Устройство для ограничения перенапряжения

Устройство для ограничения перенапряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сотоэ Соывтскнн

Соцнаянстнчвскнн

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 07.06. 79 (21) 277763! /24-07 с присоединением заявки М (51)М. Кл.

Н 02 Н 3/20

Н 02 Н 7/127

Гвсудврстеенный квинтет

СССР (28) П риоритет

Опубликовано 23,01.82. Бюллетень ртеЗ (53) УДК621.316. .925 (088.8) но делан нзабретеннй н втнрытнй

Дата опубликования описания 23 .01. 82 (72) Авторы изобретения

М. В. Бродский, Л. М, Шалашова и Я. А. арковит1 — .—

1

Ф

1 ь

t (7I ) Заявитель (54) УСТРО" СТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ 1ТЕРЕНАПРЯЖЕНИЧ

Изобретение относится к устройствам защиты нагрузки, подключенной к выходу выпрямителей со сглаживающим LC чфильтром, от перенапряжений, возникающих вследствие резкого изменения нагрузки, в частности, при срабатывании устройств защиты нагрузки от короткого замыкания.

Известны схемы зрщичм, следящие за напряжением на выходе выпрямительных устройств и отключающие выпрямительные устройства при своем срабатывании, которые эффективно работают, когда на выходе выпрямительного устройства возникает длительное перенапряжение(1 ), Выпрямительные устройства для питания аппаратуры связи, выполненной на полупроводниковых приборах и микросхемах, имеют незначительную пульсацию выпрямленного напряжения.

Сглаживание пульсаций в таких выпрямительных устройствах осуществляется одноэвенным нли двухзвенным LC-фильтром. В этом случае в момент короткого замыкания в нагрузке при срабатывании защиты от короткого замыкания (сгорание предохранителя, выключение автоматического выключате. ля) вследствие резкого уменьшения тока короткого замыкания на дросселях LC - фильтра возникает ЭДС самоиндукции, которая складывается с вы10, ходными напряжением выпрямительного устройства, в результате чего на выходе выпрямительного устройства получается выброс напряжения значительной величины, по амплитуде превы"

13 шающий номинальное значение в 1,52 раза, и очень кратковременный по длительности (10-20 мс). На такоЧ кратковременный выброс напряжения эта схема защиты прореагировать не может, вследствие -.чего выброс напряжения проходит на нагрузку, что вызывает выход ее из строя.

Для уменьшения влияния индуктивности дросселя (.С-фильтра мощных

3 выпрямительных устройств на выходное напряжение, применяется шунти" рование дросселя LC -фильтра на время переходного процесса управляемым тиристором или неуправляемым вентилеи.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для ограничения всплесков напряжения, которое содержит измерительную и исполни- t0 тельную цепи. Исполнительная цепь, состоящая из тиристора и последовательно с ним включенного конденсатора, подключена параллельно основной обмотке входного дросселя, а измерительная цепь содержит датчик напряжения и компаратор 2 l.

Недостатком известного устройства является его небольшая скорость срабатывания вследствие того, что из- щ мерительная цепь, включенная на выходе преобразовательного (инвертирующего} блока, реагирует только на изменение выходного напряжения и выдает сигнал для включения тиристо- ру ра при достижении выходного напряжения выше допустимой нормы. Анализ включения тиристора показал, что в этом случае его включение происходит с замедлением порядка 2 ис.

Таким образом, известное устройство начинает работать только тогда, ког- . да напряжение превысит все допустимые пределы.

Для случая, когда фронт нарастания N напряжения очень крутой, что имеет. место при срабатывании защиты от ко.роткого замыкания (КЗ) в нагрузке, известное устройство не может защитить нагрузку от перенапряжения.

Это происходит потому, что известное устройство начинает работать только тогда, когда выходное напряжение уже превышает допустимые нормы, и за время срабатывания устройства продолжает нарастать.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства для ограничения перенапряжений.

Цель достигается теи, что в уст- 50 ройстве для ограничения перенапряжения, содержащем входной дроссель с двумя последовательно соединенными обмотками, последовательно с первой иэ которых включен диод, измерительный блок, конденсатор, резистор и конденсатор на выходе устрой,ства, исполнительную цепь на тиристоре, катод которого связан с первой обмоткой входного дросселя и положительной шиной, а управляющий электрод тиристора подключен к блоку управления, измерительный блок выполнен на трансформаторе тока, блок управления — на транзисторе и вспомогательном тиристоре, а введенный конденсатор включен между средней точкой обмоток дросселя и отрицатель-. ной шиной, причем первичная обмотка трансформатора тока через упомянутый диод подключена параллельно второй обмотке входного дросселя, вторичная обмотка включена в цепь базы транзистора блока управления, эмиттер которого через упомянутый конденсатор, зашунтированный резистором, подключен к аноду вспомогательного тиристора, катод которого соединен с управляющим электродом тиристора исполнительной цепи, а управляющий электрод — с коллектором транзистора, На фиг. изображена схема устройства для ограничения перенапряжений.

