиты инвертора, содержащее защитный тиристор, включенный послецовательно с источником питания, и цвухсекционный дроссель, у которого одна секция шунтирована гасящей цепочкой иэ тиристора и конденсатора, а общая точка секций через диод связана с источником питания, ввецен трансформатор, накопительный конденсатор и выпрямитель, причем первичная обмотка трансформатора включена послецовательотрицательно, под е го действием тирист ор

1 восстанавливает запирающие свойства и отключает источник питания от инвертора 4.

В момент 4 = t> в секции 3 дросселя запасена энергия Q, равная

1 2 з=Х "з з где Ь вЂ” индуктивность секции 3 дросселя.

При срыве инвертирования зажимы постоянного тока инвертора 4 закорочены через включенные вентили, поэтому после включения диода 7 секция 3 дросселя оказывается подключенной параллельно первичной обмотке трансформатора 8 и энергия 3 эа время т, 4 переходит в накопительный конденсатор 10. Тем самым устраняется возможность разруше ния вентилей инвертора энергией, запасенной в секции 3 дросселя.

Перец повторным включением инверто

4 ра следует подготовить защиту к аварийному отключению. Для этого необходимо конденсатор 6 гасящей цепочки зарядить до напряжения 0g ) Ud, а накопительный конденсатор 10 разрядить.

Вариант устройства (фиг. 3) отличает ся тем, что в нем накопительный конденсатор совмещен с конденсатором гасящей цепочки, т. е. конденсатор 6 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 подэаряд через трансформатор 8 от секции 3 дросселя. Это увеличивает время, предоставляемое тиристору 1 на восстановление запирающих свойств, а тем самым надежность отключения.

Предлагаемые устройства выгодно отличаются от известных, так как обладают повышенной эффективностью. В известных устройствах при срабатывании защиты запирают защитный тиристор и тем самым отключают инвертор от питающей сети.

Но при срыве инвертирования запасенная в дросселе электромагнитная энергия переходит в вентилях инвертора в тепловую и разрушает их. В предлагаемом устройстве защиты энергия дросселя при включении защиты переводится в накопительный конденсатор. Тем самым повышается эффективность защиты.

Формула изобретения

1. Устройство для защиты полупроводни кового инвертора, содержащее включенные

3 801176 4 но с диодом, а его вторичная обмотка через выпрямитель подключена к накопительному конденсатору, который совмещен с конденсатором гасящей цепочки.

На фиг. 1 показана принципиальная

5 схема устройства; на фиг. 2 - процессы, происходящие в устройстве при отключении инвертора; на фиг. 3 - вариант выполнения устройства защиты.

Устройство состоит иэ защитного тиристора 1, включенного последовательно с источником питания, и двухсекционного дросселя, секции 2 и 3 которого включены последовательно и соединяют инвертор 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 трансформатор 8, вторичная обмотка которого через выпрямитель 9 подключена к накопительному конденсатору 10. Секции 2 и 3 дросселя помимо функции защиты инвертора 4 осуществляют сглаживание его входного тока.

На фиг. 2 через 1З обозначен ток в секции 3 дросселя, а через U, где и =

=1,5,6,10, напряжение Hà N -oM элементе схемы (фиг. 1).

30 л

Пусть в течение времени 0 - t 4 тд инвертор работает в номинальном режиме.

При этом напряжение источника питания

UCf через включенный защитный тиристор

1 и секции 2 и 3 дросселя приложено к инвертору 4. Конденсатор гасящей цепочки 6 предварительно заряжен до напряжения 0 > J с полярностью, показанной HB фиг. 1, а накопительный конденсатор 10 разряжен до О, Тиристор 5 гасящей цепоч-Ю ки выключен и напряжение 0 равно напряжению 06

В момент t = --t в инверторе возникает аварийный режим, например срыв ин» вертирования, что приводит к возрастанию 45 тока 1> в секции 3 дросселя. B момент

Ф" 6 ток 1> становится равным величине тока установки защиты 3 . В этот момент времени включают тиристор 5 гасящей цепочки и тем самым подключают у конденсатор 6 гасящей цепочки параллельно секции 2 дросселя.

Так как конденсатор 6 заряжен до напряжения И, большего, чем напряжение источника питания U Q, то после включения тиристора 5 включается диод

7 и к тиристору 1 прикладывается напряжение 0, равное О = ОД Ug. В те« чение времени 4>(4(1 это напряжение

801176 последовательно с источником питания защитный тиристор и цвухсекционный цроссель, одна секция которого шунтирована гасящей цепочкой из последовательно соециненных тиристора и конденсатора, а общая точка секций цросселя через диоц связана с отрицательным полюсом источника питания, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения надежности, в него ввецен трансформатор, накопительный конценсатор и выпрямитель, причем первичная обмотка трансформатора включена последовательно с циодом, t а его вторичная обмотка через выпрямитель подключена к накопительному конценсат ору.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что накопительный конценсатор совмещен с конденсатором гасящей цепочки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

10 М 481964, кл. Н 02 Н 7/10, 1974.

2. Глух Е. М. и цр. Защита полупро водниковых преобразователей. М., "Энергия, 1970, с. 79-107.

1 3. Авторское свидетельство СССР

М 609168, кл. Н 02 Н 7/10, 1976.

Составитель И. Коротеева

Редактор Н. Кешеля Телред М.Федорнак Корректор Н. Швыцкая Заказ 10448/74 Тираж 686 Поцписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретен; и и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская ннб., ц, 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4