Устройство для защиты инвертора

(54) (57) ВКРТОРА, пульсов, назначен управлени подключен элемента тора импу входу вто ДЛЯ ЗАЩИТ генератор д которог ения к бл м и, кром входу пер ый выход г ючен к пе УСТРОЙСТВО содержащее прямой вых для подклю им- предтого, ого неравому ды я инверторк первому И, инверсн льсов подк рого элеме х ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 55754/24-07,ЯО 1 О 51642 А первого и второго элементов И черезэлемент ИЛИ связаны с исполнительнымэлементом защиты, и последовательносоединенные датчик выходного напряжения и первый усилитель-ограничитель, выход которого подключен квторому .входу первого элемента И,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения быстродействия, введены второй усилитель-ограничитель,выделяющий импульсы полярности, противоположной выделяемой первым усилителем-ограничителем, и селекторимпульсов по длительности, при этомпоследний включен между выходом элемента ИЛИ и входом исполнительногоэлемента защиты, а второй усилительограничитель включен между выходомдатчика выходного напряжения и вторым входом второго элемента И.Изобретение относится к электротехнике и может быть использованодля защиты инверторов от перегрузки.Известно устройство для защитыинвертора, содержащее генератор импульсов, исполнительный элемент защиты, триггер, датчик выходного напряжения, усилитель-ограничитель,элемент Й, датчик тока и элемент задержки 1 .Наиболее близким к предлагаемому 10является устройство для защиты инвертора, содержащее связанный с бло.ком управления инвертором генераторимпульсов, прямой и инверсный выходы которого подключены соответственно к первым входам двух элементов И,выходы которых через элемент ИЛИсвязаны с исполнительным элементомзащиты, и последовательно соединен",ные датчик выходного напряжения ипервый усилитель-ограничитель, выходкоторого подключен к второму входупервого элемента И Г 2 2.Недостатком известных устройствявляется малое быстродействие, обусловленное задержкой опорных импуль,сов относительно фронтов сигналагенератора импульсов, а следовательно, и выходного напряжения инвертора.Цель изобретения - повышение быст-ЗОродействия устройства защиты инвер"тора.Поставленная цель достигается,тем,что в устройство для защиты инвертора, содержащее генератор импульсов,"прямой выход которого предназначендля подключения к блоку управленияинвертором и, кроме того, подключенк первому входу первого элемента И,инверсный выход генератора импульсовподключен к первому входу второго 40элемента И, выходы первого и второго элементов И через элемент ИЛИсвязаны с исполнительным элементомзащиты, и последовательно соединенные датчик выходного напряжения и 45первый усилитель-ограничитель, выходкоторого подключен к второму входупервого элемента И, введены второйусилитель"ограничитель, выделяющийимпульсы полярностир пРОтиВОположной 5 Овыделяемой первым усилителем-ограничителем, и селектор импульсов по длительности, при этом последний включен между выходом элемента ИЛИ ивходом исполнительного элемента защиты, а второй усилитель-ограничи"тель включен между выходом датчикавыходного напряжения и вторым входом второго элемента И,НаФИГ, 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 и 3 временные диаграммы сигналов в узловых точках устройства,Устройство для защиты инвертора1 содержит генератор 2 импульсов, 65 подключенный к блоку 3 управления инвертором 1 и входом элементов И 4 и 5, выходы которых через элемент ИЛИ 6 подключены к входу селектора 7 импульсов по длительности, выходом соединенного с исполнительным элементом 8 защиты. датчик 9 выходного напряжения инвертора 1 подключен к входам усилителей-ограничителей 10 и 11, выходы которых соединены с входами элементов И 4 и 5. Усилители-ограничители 10 и 11 выделяют и фазоинвертируют полуволны выходного напряжения инвертора противоположной полярности.Устройство работает следующим образом.Генератор 2 импульсов вырабатывает непрерывную последовательность противофаэных импульсов типа меандр (Фиг, 2 и 3, а и б) рабочей частоты инвертора 1. С датчика 9 выходного напряжения инвертора снимается контрольный сигнал (фиг. 2 и 3, в), положительный полупериод которого нормируется по амплитуде и форме и инвертируется усилителем-ограничителем 10 (Фиг. 2 и 3, г), а отрицательный - усилителем-ограничителем 11 (фиг, 2 и 3, д)При нормальной работе инвертора.1 импульсы, вырабатываемые генератором 2, не совпадают во времени с выходными нормированными сигналами усилителей-ограничителей 10 и 11. На выходах элементов И 4 и 5 (фиг. 2 и 3, е и ж), а следовательно, элемента ИЛИ 6 (Фиг. 2 и 3, э) присутствуют потенциалы логического нуля.