Устройство для защиты инвертора

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является повьппение надежности инвертора путем защиты тиристоров инвертора от короткого замьжания и обрыва в цепи нагрузки . В аварийной ситуации, напри, мер когда диагональ разорвана, трансформатор тока 38 выдает все время сигнал, равный нулю, на входы элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ 44 и 45. Один из этих элементов, а именно тот, на второй вход которого подан сигнал 1 от блока управления 49 через RS- триггер 48, выдает нулевой сигнал на вход элемента И-НЕ 46. На выходе элемента И-НЕ 46 установится сигнал 1, который, пройдя через усилитель 47, включит защитньй тиристор 23 быстродействующего выключателя 24. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1458925 (51) 4 Н 02 Н 7/122

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТ1 НИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1244746 (21) 4276948/24-07 (22) 06.07.87 (46) 15,02.89. Бюл. Р 6 (71) Северо-Западный заочный политехнический институт (72) С.А.Буранов и А.А.Климов (53) 621.316.925.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1244746, кл, Н 02 Н 7/122, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ИНВЕРТОРА (57) Изобретение относится к электро- . технике. Целью изобретения является повыщение надежности инвертора путем защиты тиристоров инвертора от короткого замыкания и обрыва в цепи нагрузки. В аварийной ситуации, напри- ° мер когда диагональ разорвана, трансформатор тока 38 выдает все время сигнал, равный нулю, на входы элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ 44 и 45. Один из этих элементов, а именно тот, на второй вход которого подан сигнап

"1" от блока управления 49 через RSтриггер 48, выдает нулевой сигнал на вход элемента И-HE 46. На выходе элемент- И-HE 46 установится сигнал

"1", который, пройдя через усилитель

47, включит защитный тиристор 23 быстродействующего выключателя 24.

1 ил.

1458925

Изобретение относится к промышленной электронике, может применяться в областях техники, использующих частотно-преобразовательные устройства на основе тнристорных инверторов, выполненным по мостовым схемам, и является дополнительным к авт, св.

Р 1244746.

Целью изобретения является повыше- 10 ние нацежности инвертора путем защиты тиристоров инвертора OT короткого замыкания и обрыва в цепи нагрузки.

На чертеже представлена функциональная схема устройства. 15

Устройство содержит защищаемый инвертор 1, выполненный по мостовой схеме на управляемых вентилях (тиристорах) 2-5 с датчиками тока в виде шунтов 6-9, индикатор 10 опрокидывания инвертора, состоящий из двух элементов совпадения на двух транзисторах каждая (11,12 и 13,14), коллекторные цепи которых соединены последовательно и подключены к коллектору 25 транзистора 15 блока 16 интервала ,коммутации, а базовые цепи соединены чере разделительные трансформаторы !

7-20 с шунтаьж 6-9, подключенными в анодные цепи силовых вентилей 2-5 инвертора 1. Последовательно с транзисторными цепями включено сопротивление 21, шунтированное конденсатором 22, К зажимам сопротивления присоединена цепь управляющего электрода тиристора 23 бЬ|стродействующего

35 выключателя 24, состоящего также из тиристора 25 и конденсатора 26, который питается от вспомогательного источника постоянного напряжения.

Устройство содержит также блок 27 пропорциональной выдержки времени коммутации, состоящий из трансформатора 28 тока, первичная обмотка которого включена в диагональ инвертора 45

1, а вторичная через выпрямительный мост 29, шунтированный резистором 30, и дополнительный источник 31 питания, подключенный плюсом к аноду светодиода резисторного оптрона. 32, а минусом — к отрицательной клемме выпрямительного моста 29, подключена к входу резисторного оптрона 32. Фоторезистор оптрона 32 включается межцу базой и источником питания выходного транзистора 33 ждущего мультивибратора, Ба55 за транзистора 34 ждущего мультивибратора подключена к блоку управления тиристорами инвертора, а коллектор выходного транзистора 33 через разделительный трансформатор 35 подключен к базе транзистора 15 блока 16 интервала коммутации. Между базой и коллектором транзистора 15 включен резистор 36. Коллектор — эмиттер транзистора 15 блока 16 интервала коммутации подсоединен между общей точкой эмиттеров транзисторов элемента совпадения и вспомогательным источником питания.

