Инвертор с защитой

(21) 3847642 (22) 14.01.8 (46) 23,09.8 (71) Смоленс ордена Ленин Революции эн 4 В 35ал Московскогона Октябрьской ий гетического института стр (72 И.А ченРко4 (088СССР1980,ССР1981. 16. 92 ельст 7/122 ьство 7/122 ром ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпО делАм изОБРетений и ОтнРытии АВТОРСКОМУ Сви лавльскии завод алмазного инентаА,О.Ширяев, Б,П.Рязанов,убцов, Ю,П.Власов и В,В.федор(57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано при разработке преобразователей напряжения постоянного тока в напряжение переменного тока. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства защиты без ухудшения качественных показателей инвертора при одновременном упрощении схемы, При превышении током нагрузки допустимого значения вторичная обмотка трансформатора тока 9 оказывается закороченной диодом 24 и транзисто- д28 (или диодом 25 и транзисто1259445 ром 27). 11 орог срабатывания узла мгновенной защиты 4 по напряжению на вторичной обмотке датчика тока 11 определяется числом шунтирующих ее -О переходов диода и транзистора, , Если включается транзистор 27 и в момент достижения максимума тока изменяется полярность напряжения на трансформаторе 10, то включается блокирующий ключ 29, который удерживает транзистор 27 замкнутым и после умень 1Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке преобразователей напряжения постоянного токав напряжение переменного тока.Цель, изобретения - повышение быс:тродействия устройства защиты безухудшения качественных показателейинвертора при одновременном упроще-.нии схемы,На фиг.1 изображена принципиальная схема предлагаемого устройства;на Фиг.2 - временная диаграмма егоработы,Устройство содержит инвертор 1,исполнительный орган 2 защиты с индикацией, узел 3 запуска инвертора,узел 4 мгновенной защиты, узел 5инерционной защиты и источник 6 постоянного тока.Инвертор содержит силовые ключи 7 и 8, управляющий трансформатор 9 тока с двумя основными и двумя дополнительными выходами, силовой трансформатор 10 с одним основным и одним дополнительным выходами,датчик тока на трансформаторе 11 содним выходом, нагрузку 12, резистор 13 положительной обратной связи, емкостной делитель на конденсаторах 14 и 15, Дополнительные выходы трансформаторов 9 и 10 подключенык узлу 4 мгновенной защиты. К немуже подключен и выход датчика токана трансформаторе 11.Исполнительный орган защиты с индикацией перегрузок состоит из индикатора 16, блокирующего ключа 17,шения тока ниже допустимого значения,При изменении направления тока в диагонали инвертора 1 меняется полярность напряжения на обмотках трансФорматора 9 и замыкается выключательзашиты 31, создавая условия дляразрыва искусственно созданнойкоротко, замкнутой цепи первогодополнительного выхода трансформатора 9 диодом 25 и трансформатором 27. 2 ил. 2кнопки 18 повторного запуска инвертора, исполнительного тиристора 19 иуправляющего трансформатора 20 тока.Узел запуска инвертора содержитблокирующий ключ 21, накопительныйконденсатор 22 и динистор 23,В состав узла мгновенной защитывходят шунтирующие диоды 24 и 25, исполнительный тиристор 26, исполниО тельные ключи 27 и 28, блокирующиеключи 29 и 30, а также выключатели 31и 32 защиты.Узел инерционной защиты содержитФормирователь 33 импульсов, накопи 5 тельный конденсатор 34 и пороговыйблок 35,В исходном состоянии инвертор 1не работает, Ключи 7 и 8 заперты,Управляющие и информационные сигналы20 в устройстве защиты не Формируются.ф Идут только процессы заряда конденсаторов 14 и 15 емкостного делителяинвертора и конденсатора 22 узла запуска инвертора от источника 6, Ток2 заряда конденсатора 22 протекает поключу 17. Поэтому индикатор 16 несветится. Исполнительные тиристоры 19и 26 заперты . Как только напряжениена конденсаторе 22 достигает напряЗ 0 жения пробоя динистора 23, импульстока поступает в базу ключа 8, Открывшись, ключ 8 подсоединяет трансформаторы 9- 1 к конденсатору 15.Включаются в работу внутренние положйтельные обратные связи по току(через основные выходы трансформатора 9) и по напряжению (через резистор 13 и первый дополнительный вы1259445 ход трансформатора 9). Начинается процесс преобразования постоянного тока источника б в переменный ток на основном выходе трансформатора 10, связанном с нагрузкой 12. 5Временная диаграмма работы устройства приведена на фиг.2. Пороги срабатывания мгновенной и инерционной защит одинаковь и по приведенному к их входам значению тока обоз- О начены символом о. В нормальном режиме (О -) ток инвертора меньше до, Инвертор работает в автогенераторном режиме с управлением ключей 7 и 8 от трансформатора 9. В момент 5 времени 1 происходит естественное насьпцение сердечника трансформатора 9 и, как следствие, закорачивание базовых цепей транзисторов 7 и 8, Начинается процесс рассасывания 20 зарядов в базе выключающегося транзистора, например транзистора 7. Этот процесс идет на интервале времени (г., й ), сопровождаясь дальнейшим ростом тока. В момент време нитранзистор 7 запирается, формируя перепад напряжения на выходе трансформатора 10. Ток в диагонали инвертора переключается на транзистор 8, которому на интервале времени (., ) приходится работать в ин- . версном режиме, Уменьшаясь под действием встречно включенного напряжения на конденсаторе 15, этот ток протекает по базовой обмотке транс 35 форматора 9, переходу база-коллектор ключа 8 и первичным обмоткам трансформаторов 9-11. В транзисторе 8 накапливается заряд, готовя его к нормальному режиму работы. В момент времени Г 1 ток в диагонали инвертора меняет направление, сердечник трансформатора 9 .