Устройство для защиты инвертора

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А за) Н Ог Н 7/122 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТОРСКОМУ ески Е. ов 93 Защита телей. справаи др.1971 ник. Под ре Пер, с англи с. 134, рис абунцова "Энергия ского 5-10. ред та одк н лель дрос дрос с юч асш ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ИНВЕРсодержащее тиристорный ключ, назначенный для подключения анок положительному полюсу источника ния, а управляющим электродом люченный к выходу блока управлепрерывающий конденсатор, включен- через прерывающий тиристор парално тиристорному ключу, первый сель, магнитосвязанный с вторым селем и соединенный одним выводом тодом тиристорного ключа, а втовыводом предназначенный для подения к входу инвертора, о. т л ию щ е е с я тем, что, с целью ирения функциональных возможнос".,80113 И 63 тей устройства путем обеспечения возможности использования для прерыванияаварийного тока с одновременным улучшением энергетических показателейпосредством исключения дополнительного источника питания и устраненияусловий работы прерывающего конденсатора под напряжением в неаварийныхрежимах, в него введены блок снятияуправляющих импульсов, дополнительныйтиристор, дроссель насыщения, стабилитрон, три диода и два резистора,причем выход блока снятия управляющихимпульсов подключен к входу блокауправления тиристорного ключа, а входпредназначен для подключения к цепям .финвертора, дополнительный тиристоранодом через второй дроссель предназначен для подключения к положительному полюсу источника питания, а катодом соединен с анодом прерывающеготиристора, цепь из последовательносоединенных первого диода, стабилитрона и дросселя насыщения включенамежду управляющим электродом и анодомпрерывающего тиристора, цепь из после-.довательно соединенных второго диодаи первого резистора включена междууправляющим электродом и анодом дополнительнЬго тиристора, а цепь из последовательно соединенных третьегодиода и второго резистора включенапараллельно первому дросселю,.Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в преобразователях переменного напряжения в постоянное, а также в преобразователях частоты с промежуточным звеном постоянного тока.Известен емкостный прерыватель,работа которого основана на прерывании аварийного тока посредством предварительно заряженной емкости. Устройство содержит тиристорный ключ,через который протекает ток нагрузки, прерывающий конденсатор, подключенный обкладками через прерывающийтиристор к тиристорному ключу, а также внешний источник, обеспечивающийпредварительный заряд конденсатора.Индуктивность дросселя в цепи преобразователя с емкостным прерывателемобеспечивает перезаряд конденсатораи запирание прерывающего тиристорапосле перевода аварийного тока изцепи с тиристорным ключем в цепьпрерывателя 1 1,Недостатками такого прерывателя д 5являются наличие дополнительногоисточника переменного тока для заряда прерывающего конденсатора; вовсех неаварийных режимах работы преобразователя прерывающий конденсаторнаходится под напряжением,Наиболее близким предлагаемомупо технической сущности являетсявыключатель постоянного тока, содержащий последовательный тиристорныйключ, предназначенный для подключе. -35ния анодом к положительному полюсуисточника питания, а управляющимэлектродом подключенный к выходублока управления, прерывающий конденсатор, подключенный через прерывающий тиристор к анод-катоду тиристорного ключа, дроссель,магнитно связанный со входным дросселем преобразователя 2345Однако использование данной схемы для прерывания аварийного токанецелесообразно, поскольку в схеме прерывающий конденсатор заряжается при любом неаварийном броске токанагрузки и подготовка прерывающего конденсатора к последующему прерыванию возможна только после включения последовательного тиристорного ключа, когда конденсатор перезаряжается до 55 напряжения нужной полярности. Эти особенности работы схемы снижают эффективность использования конденсатора и 5161. увеличивают длительность процесса пре-рывания аварийного тока.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможностииспользования для прерывания аварийного тока с одновременным улучшениемэнергетических показателей посредствомисключения дополнительного источникапитания и устранения условий работыпрерывающего конденасатора под напряжением в неаварийных режимах,Указанная цель достигается тем,что в устройство для защиты инвертора, содержащее тиристорный ключ,предназначенный для подключения анодом к положительному.полюсуисточника питания, а управляющим электродомподключенный к выходу блока управления, прерывающий конденсатор, включенный через прерывающий тиристорпараллельно тиристорному ключу, первый дроссель, магнитно связанный свторым дросселем и соединенный однимвыводом с катодом тиристорного ключа, а вторым выводом предназначенныйдля подключения к входу инвертора,введены блок снятия управляющих импульсов, дополнительный тиристор,дроссель насыщения, стабилитрон, тридиода и два резистора, причем выходблока снятия управляющих импульсовподключен к входу блока управлениятиристорного ключа, а вход предназначен для подключения к цепям инвертора, дополнительный тиристор анодомчерез второй дроссель предназначендля подключения к положительномуполюсу источника питания, а катодомсоединен с анодом прерывающего тиристора, цепь из последовательно соединенных первого диода, стабилитронаи дросселя насыщения включена междууправляющим электродом и анодом прерывающего тиристора, цепь из последовательно