Для достижения поставленной цели в устройство введен индикатор 37 диагонали инвертора, включающий в себя трансформатор 38 тока, включенный в диагональ инвертора, два диода 39 и

40, п-р-п-транзистор,41 два резистора 42 и 43, два элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ 44,45, элемент И-HE 46, промежуточный усилитель 47 и RS-триггер

48, входы которого подключены к парафазным входам блока 49 управления инвертора.

Устройство работает следующим образом.

При включении инвертора 1 подается импульс управления на тиристор быстродействующего выключателя 24, тиристоры инвертора и на вход ждущего мультивибратора, который своим выходным импульсом через трансформатор 35 на короткое время запирает транзистор 15 блока 16 интервала коммутации, Первое запирание транзистора 15 является холостым, так как при первом включении тиристоров инвертора era опрокидывание невозможно.

Пусть в рассматриваемый момент времени проводят тиристоры 2 и 3. Затем подается импульс управления на. тиристоры 4, 5 и на вход ждущего мультивибратора (на базу транзистора 34). Мультивибратор опрокидывается, а с его выхода {с транзистора

33) через разделительный трансформатор 35 поступает запирающий импульс на транзистор 15. Длительность запирающего импульса равна времени кваэистационарного состояния мультивибратора, которое прямо пропорционально сопротивлению фоторезистора оптрона

32. Величина сопротивления фоторезистора в свою очередь пропорциональна разности токов дополнительного источника 31 и выпрямительного моста 29.

Если ток моста равен нулю, т.е. инвертор 1 не работает, прямой ток светодиода оптрона 32 будет максимапь40 з 145892 ным, длительность выходного импульса мультивибратора — минимальной.

При включении иннертора 1 в процессе роста его тока прямой ток све5 тодиода аптрона 32 будет уменьшаться за счет роста тока на выходе выпрямительного моста 29. Сопротивление фоторезистора будет увеличиваться и длительность выходного импульса ждущего мультивибратора будет расти.

Таким образом, в интервале коммутации тиристоров инвертора 1, когда открыты одновременно все тиристоры инвертора 1, элемент совпадения индикатора 10 опрокидывания отключается транзистором 15 от источника питания на время, пропорциональное длительности коммутации тиристоров.

Этим обеспечивается весьма быстрая 20 индикация опрокидывания инвертора, Если произошло опрокидывание инвертора, а после коммутации вентилей остались открытыми, например, тиристоры 3-5, то откроются транзисторы 25 элементов 13- !4 совпадения ° Транзистор 15 блока пропорциональной выдержки коммутации будет открыт, так как ждущий мультивибратор вернется в устойчивое состояние. С резистора 21 30 поступит сигнал на тиристор 23 быстродействующего ключа, и защитное устройство сработает.

Как видно из описания, устройство для защиты иннертора обеспечивает практически мгновенное обнаружение опрокидывания инвертора при его работе в режиме непрерывного тока, т.е. в режиме, когда опрокидывание при пуске-наиболее вероятно.

В случае короткого замыкания в нагрузке или при разрыве цепи нагрузки сигнал в виде переменного напряжения снимается со вторичной обмотки трансформатора 38 тока и проходит че- 4 рез диоды 39 и 40. Отрицательная составляющая сигнала, проходящая через диод 40, преобразуется в положительную транзистором 41 ° Резисторы 42,43 служат для задания режима транзистора 41. Таким образом, на первые вход" ные выводы элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ

44 и 45 приходят при нормальном режи-, ме работы иннертора сигналы "1" или

"О". Причем, когда сигнал 1 прихо дит на элемент 44, т.е. Х „ = 1, то на элемент 45 приходит сигнал Х, =

= О = Х . Сигнал Y „ формируется

RS-триггером 48. Входными сигналами этого триггера являются импульсы запуска тиристорон. Тогда, если вход

S триггера подключить к каналу одно1 го из тиристоров, при открывании которых ток, протекающий через трансформатор 38 тока, имеет положительное направление (т ° е. Х,=l), то после прохождения импульса запуска этих тиристорон на прямом ныходе Ы- триггера 48 будет сигнал Y „ = I а на инверсном — Y = Y = 0 ° Вход RSтриггера 48 подключается к каналу запуска одного из той пары тиристоров, при открывании которых ток в трансформаторе 38 тока будет .отрицательным. Значит, после прохождения импульса запуска на вторую пару тиристорон, т.е, "1" на вход R RS-триг-. гер установится в положении Y < = Y.

