Устройство для защиты инвертора

Устройство для защиты инвертора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик и957348 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22)Заявлено 24,03.81 (21) 3266327/24-07 с присоединением заявки М (23) П рнорнтет

Опубликовано 07. 09 ° 8? ° Бюллетень 11 33

Дата опубликования опнсання 07 . 09 . 82 (51) М. Кл.

Н 02 Н 7/122

Н 02 М 1/18

3Ъоударотааииый комитет

СССР ао долам изооратеиий и открытий (53) УДК 621 ° 316„ .925.4:621 .31w.5?2(088.8) (72) Авторы изобретения

А. В.федухин, Г.Н.Буратов, А.И.Филенко и- Б.А.Беаанков

Киевский институт автоматики им. ХХЧ съезда КПСС (71 ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ИНВЕРТОРА

Изобретение относится к электро= технике и может быть применено для заз ащиты полу проводни ко вых преобразо вателей.

Известны устройства для защиты ин5 верторов с коммутирующим конденсатором, дополнительными диодами и переключающими управляющими вентилями (1).

Недостатком данных устройств является то, что при отказе блока управления тиристорами последние выходят из строя, так как через них проходит ток, ограниченный, в основном, малым омическим сопротивлением первичной обмотки трансформатора, что может привести также к выходу из строя трансформатора вследствие его перегрева, а возможно и источника питания. го

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для защиты инвертора, включающего источник питания, выходной

2 трансформатор со средней точкой и в каждом плече - последовательно соединенные диод и тиристор, содержащее транзистор, выводы эмиттер— коллекторного перехода одного из которых предназначены для подключения к одному из тиристоров, а вывод базы предназначен для подключения через ограничительный резистор к аноду диода того же плеча инвертора, и сигнализатор неисправности $2) .

Недостаток устройства - отсутствие защиты инвертора от пробоя одного из тиристоров и выхода из строя коммутирующего конденсатора, что определяет его недостаточно высокую надежность °

Цель изобретения - повышение надежности работы инвертора °

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено блоком контроля тиристоров, содержащим реле, тиристор с коммутирующим конденсатором, RC-цепь и пороговый элемент, 95734 причем выводы RC-цепи предназначены для подключения к выводам источника питания, конденсатор RC-цепи через пороговый элемент подключен к управляющему электроду тиристора, анод которого предназначен для подключения через реле к плюсовому выводу источника питания и через коммутирующий конденсатор — к аноду тиристора инвертора, для подключения к ко- 10 торому предназначена база второго транзистора, шунтирующего конденсатор RC-цепи, размыкающий контакт реле предназначен для включения между плюсОвым вывОдОм истОчника пита- !5 ния и средней точкой выходного трансформатора инвертора, замыкающий контакт подключен к сигнализатору неисправности.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого инвертара с защитой, на фиг. 2 - временная диаграмма его работы.

Устройство для защиты инвертора, включающего источник 1 питания, транс. форматор со средней точкой 2 и в каждом плече - последовательно соединенные диод 3 и.тиристор 4, между точками соединения которых включен коммутирующий конденсатор 5, содержит транзистор 6, эмиттер - коллекторным переходом подключенный к одному из тиристоров 4, а базой через ограничительный резистор 7 - к аноду диода 3 того же плеча инвертора, блок 8 контроля тиристоров, выполненный в виде последовательной цепи иэ реле 9, размыкающий контакт 10 которого включен между плюсовым выводом источника 1, а замыкающий контакт 11 подключен к сигнализатору 12 неисправности, дополнительного тиристора 13 и времязадающей RC-цепочки 14, конденсатор 15 которой через пороговый элемент 16 подключен к управляющему электроду тиристора 13, анод которого через дополнительный коммутирующий конденсатор 17 подключен к аноду тиристора 4 инвертора, с которым через ограничительный резистор 18 соединена база транзистора

19 шунтирующего конденсатор 15.

Предлагаемое устройство работает следующим образам.

Допустим, что в момент времени

tb-t! длительность которого опреде- M ляется частотой работы инвертара (фиг. 2, точка а), второй тиристар

4 выключен, а первый тиристар 4 вклю8 4 чен (точка б). Тогда коммутирующий конденсатор 5 заряжается до уровня напряжения источника 1 питания (фиг.2) полярностью, показанной на фиг. 1.

При этом рабочий ток идет по цепи от положительного полюса источника питания по левой секции обмотки транс форматора 2 через развязывающий диод 3 и первый тиристор 4. Транзис" тор б закрыт, так как полярность напряжения на развязывающем диоде 3 запирающая, т,е. плюс на базе и минус на эмиттере. Транзистор 19 закрыт, разрешая заряд конденсатора 15 полярностью, показанной на Фиг ° 1 (фиг. 2, точка в) .

Однако постоянная времени выбрана таким образом, что за промежуток времени t>-t < конденсатор 15 не успевает зарядиться до напряжения, равного напряжению включения (Ugq„) динистора 16. На его выходе (фиг.2, точка г} сигнал отсутствует допол) нительный тиристор 13 и реле 9 выключены (соответственно точки д и е, фиг. 2), дополнительный коммутирующий конденсатор 17 заряжается до уровня напряжения источника питания полярностью, показанной на фиг. 1, сигнал неисправности отсутствует.

В момент времени t< на управляющий электрод второго тиристора

4 поступает сигнал от блока управления. Второй тиристор 4 включается, плюс коммутирующего конденсатора 5 через открытый второй тиристор 4 прикладывается к катоду первого тиристора 4. Это приводит к выключению первого тиристора 4 и перезаряду коммутирующего конденсатора 5 обратной полярностью. Транзистор б закрыт, так как напряжение на аноде развязывающего диода 3 выше, чем на катоде.

