Инвертор с защитой
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 1304149
Авторы: Власов, Рязанов, Федорченко, Ширяев
Текст
(19) (11) А 5) 4 Г.Г 02 М 7 44, Г-Г 02 122 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЕТЕПЬСТВУ К АВТОРСКОМ,К1-( 1)22 Т 0 Г С 51 ия разра постоя тока и ретсни(;)4) 11 Г(Г 1.1)ТОГ) С 3 ЛЩИ (5 111 обпстецис относи ватсльц)й технике, касаетс )Ор 1 зова 1 с,1 сй напряжения В 1 Впряжсцис переменного усовер 1 цсцствовацием изоб РЕО )ютк НОГ 1 3 тока ется ВЛ 1 О вт. ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Авторское свидстельс25)1415), кл. 1 02 М 7/41, О 1 О 85 св. % 1259445. Целью изобретения является расширение области использования путем обеспечения возможности работы устроиства ца выпрямитсльцую нагрузку. Цель достигается за счет введения в инвертор селектора 5 импульсов между выходом датчика тока 12 и соединенными вместе входами узлов мгновенной 4 и инерционной 6 защит. Селектор 5 шунтирует выход датчика тока 12 двумя параллельными и встречно ВК.ЮЧЕННЫМИ ОДИНВКОВЫМИ ВстВЯМИ, В иЖ- д) 10 из кото)ых вход 51 т паГ)ал,1 сльно соединенные резистор 39 (40) и быстродействующий диод 41 (42), подключенные последоВательно к дисду 37 (38) с накоплением заряда. На выходе формирователя 34 появятся информапиоцныс импульсы о начале перегрузки инвертора 1 только при превы- щ щецин амплитудами импульсов с датчика тока 12 уровня, 5 ил,ШИзобретение относится к преобразовательной технике, в частности к разработке преобразователей напряжения постоянного тока в напряжение переменного тока.Цель изобретения - расширение области использования путем обеспечения возможности работы устройства на выпрями- тельную нагрузку.На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - 4 - временные диаграммы его работы; ца фиг. 5 - схема включения нагрузки.Устройство содержит собственно инвертор 1, узел 2 индикации перегрузок, узел 3 запуска инвертора, узел 4 мгновенной зашиты, селектор 5 импульсов, узел 6 инерционной зашиты и источник 7 постоянного тока.В состав собственно инвертора входят силовые ключи 8 и 9 на транзисторах, управляющий трансформатор 10 тока, силовой 11 трансформатор, датчик 22 тока, нагрузка 13, резистор 14 положительной обратной связи и емкостный делитель на конденсаторах 15 и 16.Узел индикации перегрузок состоит из индикатора 17, блокирующего ключа 18, кнопки 19 повторного запуска инверторз, исполнительного тиристора 20 и трансформатора 21 тока.Узел запуска инвертора содержит блокирующий ключ 22, накопительный конденсатор 23 и динистор 24.В состав узла мгновенной защиты входят шунтирующие диоды 25 и 26, исполнительный тиристор 27, исполнительные ключи (на транзисторах) 28 и 29, блокирующие ключи (на транзисторах) 30 и 31, а также выключатели 32 и 33 защиты.Узел инерционной защиты содержит транзистор 34, накопительный конденсатор 35 и пороговый блок 36,Селектор импульсов состоит из диодов 37 и 38 с накоплением заряда, токоограничивающих резисторов 39 и 40, а также быстродействующих диодов 41 и 42. Элементы вспомогательного назначения на фиг, 1 изображены без указания позиций. На схеме включения нагрузки (фиг. 5) показаны дроссель 43 и выпрямительные диоды 44 и 45.В исходном состоянии инвертор 1 не работает. Ключи 8 и 9 заперты. Управляющие и информационные сигналы в устройстве защиты не формируются. Идут только процессы заряда конденсаторов15 и 16 емкостного делителя инвертора и конденсатора 23 узла запуска инвертора от источника 7. Ток заряда конденсатора 23 протекает через ключ 18, Поэтому индикатор 17 не светится. Исполнительные тиристоры 20 и 27 заперты. Как только напряжение на конденсаторе 23 достигает напряжения пробоя динистора 24, импульс тока поступает в базу ключа 9, Открывшись, ключ 9 подсоединяет трансформаторы 10 - 12 к конденсатору 16. Включаются ц работу внутренние положительные обратгые связи по току (через трансформатор 10) и цо напряжению (через резистор 14) . Начинается процесс преобразования постояного тока источника 7 в переменный ток на выходе трансформатора 11.Временная диаграмма работы инверторзпри питании нагрузки 13 геремеггггым током приведена на фиг. 2. Г 1 ороги срабаты вания мгновенной и ицерццоццой защит одинаковы и по приведенному к их входам значению тока обозначены гч. В нормальном режиме (О.-.