Измерительный блок 1 содержит трансформатор 2 тока, первичная обмотка которого через диод 3 подключена параллельно обмотке 4 входного дросселя.

Исполнительная цепь имеет связанный с обмотками 4 и 5 входного дросселя тиристор 6, управляющий электрод которого подключен к блоку 7 управления, который содержит транзистор 8 и вспомогательный тиристор 9.

Вторичная обмотка трансформатора

2 тока включена в цепь базы транзистора 8. Эмиттер транзистора 8 через конденсатор 10, зашунтированный резистором 11, подключен к аноду вспомогательного тиристора 9, катод которого соединен с управляющим электродом тиристора 6 исполнительной цепи, а управляюший электрод — с коллектором транзистора 8.

Устройство работает следующим образом.

При коротком замыкании в момент срабатывания защиты ток резко уменьшается, и на обмотках 4 и 5 входного дросселя образуется ЭДС самоиндукции, вследствие чего открывается диод 3, и через первичную обмотку трансформатора 2 тока начинает протекать ток. На вторичной обмотке трансфопУстройство для ограничения перенапряжения, содержащее входной дроссель с двумя последовательно соединенными обмотками, последовательно с первой иэ которых включен диод, измерительный блок, исполнительную цепь на тиристоре, катод которого связан с первой обмоткой входного дросселя и положительной шиной, а yrlравляющий электрод тиристора подключен к блоку управления, резистор, конденсатор и конденсатор на выходе устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, измерительный блок выполнен на трансформаторе тока, а блок управления — на транзисторе и вспомогательном тиристоре, и введен конденсатор, включенный между средней точкой обмоток дросселя и отрицательной шиной, причем первичная обмотка трансформатора тока через упомянутый диод подклювена параллельно второй обмотке входного дросселя, вторичная обмотка включена в цепь базы транзистора блока управления, эмиттер которого через упомянутый конденсатор, зашунтированный резис, тором, подключен к аноду вспомогаl тельного тиристора, катод которого соединен с управляющим электродом тиристора исполнительной цепи, а управдяющий электрод — с коллектором транзистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Электропитающие установки для городских АТС. Информационный сборник. N., "Связь", 1974. с. 29-32.

2. Авторское свидетельство СССР

У 513443, кл. Н 02 Н 7/127, 1972.

5 9ООЗ матора 2 тока возникает импульс напряжения, которьп открывает транзистор 8. Через переход эмиттер-коллектор транзистора 8 и управляющие цепи вспомогательного тиристора 9 и тиристора 6 исполнительной цепи проходит ток. Вспомогательньп тиристор

9 открывается, и создается цепь для заряда конденсатора 10. Ток заряда конденсатора 1О проходит через цепь 16 управления тиристора 6 исполнительной цепи. Тиристор 6 открывается по цепи управления, ток через которую протекает в течение времени заряда конденсатора 10. 15

В момент, когда напряжение на тиристоре 6 исполнительной цепи поменяет полярность и достигнет величины достаточной для ее открытия, тнристор 6 открывается, шунтирует обмот- 20 ки 4 и 5 входного дросселя, в результате чего ЭДС самоиндукции, возникшая в обмотках в момент спада тока К3, разряжается на тиристор 6 и увеличения напряжения на нагрузке 23 (аппаратуре связи) не происходит.

На фиг. 2а приведена осциллограмма напряжения на выходе выпрямительного устройства в момент срабатывания защиты при КЗ при подключении из-3О мерительноч цепи к его выходу;.на фиг. 2б — то же, при подключении сотласно изобретения.

Из осциллограмм видно, что напряжение на выходе выпрямительного устройства при подключении измерительной цепи к его выходу увеличивается до 120Х от номинального значения, а при подключении согласно изобретения — до 11О от номинального 4Ф значения.

Таким образом, предлагаемое изобретение повышает быстродействие устройства и тем самым уменьшает амплитуду выходного напряжения íà 10Х, чтб значительно повьппает надежность

57 Ь питаемой от выпрямительного устройства аппаратуры связи.

Формула изобретения