Транзистор 19 открывается, разряжая при этом конденсатор 15, дополнительный тири стор 13 выключен, дополнительный коммутирующий конденсатор

17 разряжается (фиг. 2). С момента времени t< до t> работа устройства происходит аналогично вышеизложенному .

Рассмотрим работу устройства при возникновении в ней различных неисправностей., Предположим, что в момент времени е,1-t4, произошел отказ блока управления, при котором первый тиристор 4 остался выключенным, а второй тиристар 4 - включенным. По истечении не5 95734 которого промежутка времени t> -t< трансформатор 2 начинает входить в насыщение-, тогда напряжение на аноде развязывающего диода 3 начинает уменьшаться относительно катода, что приводит к отпиранию транзистора 6 и подключению положительно заряженной обкладки коммутирующего конденсатора 5 через открытый транзистор

6 к катоду второго тиристора 4 (момент времени t<, фиг. 2).

При достижении тока через второй тиристор 4, равного току выключения, последний закрывается и схема приходит в исходное заторможенное состояние, при котором оба тиристора выключены. При этом транзистор 19 включен, конденсатор 15 шунтирован транзистором 19, дополнительный тиристор 13 и реле 9 выключены, допол- 20 нительный коммутирующий конденсатор

17 разряжен.

Предположим, что в момент времени

t> первый тиристор 4 открылся, коммутирующий конденсатор 5 разрядился, а второй тиристор 4 остался включенным. Такая ситуация может произойти при кратковременном заходе трансформатора 2 в область насыщения, когда для гашения тиристоров вследствие 3О их инерционности требуется большая энергия, чем в нормальном режиме функционирования, в случае отказа коммутирующего конденсатора 5 или воздействия помех по цепи питания инвертора или по цепи управления ти-. ристорами. В этом случае транзистор

19 оказывается закрытым, создавая условия для заряда конденсатора 15.

При достижении на нем напряжения, равного Мзда динистора 16, последний срабатывает и на его выходе появляется импульс напряжения (точка г, фиг. 2), включающий дополнительный тиристор 13. При этом положительно заряженная обмотка коммутирующего конденсатора 17 через открытый дополнительный тиристор 13 подключает.ся к катоду первого тиристора 4, вызывая его выключение (момент времени

t ) и заряд коммутирующего конденсатора 5.

Дополнительный коммутирующий конденсатор 17 перезаряжается обратной полярностью до уровня напряжения источника питания. В момент времени

Я

t< (фиг.2) от блока управления поступает сигнал, включающий первый ти ристор 4. Это, в свою очередь, при8 4 водит к выключению второго 4 и дополнительного 13 тиристоров и восстановлению нормального функционирования инвертора (промежуток времени 0- 4

В момент времени t t, когда дополнительный тиристор 13 открывается, реле 9 не успевает включиться вследствие замедления на срабатывание, которое превышает промежуток времени t t (фиг.2), Если в момент времени t< работа инвертора не возобновилась (обрыв коммутирующего конденсатора 5, пробой первого 4 или второго 4 тиристоров и т.п.) и тиристоры остались включенными на более длительный промежуток времени (t1>-tg) происходит включение реле 9, которое своим контактом отключает "+" источника 1 питания от средней точки трансформатора 2 и подключает его к сигнализатору неисправности 12.

Таким образом, благодаря введению блока контроля повышается устойчивость работы устройства от воздействия помех и коротких замыканий в нагрузке, предупреждается выход из строя инвертора вследствие отказа блока управления, а также защищается трансформатор и источник питания от перегрузок, возникающих при пробое одного или обоих тиристоров. Таким образом, надежность устройства сущест- венно повышается.

Формула изобретения

Устройство для защиты инвертрра, включающего источник питания, выходной трансформатор оо средней точкой и в каждом плече - последовательно соединенные диод и тиристор, содержащее транзисторы, выводы эмиттерколлекторного перехода одного из которых предназначены для подключения к одному из тиристоров, а вывод базы предназначен для подключения через ограничительный резистор к аноду диода того же плеча инвертора, и сигнализатор неисправности, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено блоком контроля тиристоров; содержащим реле, тиристор с коммутирующим конденсатором, RC-цепь и пороговый элемент, причем выводы RC-цепи предназначены для подключения к выводам источника питания, конденсатор

957348

RC-цепи через пороговый элемент подключен к управляющему электроду тиристора, анод которого предназначен для подключения через реле к плюсовому выводу источника питания и че- з рез коммутирующий конденсатор - к аноду тиристора инвертора, для подключения к которому предназначена база второго транзистора, шунтирующего конденсатор RC-цепи, размыкающий контакт реле предназначен для включения между плюсовым выводом источника пи» тания и средней точкой выходного трансформатора инвертора, замыкающий контакт подключен к сигнализатору неисправности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Источники электропитания на полупроводниковых приборах. Проектирование и расчет. Под ред. С.Д.Додика и E.È.Гальперина. И., "Советское радио", 1969, с. 227-292.

2. Авторское свидетельство СССР

М 528674, кл. H 02 H 7/537, 1973.

957348

Лют д

7оюа Х

7ьулц l

МЫюа жар /7

Составитель В,Жмуров

Редактор Л, Пчелинская Техред М, Тепер Корректор С.йекмар Заказ

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, А@ЬаыюрХ

17/ 5 Тирам 9 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5