В случае совпадения указанных сигналов в моменты Формирования фронтов и срезов, что наиболее вероятно при возможной расфазировке импульсов генератора 2 и выходного напряжения инвертора(Фиг. 3), короткие импульсы дотенциала логической единицы не пропускаются селектором 7 импульсов по длительности. На его выходе присутствует нулевой потенциал (Фиг. 2 и 3, и). Исполнительный элемент 8 защиты находится в исходном состоянии и не влияет на работу блока 3 управления и инвертора 1.Если по какой-либо причине, например из-за несостоявшейся коммутации тиристоров, наступает аварийный режим работы высокочастотного последовательного инвертора, нагрузка которого вынесена в диагональ постоянного тока, а коммутирующий контур включен в диагональ переменного тока в нагрузке инвертора, а следовательно, и на выходе датчика 9 выходного напряжения формируется импульс, по длительности превышающий длительность полупериода рабочей частоты (фиг.2 В). С задержкой относительно момента наступления аварийного режима на время, не превышающее длительности полупериода рабочей частоты инвертора; что на практике достаточно для защиты высокочастотного инвертора, в момент времени 1 на выходе эле" мента И 5 формируется потенциал ло гической единицы (фиг. 2 ж), На вы-, ходе элемента ИЛИ б и селектора 7 импульсов по длительности появляется сигнал, свидетельствующий о наличии аварии (фиг. 2, и), При этом блоки руются импульсы управления инвертором, вырабатываемые блоком 3 управления и срабатывает элемент 8 защиты. Если в результате аварийного ре" жима во время отрицательного полупериода выходного напряжения произойдет его расширение в отрицательной области, то единичный сигнал вырабатывается на выходе элемента И 4 и с выхода элемента ИЛИ б и селектора 7 импульсов по длительности снимается сигнал защиты.При наступлении аварийного режима работы, выполненного го любой . схеме инвертора, вызванного, например, коротким замыканием в цепи его нагрузки, на выходе датчика 9 выходного напряжения сигнал отсутствует (Фиг. 2 в) . Если короткое замыкание произошло в течение положительной (отрицательной) полуволны выходного 30 напряжения инвертора, то одновременно в момент времени 1( 1 ) на выходе элемента И 4 (фиг. 2, е) (И 5 фиг. 2,ж), а следовательно, элемента ИЛИ б (Фиг. 2,з) и селектора 7 35импульсов по длительности (Фиг.2,и)появляется нулевой сигнал, свидетелЪствующий о наличии аварии.Если по какой-либо причине настунает аварийный режим, вызванньй, например, изменением параметров контура инвертора и приводящий к повышению частоты генерации, с выхода датчика 9 выходного напряжения снимается сигнал повышенной частоты (фиг. З,в) . Через время, не превышающее длительности полупериода этой частоты, в момент времени 1, на выходе элемента И 4 (фиг. З,е) в случае, если неисправность произошла при формировании положительной полу- волны выходного напряжения, илн в момент 1 на выходе элемента И 5 (Фиг. З,ж), если неисправность произошла при Формировании отрицательной полуволны напряжения, появляется потенциал логической единицы, Единичный потенциал формируется на выходе элемента ИЛИ б (Фиг. З,з), и с селектора 7 импульсов по длительнос ти снимается сигнал защиты.Селектор 7 импульсов по длительности не пропускает на выход короткие импульсы, появляющиеся при несовпадении Фронтов или Срезов импульсов генератора 2 и усилителей-ограничителей 10 и 11 из-за возможной расфасировки входного и выходного сигналов инвертора в процессе Формирования (Фиг. 3). При этом задержка Формирования сигнала защиты мала и практически не сказывается на быст- . родействии устройства. Таким образом, путем введения в предлагаемое устройство для защиты инвертора дополнительного усилителя-ограничителя и селектора импульсов по длительности, соединенных соответствующим образом с остальными элементами устройства, выделения усилителями-ограничителями полуволн выходного напряжения инвертора противоположной полярности по сравнению с прототипом обеспечивается повышение быстродействия защиты инвертора независимо от схемы его исполнения и причины аварии.1051642 аказ 8681/5 Тираж 617 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Рауш5 илиал ППП Патент Проектная Ужго Редактор Ю. Середа Составитель В.Техред И,Падь оковКоррект Подписаноомитета СССРоткрытийкая наб д. 4/