1; 7 = О.

Таким образом, если госле прохож> дения импульсов запуска, например, на тиристоры 5,4 RS-триггер 48 установится н положение Y = 1, а трансформатор (датчик) 38 выдаст положительное напряжение, т.е. Х „ 1, то на выходе элемента 44 будет выдан сигнал Z = О. Соответственно, на входах элемента 45 будут сигналы

X = Х „= О, Y - =Y „- =О, а на выха" де Z = 1. Оба эти сигнала Z, и Z< подаются на вход элемента И-НЕ 46 и на его выходе будет сигнал Q О, соответствующий нормальной работе, т.е. блокировке защиты. Точно та же ситуация возникает при срабатывании второй пары тиристорон 2,3. Важным является то, что элемент И-НЕ 46 выдает "0" на выходе только при нормальной работе обеих пар тиристоров.

При сбое работы хотя бы одной пары тиристорон, например, Z, = О, Z 1 сигнал Q = 1.

В аварийной ситуации, например когда диагональ разорвана, трансфор" матор 38 тока выдает нсе время сигнал, равный нулю, на вход элемента .

44 и на вход элемента 45. Таким образом, один из этих элементов, а именно тот, у которого на втором входе н данный момент сигнал "1" ныдает. мгновенна сигнал "0", на входе элемента И-НЕ 46 и на его выходе установится Q = 1. Этот сигнал усилится промежуточным усилителем 47 и включит защитный тнристор 23 быстродействующего выключателя 24. Точно к такому же результату приведет заСоставитель О.Мещерякова

Техред М,Дидык Корректор О. Кравцова

Редактор М. Келемеш

Заказ 374/56 Тираж 605 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 l 4589 корачивание нагрузки. В этом случае коммутирующий конденсатор будет закорочен. Следовательно, тиристоры, через которые протекал ток до эако5 рачивания нагрузки, будут проводить ток и после того, как поступят запускающие импульсы на другую пару тиристоров (так как конденсатор эакорочен и гасить первую пару тиристоров не- 10 кому), т.е. сигнал с трансформатора

38 тока не изменится и после прохождения импульсов запуска на вторую пару тиристоров. Иначе говоря, после изменения сигнала У, на выходе RS- 15 .триггера 48 сигнал Х „ не изменится.

В этом случае на выходе одного из элементов 44 и 45 появится "О", а на выходе элемента 46 — "1", что и приведет к срабатыванию защиты. 20

Формула изобретения

Устройство для защиты инвертора по авт.св. N- l244746, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повыше- 25 ния надежности инвертора путем защиты тиристоров инвертора от короткого замыкания и обрыва в цепи нагрузки, введен индикатор диагонали инвертора, содержащий трансформатор тока, пер- ЭО

25 6 вичная обмотка которого включена в диагональ инвертора, один вывод вторичной обмотки подключен к общему проводу индикатора диагонали, а второй вывод подключен к аноду и катоду двух диодов, причем катод диода, анод которого присоединен к вторич" ной обмотке трансформатора, подклю" чен к входу первого двухвходового элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ, а анод второго диода подключен к базе и-р-итранзистора, эмиттер которого подклю" чен к общему проводу индикатора диагонали, а база и коллектор через резисторы присоединены к положительной клемме источника питания, коллектор транзистора присоединен к входу второго двухвходового элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ, причем к вторым входам первого и второго элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ подключены соответственно прямой и инверсный выходы RS-триггера, к входам которого подключены парафазные выходы блока управления инвертора, а выходы элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ через элемент 2И-НЕ и про" межуточный усилитель подключены к управляющему входу. быстродействующего выключателя.