Устройство для защиты полупроводниковьхвентилей

Союз СоветскихоцидлистическихРеспублик итет оо дев изобретений и открытий ори Совете Министров АЗССРЛвторизобре А. Ф. Третьяков авод Уралэлектротяжмаш им. В, И. Ленинааявите О ДЛЯ ЗАЩИТЬ ОЛУПРОВОДН ВЕНТИЛЕЙо устроиство для защиты полупрох вентилей, содержащее датчикик для регулирования уставок, логичесполнительиый блоки.Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что логический блок выполнен ввиде 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 принципиальнаясхема предложенного устройства для защитыполупроводниковых вентилей.Датчиком анодного тока служит трансформатор тока, нагруженный на высокоомные сопротивления Я, и йв через диоды Д Д Дг,первичной обмоткой которого является анодная ошиновка защищаемых вентилей. Трансформаторы тока с воздушным зазором могутиметь магнитопровод тороидального или любого другого типа. Мощность, отбираемая отвторичных обмоток трансформаторов тока,ничтожно мала, так как ее потребителем являются два амплитудных дискриминатора,собранные на триодах ПТ, - ПТ 4. Поэтомусечение магнитопровода и габариты могутбыть также малы и определяются в основномэксплуатационными требованиями. Напряже. ние сопротивления Й, имеет форму импульсных пульсаций отрицательной полярности, так как положительное напряжение не пропускает ся диодами Д, - Д Через конденсаторы С, 5 и Се эти пульсации поступают на вход нижнего и верхнего амплитудных дискриминаторов.Амплитудные дискриминаторы выполненыпо схеме ждущих мультивибраторов. В исходном состоянии триоды ПТ ПТд и ПТ; запер ты положительным напряжением смещения,триоды ПТ., ПТ, и ПТв открыты, тиристор Т находится в непроводящем состоянии, силовой конденсатор С заряжен от высоковольтного выпрямителя через сопротивление Яв до пол ного напряжения выпрямителя. Так как фронтэ.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 де лителя на сопротивлениях Я 4 и Я;, при значительном набросе анодного тока (выше тока установки), а, следовательно, достаточно для срабатывания верхнего амплитудного дискриминатора, нижний дискриминатор сработает 25 по времени раньше. При этом с коллектора навход воеменного дискриминатора, образован.ного триодами ПТ, и ПТв, т. е. на базу триода ПТв, поступит узкий отрицательный импульс, отпирающий триод ПТв, Длительность этого ЗО импульса выбрана гораздо меньшей, чем вре 221122мя между сраоатываынем нижнего и Верхнего дискриминаторов при крутизне анодного тока ниже уставки, т. е. временной интервал между выходными импульсами нижнего и верхнего дискриминатора Т) 1 больше длительности импульса с амплитудного дискриминатора. Поэтому когда на триод ПТ, 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 ПТ 8. Следовательно, для того чтобы на объединенных коллекторах триодов ПТ-, и ПТ 8 возник отрицательный импульс, триоды ПТ, и ПТ 8 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 Т. Конденсатор - источник силового импульса тока заряжается от высоковольтного выпрямителя и непрерывно подзаряжается через высокоомные сопротивления М;. 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" а/сек., вследствие чего уже за время 0,5 - 1 млсек ток в отключающей катушке выключателя может достигнуть ООО - 1500 а, что обеспечивает необходимые ампервитки для быстрого срабатывания выключателя, Для обеспечения выключателю .необходимого АПВ сопротивление Йь 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 напря 5 10 15 20 25 30 35 40 45 жения, выполненного на сопротивлениях. Сопротивление Я 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 ПТ, и ПТ 6, благодаря чему входной импульс исполнительного устройства калибруется по длительности, амплитуде и фронту нарастания, что исключает зависимость работы исполнительного устройства от разброса входных характеристик отдельных образцов тиристоров и от изменения их в зависимости от окружающей температуры.С помощью переменных сопротивления Я и Лз 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 выключателя. Построение решающих узлов на основе амплитудных дискриминаторов по схеме ждущих мультивибрато. ров с включением временного дискриминатора и применение на его входе устройства, формирующего импульс по схеме ждущего мультивибратора, максимально упрощает схему командного устройства, и повышается его точчеткость. Предмет изобретенияУстройство 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 дискримина. тор,(оставитель Е, МасютииТекред Л. Я. Левина Корректор А. П. Васи,пьева Редактор П. 3 цлайн Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 2847/7 Тираж 530 Подписное ЦПИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Мидеров СССР Москва, Центр, пр. Серова, д. 4