У(14) ток в диагонали инвертора меньше уровня ггц Инвертор работает в автогенераторном режиме с управлением ключами 8 и 9 от трансформатора 1 О. В момент времени 1 происходит естественное насыщение сердечника трап- форматора 10 и, как следствие, ззкорзчцвание базовых цепей тр гцзисторов 8 и 9.Начинается процесс рассзсывация зарядов в базе включающего трап астора, например транзистора 8. Этот процесс идет ца интервале времени (г 1, 12), согровожлзясь дальнейшим ростом тока. В момент времени Ь транзистор 8 запирается, формируя цсрецзл напряжения на выходе трансформатора 11, Ток в диагонали инверторз переключается на транзистор 9, которому ца интервале времени (Ь, Ь) цриходцгся работать в гпгверсном режиме. Уменьцзясь пол действием встречно вклк)чеггггого цацряжсция цз конденсаторе 16, этот ток ротекзет гго гбггзовой обмотке трансформзторз 1 О, бззз-коллекторному переходу ключа 9 и первичным обмоткам трансформаторов 10 в 12 В транзисторе 9 накапливается ззрял, готовя его к нормальному режггм рзботы. В момент времеги гз ток в лцзгоцзли инвертора меняетзг 1 рзв гсгис, ссрлсчник трансформатора 10 нзчгп.зет гсрс,гзг.ничиваться в обратном цгггрзвлсцаг ц цз всех его обмотках появляются ггзцряжгггця 40 обратных полярностей.При 1)14 приведецц., й ток нагрузки превышает допустимое зцз гецие ги в работу вступает устройство ззцггпьг. Нз интервале времени 1 и вторичная обмотка трансформатора 10, подключенная к узлу мгцовеццой защитЬг, оказывается ззг,орочеццой э.гсмецтз ми 28 и 26 (или 25 ц 29). Порог срабатывания мгновенной зацгиты по цзпряжсццю на вторичной обмотке гзтчика 12 тока определяется числом шу цтируюгцих ее р - д переходов диода и трзцзистора. Сердечник трансформатора 10 прц этом ззкорачцьзцц ненасыщен, значит вплоть ло момецпз цзменения направления тока в диагонали ццвертора нужно обеспечить закорачивацие вторичной обмотки трансформатора 10 лектронными средствами. П сть при превышении током значения вклю ился транзистор 28.В момент достижения г аксимума тока меняется полярность напр кения цз трзцсфоп 1304149маторе 11. Это приводит к включению блокирующего ключа 30, удерживающего ключ 28 замкнутым и после уменьшения тока ниже уровня 1 о. В момент времени 1; ток щий электрод исполнительного тиристора 27 поступает отпирающий импульс. Отпирание тцристора 27 приводит к срыву генерации ицвсрторз за счет создания долговременной короткозамкцутой цепи из элементов 2527 во вторичной обмотке транс 40 формзторз 10, а также к включению через трансформатор 21 исполнительного тиристорз 20. При этом ключ 18 запирается и начинает светиться индикатор 17 перегрузки. Тиристор 20, открывшись, запрещает функци оцирование узла запуска инвертора 3 за счет устранения источника для заряда накопительного конденсатора 23. Повторное вКлючение инвертора в работу осуществляется нажатием кнопки 19. Во время ее замкнутого состояния ситуация меняется лишь по отношению к тиристору 20,который запирается. При отпускании кнопки 9 начинается работа узла запуска инвертора.В отсутствии селектора 5 импульсов уст 55 ройство загциты работоспособно только для нагрузки 13, питаемой переменным током. На фцг. 3 приведена временная диаграмв диагонали и н вертора меняет направление.Меняется полярность напряжения и на обмотках трансформатора 1 О. Замыкается выключатель 32 защиты, создавая условия для разрыва искусственно созданной короткозамкцутой цепи во вторичной обмотке трансформатора 1 О элементами 28 и 26.10Казалось бы, сама смена полярности напряжения ца вторичной обмотке трансформатора 10 гарантирует снятие этой закоротки по причине запирания диода 26, необходимости в выключателях 32 и 33 защиты нет. Но задержки на запирание у реальных элементов схемы удерживают искусственно созданную закоротку и после смены направления тока в диагонали инвертора.Этз задержка создает условия для срыва генерации ццвертора. С целью устранения 20 возможности срыва генерации инвертора вводятся це только выключатели 32 и 33, цо и элементы, обеспечивающие ненасыщенный режим работы транзисторов 30 и 31 (элементы це показаны на фиг. 1). Дополнительные меры направлены на повышение быстродействия узла мгновенной защиты в момент снятия искусственно созданной ззкоротки.