соединенных второго диодаи первого резистора включена междууправляющим электродом и анодом дополнительного тиристора, а цепь из последовательно соединенных третьего диода и второго резисторавключена параллельно первому дроссепю,На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема тиристорного прерывателя аварийного тока; на фиг. 2 - диаграммы токов и напряжений на элементах схемы.40 45 50 55 3 1115Устройство содержит тиристорныйключ 1, анод которого соединен с положительным полюсом источника, прерывающий конденсатор 2, параллельно подключенный через прерывающий тиристор3 к тиристорному ключу 1. Первый дроссель 4 одним выводом связан с катодомтиристорного ключа 1, а другим - совходом инвертора 5. Второй дроссель 6параллельно подключен к прерывающемуконденеатору 2 через дополнительныйтиристор 7, причем первый и второйдроссели магнитно связаны. Последовательная цепь из диода 8, стабилитрона 9 и дросселя 10 насыщения, включенная между управляющим электродоми анодом прерывающего тиристора 3,образует управляющую цепь, Последовательная цепь из диода 11 и резистора 12, включенная между управляющимэлектродом и анодом дополнительноготиристора 7, образует управляющуюцепь дополнительного тиристора 7.Отпирающие сигналы на тиристорныйключ поступают из блока 13 управления, выходные импульсы которого могут быть сняты по сигналу, поступающему из блока 14 снятия импульсовпри коротком замыкании в цепи инвертора 5. Первый дроссель 4 зашунтирован последовательной цепью из диода15 и резистора 16.На фиг. 2 кривая 17 показываетток через прерывающий тиристор 1;кривая 18 - ток через прерывающийконденсатор 2; кривая 19 - напряже 35ние на конденсаторе 2; кривая 20 -ток в дросселе 4,Устройство работает следующим образом.При возникновении аварии в цепи инвертора 5 управляющие импульсы с тиристорного ключа 1 по сигналу с блока 14 снимаются, а напряжение на дросселе 4 скачком меняется, На магнитосвязанном втором дросселе 6 индуктируется напряжение, и в цепи управления: диод 11 - резистор 12 - управляющий электрод - катод тиристораначинает протекать ток, который отпирает дополнительный тиристор 7. Начинается колебательный процесс заряда конденсатора 2 до напряжения, зависящего от соотношения витков обмоток дросселей 6 и 4 (фиг. 2, этап й -й, кривая 19), По достижении напряжением на конденсаторе 2 максимума ток в дросселе 6 161 4 спадает до нуля и тиристор 7 запирается. Одновременно к управляющей цепи:диод 8 - стабилитрон 9 - дроссель 10насыщения - управляющий электрод -катод тиристора 3 прикладывается напряжение заряженного конденсатора 2.Пробойное напряжение стабилитрона 9соответствует максимальному напряжению на конденсаторе 2. Прерывающийтиристор 3 отпирается после пробоястабилитрона 9. Дроссель 10 насыщенияобеспечивает временную задержку момента отпирания тиристоров 3, необходимую для восстановления запирающихсвойств дополнительного тиристора 7,С отпиранием прерывающего тиристора3 напряжение заряженного конденсатора 2 прикладывается к тиристорномуключу 1 в обратном направлении и запирает его. После запирания тиристорного ключа 1 на дросселе 4 скачком меняется напряжение, равное сумме напряжений источника питания и конденсатора 2, В магнитосвязанном дросселе 6 индуктируется аналогичный скачок напряжения, направленный навстречу напряжению конденсатора 2 и превышающий его по величинеВ результате к дополнительному тиристору 7 прикладывается в прямом направлении напряжение, равное разности напряжений дросселя 6 и конденсатора 2. Через управляющую цепь: диод 11 - резистор 12 - управляющий электрод-катод потечет ток, отпирающий тиристор 7. Начинается второй этапс 1-2, Момент времени 1 хар теризуется началом перезаряда прерывающего конденсатора 2, который заканчивается после спадения тока в дросселе 4 до нуля и запиранием прерывающего тиристора 3, Время пере- заряда охватывает этапы - и й 2-й 5 (фиг. 2).Одновременно с запиранием прерывающего тиристора 3 запирается дополнительный тиристор 7, поскольку ток в магнитосвязанном дросселе 6 также спадает до нуля. После завершения этапов й - и С -С на прерывающемЙ 3конденсаторе 2. устанавливается напря, жение противоположной полярности (фиг. 2, этап й -й , полярность указана в скобках, крйвая 19), благодаря которому по контуру: дроссель 6 - диод 11 - резистор 12 - управляющий электрод - катод тиристора 7 - кон1115161 Заказ 6786/41.Подписное ВНИИПИТираж 613 денсатор 2 потечет ток, который отпиРает тиристор 7.Начинается заключительный этап С-й, (фиг,2), в котором энергия конденсатора 2 гасится на резисторе 16 через магнитоснязанные дроссели 4 и 6 3 фи условии, если соотношение индуктивностей дросселей 4 и 6, емкости Мндейсатора 2 и сопротивления резистора 1 б исключает квлебательиый пере- заряд конденсатора 2, В противном случае .конденсатор 2 перезаряжается с частичной потерей энергии на резисторе 16. После перезаряда полярность напряжения на конденсаторе 2 соответствует условию готовности его к повторному прерыванию аварийного тока.Таким образом, из схемы предлагаемого устройства исключается дополнительный источник переменного тока, само устройство управляется без применения специальных логических систем, прерывающий конденсатор заряжается в процессе аварийного режима, в остальных режимах работы преобразователя конденсатор заряжен, чем обеспечивается возможность применения устройства в системах бесперебойного питания и рациональный режим работы прерывающего конденсатора. Филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул. Проектная, 4