начинает перемагничиваться в обратном направлении и на всех его обмотках появляются напря 45 жения обратных полярностей. Одновременно с началом работы узла мгновенной защиты включается и узел инерционной защиты. На интервал времени й нормально открытый транзистор 33 запирается, формируя импульсы, заряжающие накопительный конденсатор 34, В момент времени С 6 При С ъ С ток нагрузки превьппает допустимое значение 1 и в работу вступает устройство защиты. На интервале времени с, вторичная обмот-;50 ка трансформатора 9 тока оказывается зйкороченной элементами 24 и 28(или элементами 25 и 27), Порог срабатывания мгновенной защиты но напряжению на вторичной обмотке транс форматора 11 определяется числом шунтирующих ее- и переходов диода и транзистора, Сердечник трансформатора 9 при этом закорачивании ненасыщен и, значит, вплоть до момента из;менения направления тока в диагоналиинвертора нужно обеспечить закорачивание вторичной обмотки трансформатора 9 электронными средствами. Пустьпри превышении током значения 1 включается транзистор 27, В момент достижения максимума тока меняется полярность напряжения на трансформаторе 10,Это приводит к включению блокирующегоключа 29, удерживающего ключ 27 замкнутым и после уменьшения тока нижеуровня. В момент времениток вдиагонали инвертора меняет направление. Меняется полярность напряженияи на обмотках трансформатора 9. Замыкается выключатель 31 защиты, создавая условия для разрыва искусственно созданной короткозамкнутой цепипервого дополнительного выхода трансформатора 9 элементами 25 и 27,Смена полярности напряжения навторичной обмотке трансформатора 9гарантирует снятие этой.закоротки попричине запирания диода 25 и нужды ввыключателях 3 1 и 32 защиты нет. Нозадержки на запирание у реальных элементов схемы удерживают искусственносозданную закоротку и после сменынаправления тока в диагонали инвертораЗадержка эта создает условия длясрыва генерации инвертора. С цельюустранения возможности для срыва генерации инвертора вводятся не тольковыключатели 31 и 32, но и элементы,обеспечивающие ненасьщенный режимработы транзисторов 29 и 30. Дополнительные меры направлены на повышение быстродействия узла мгновеннойзащиты в момент снятия искусственносозданной закоротки,Узлу мгновенной защиты инверторадополнительный источник питания ненужен, так как энергию для своей работы он берет непосредственно издиагонали полумостовой схемы инвертора. По этой причине узел мгновеннойзащиты предохраняет ключи 7 и 8 отвыхода из строя сразу же с моментавключения инвертора.1259445 ходной трансформатор, датчик тока,узел запуска инвертора, исполнительный орган защиты, узел мгновеннойзащиты и узел инерционной защиты,входом подключенный к выходу датчика тока, а выходом - к входу исполнительного органа защиты, о т л и -ч а ю щ и Й с я тем, что, с цельюповышения быстродействия при одно 10 временном его упрощении, управляющий трансформатор тока снабжен двумя дополнительными выходами, а выходной трансформатор - одним дополнительным выходом; причем первый до 15 полнительный выход управляющего трансформатора тока закорочен последовательно и встречно включенными двумяодинаковыми частями узла мгновеннойзащиты, каждая из которых имеет па 20 раллельно соединенные шунтирующий диод, исполнительный ключ, блокирующийключ и выключатель защиты, при этом,управляющий вход исполнительного ключа соединен с выходом датчика тока,25 включенного последовательно с первичной обмоткой выходного трансформатора, управляющий вход блокирующего ключа соединен с дополнительнымвыходом выходного трансформатора иЗО выключателем защиты, управляющий входкоторого присоединен к второму дополнительному выходу управляющего трансформатора тока,3 Составитель О,МещеряковаТехред И.Ходанич Редактор А,Шишки каз 55 631ого комитета СССний и открытийаушская наб., д. Подписн Тираж осударствен елам изобрет ква, Ж,НИИПИ оМ 113 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г ктная, 4 од, ул. напряжение на конденсаторе достигаетуровня Б срабатывания пороговогоустройства 35 и с его второй базы науправляющий вход исполнительного тиристора 26 поступает отпирающий импульс, Отпирание тиристора 26 приводит к срыву генерации инвертора засчет создания долговременной короткозамкнутой цепи из элементов 24-26 напервом дополнительном выходе трансформатора 9, а также к включениючерез трансформатор 20 исполнительного тиристора 19. При этом ключзапирается и начинает светиться индикатор 16 перегрузки. Тиристор 19открывшись, запрещает функционирование узла 3 запуска инвертора за счетустранения, источника для заряда накопительного конденсатора 22. Повторное включение инвертора в работу осуществляется нажатием кнопки 18. Во время ее замкнутого состояния ситуация меняется лишь по отношению к тиристору 19. Он запирается. При отпускании кнопки 18 начинается работа узла 3 запуска инвертора,Формула изобретения Инвертор с защитой, содержащий управляющий трансформатор тока и вы Корректор И,Иаксимишинец