Одновременно с началом работы узла мгновенной защиты включается и узел инерционной защиты. На интервал времени Ь нормально открытый транзистор 34 запирается, формируя импульсы, заряжающие накопительный конденсатор 35. В момент временинапряжение на конденсаторе достигает уровня (l срабатывания порогового блока 36 и с его второй базы на управляюма работы устройства при питании нагрузки постоянным током, на фиг. 5 - . схема включения нагрузки. На фцг. 5 по. зициями обозначены выпрямительные диоды 44 и 45, дроссель 43, включенный в цепь переменного тока, ц сопротивление нагрузки 46. С приходом напряжения обратной полярности в процессе выпрямления диоды 44 и 45 мгновенно не запираются. На короткое время вторичная обмотка трансформатора 11 закорачивается из-за явления перекрытия диодов. Если трансформатор 11 выполнен качественно и индуктивность его рассеяния мала, то закорачцвацие диодов 44 и 45 приводит к резкому нарастанию тока нагрузки. Даже введение дросселя 43 с целью увеличения ицдуктивности рассеяния трансформатора 11 це устраняет импульсов из-за перекрытия диодов 44 и 45. Амплитуды импульсов тока зависят от сопротивления нагрузки 46, но в соответствии с временной диаграммой, приведенной ца фиг. 3, амплитуды импульсов тока превышают уровень ь даже тогда, когда рабочие значения тока нагрузки ее цс достигают (сравцение и контроль значений тока идет по диаграмме выходного сигнала датчика 12 тока). Всплески тока короткого замыкания нарушают логику работы узла мгновенной защиты инвертора, формируют ложные импульсы на транзисторе 34, которые заряжают конденсатор 35 и, в конечном счете приводят к срабатыванию цорогового блока 36 узта инерционной защиты. В результате этого нагрузка 13 ложно отключается от питаощей сети.С целью устранения ложных срабатыва ний защиты в схему, изображенную ца фиг. 1, введен селектор 5 импульсов. Процессы работы устройства для загциты ицвертора в этом случае изображены на временной диаграмме цз фиг. 4. Пороги срабатывания узлов мгновенной и инерционной защиты по значению наряжения ца вторичной обмотке датчика 12 тока вчетверо превышают порог срабатывания диодов 37 и 38. Поэтому, начиная со значения тока нагрузки вчетверо меньшего предельно допустимого, диод, например 37, через резистор 39 открывается импульсом 11 основного тока нагрузки и заряжает свок) диффузионцуо емкость. Следующий сразу же за цим импульс тока 12 от перекрытия диодов 44 и 45 расходуется на разряд диффузионной емкости диода 37 и заряд его барьерной емкости. По этой причине на входы узлов мгновенной инерционной защиты оц не поступает. Импульс 6 на выходе датчика 12 тока вызывает заряд диффузионной емкости диода 38 через резистор 40 и т. д., причем наличие резисторов 39 и 40 позволяет импульсам тока 1 и Ь проходить ца входы узлов зац 1 иты. Пока амплитуды их не превышают значения 1 о, узлы защиты це срабатывают. Только при превышении змпли1304149 я,з Составитель О. МещеряТехред И. ВересТираж 651енного комитета (.О.Р по деламМосква, Ж 35, Рах шская натисрафическос п 1)едп 1)питие с Уж конаКорректор,1. атейПодписное3001)етсни 1 и откпыид. 1,5Орол, ел. 1 росиаи,Редактор Е. КопнаЗаказ 1321/55ВНИИ 1 Р Государст113035Производственно.по тУдами импУльсов 1 и 1 з УРовнЯ 1 о на выходе формирователя 34 появляются информационнь 1 е импульсы о начале перегрузки инвертора и его устройство для защиты начинает функционировать в соответствии с описанным.Формула изобретения Инвертор с зашитой по авт. св.1259445, отличающийся тем, что, с целью расширения области использования путем обеспечения возможности работы устройства на выпрями- тельную нагрузку, выход датчика тока подключен к входам узлов мгновенной и инерционной защиты через селектор импульсов, содержащий две параллельные и встречно включенные ветви, каждая из которых включает диод с накоплением заряда, резистор и быстродейству 1 ощий диод, причем параллельно соединенныс резистор и быстродействующий диод поклкхчены послсдова О тельно к диоду с накоплением заряда так,что их катоды включены вместе.
СмотретьЗаявка
3854539, 07.02.1985
СМОЛЕНСКИЙ ФИЛИАЛ МОСКОВСКОГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА, РОСЛАВЛЬСКИЙ ЗАВОД АЛМАЗНОГО ИНСТРУМЕНТА
ШИРЯЕВ АЛЕКСАНДР ОЛЕГОВИЧ, РЯЗАНОВ БОРИС ПЕТРОВИЧ, ВЛАСОВ ЮРИЙ ПАВЛОВИЧ, ФЕДОРЧЕНКО ВЛАДИМИР ВЛАДИМИРОВИЧ
МПК / Метки
МПК: H02H 7/122, H02M 7/44
Опубликовано: 15.04.1987
Код ссылки
<a href="https://patents.su/4-1304149-invertor-s-zashhitojj.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Инвертор с защитой</a>
Предыдущий патент: Способ регулирования тока нагрузки вентильного преобразователя
Следующий патент: Устройство для управления преобразователем постоянного напряжения в квазисинусоидальное трехфазное
Случайный патент: Крышка для канализационного люка