Устройство для защиты инвертора

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 45 51)4 Н 02 122 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТ 1 НИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЭО ЕНИ ЕЛЬСТ гапритранс емя эл О(57) Изобретентехнике. Цельповышение надезащиты тирист ЗАЩИТЫ или тел 23 ие относится к изобретения я жности инверто ров инвертора 24 ВТОРСКОМУ С(56) Авторское свидетУ 1244746, кл, Н 02 Н 6аочный политехкого замыкания и обрыва в церузки. В аварийной ситуации,мер когда диагональ разорванформатор тока 38 выдает всесигнал, равный нулю, на входыментов РАВНОЗНАЧНОСТЬ 44 и 4из этих элементов, а именновторой вход которого подан с"1" от блока управления 49 чтриггер 48, выдает нулевой сна вход элемента И-НЕ 46, Наэлемента И-НЕ 46 установится"1", который, пройдя через у47, включит защитный тиристобыстродействующего выключателИзобретение относится к промышленной электронике, может применяться вобластях техники, использующих частотно-преобразовательные устройствана основе тнристорных инверторов,выполненным по мостовым схемам, иявляется дополнительным к авт, св.Р 1244746.Целью изобретения является повышение нацежности инвертора путем защиты тиристоров инвертора от короткогозамыкания и обрыва в цепи нагрузки.На чертеже представлена Функциональная схема устройства. 15Устройство содержит защищаемый инвертор 1, выполненный по мостовойсхеме на управляемых вентилях (тирис"торах) 2-5 с датчиками тока в видешунтов 6-9, индикатор 10 опрокидывания инвертора, состоящий из двух элементов совпадения на двух транзисто- .рах каждая (11,12 и 13,14), коллекторные цепи которых соединены последовательно и подключены к коллектору 25транзистора 15 блока 16 интервала,коммутации, а базовые цепи соединенычере разделительные трансформаторы7-20 с шунтак 6-9, подключеннымив анодные цепи силовых вентилей 2-5инвертора 1. Последовательно с транзисторными цепями включено сопротивление 21, шунтированное конденсатором 22, К зажимам сопротивления присоединена цепь управляющего электрода тиристора 23 бЬстродействующего35выключателя 24, состоящего также изтиристора 25 и конденсатора 26, который питается от вспомогательного источника постоянного напряжения,40Устройство содержит также блок 27пропорциональной выдержки временикоммутации, состоящий из трансформатора 28 тока, первичная обмотка которого включена в диагональ инвертора 451, а вторичная через выпрямительныймост 29, шунтированный резистором 30,и дополнительный источник 31 питания,подключенный плюсом к аноду светодиодарезисторного оптрона, 32, а минусом - котрицательной клемме выпрямительногомоста 29, подключена к входу резисторного оптрона 32. Фоторезистороптрона 32 включается межцу базой иисточником питания выходного транзистора 33 ждущего мультивибратора, Ба"55за транзистора 34 ждущего мультивибратора подключена к блоку управлениятиристорами инвертора, а коллектор выходного транзистора 33 через разделительный трансформатор 35 подключенк базе транзистора 15 блока 16 интервала коммутации. Между базой и коллектором транзистора 15 включен резистор 36. Коллектор - эмиттер транзистора 15 блока 16 интервала коммутации подсоединен между общей точкойэмиттеров транзисторов элемента совпадения и вспомогательным источникомпитания,Для достижения поставленной целив устройство введен индикатор 37 диагонали инвертора, включающий в себятрансформатор 38 тока, включенный вдиагональ инвертора, два диода 39 и40, п-р-п-транзистор,41, два резистора 42 и 43, два элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ 44,45, элемент И-НЕ 46, промежуточный усилитель 47 и КЯ-триггер48, входы которого подключены к парафазным входам блока 49 управленияинвертора.Устройство работает следующим образом.При включении инвертора 1 подает"ся импульс управления на тиристорбыстродействующего выключателя 24,тиристоры инвертора и на вход ждущего мультивибратора, который своимвыходным импульсом через трансформатор 35 на короткое время запираеттранзистор 15 блока 16 интервала коммутации, Первое запирание транзистора 15 является холостым, так как припервом включении тиристоров инвертора его опрокидывание невозможно.Пусть в рассматриваемый моментвремени проводят тиристоры 2 и 3. Затем подается импульс управления на.тиристоры 4, 5 и на вход ждущегомультивибратора (на базу транзистора 34). Мультивибратор опрокидывается, а с его выхода (с транзистора33) через разделительный трансформатор 35 поступает запирающий импульсна транзистор 15. Длительность запирающего импульса равна времени кваэистационарного состояния мультивибратора, которое прямо пропорциональносопротивлению Фоторезистора оптрона32. Величина сопротивления Фоторезистора в свою очередь пропорциональнаразности токов дополнительного источника 31 и выпрямительного моста 29.Если ток моста равен нулю,т,е. инвертор 1 не работает, прямой ток светодиода оптрона 32 будет максимапь40 з 145892ным, длительность выходного импульсамультивибратора - минимальной.При включении инвертора 1 в процессе роста его тока прямой ток све 5тодиода оптрона 32 будет уменьшатьсяза счет роста тока на выходе выпрямительного моста 29. Сопротивление фоторезистора будет увеличиваться идлительность выходного импульса ждущего мультивибратора будет расти.Таким образом, в интервале коммутации тиристоров инвертора 1, когдаоткрыты одновременно все тиристорыинвертора 1, элемент совпадения ин- Бдикатора 10 опрокидывания отключается транзистором 15 от источника питания на время, пропорциональное длительности коммутации тиристоров.Этим обеспечивается весьма быстрая 2 Оиндикация опрокидывания инвертора,Если произошло опрокидывание инвертора, а после коммутации вентилейостались открытыми, например, тиристоры 3-5, то откроются транзисторы 25элементов 13- 4 совпадения. Транзистор 15 блока пропорциональной выдержки коммутации будет открыт, так какждущий мультивибратор вернется в устойчивое состояние. С резистора 21 30поступит сигнал на тиристор 23 быстродействующего ключа, и защитное устройство сработает,Как видно из описания, устройстводля защиты инвертора обеспечиваетпрактически мгновенное обнаружениеопрокидывания инвертора при его работе в режиме непрерывного тока, т.е.в режиме, когда опрокидывание припуске. наиболее вероятно.В случае короткого замыкания внагрузке или при разрыве цепи нагруз"ки сигнал в виде переменного напряжения снимается со вторичной обмоткитрансформатора 38 тока и проходит через диоды 39 и 40, Отрицательная сос"тавляющая сигнала, проходящая черездиод 40, преобразуется в положитель"ную транзистором 41, Резисторы 42,43служат для задания режима транзистора 41. Таким образом, на первые вход"ные выводы элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ44 и 45 приходят при нормальном режи-,ме работы инвертора сигналы "1" или"О". Причем, когда сигнал "1 " приходит на элемент 44, т.е. Х= 1, тона элемент 45 приходит сигнал Х, == О = Х . Сигнал УформируетсяВБ-триггером 48. Входными сигналами этого триггера являются импульсы запуска тиристоров. Тогда, если вход Б триггера подключить к каналу одного из тиристоров, при открывании которых ток, протекающий через трансформатор 38 тока, имеет положительное направление (т.е. Х,=1), то после прохождения импульса запуска этихтиристоров на прямом выходе Ы-триггера 48 будет сигнал У= 1, а на инверсном - У= 7, = О, Вход КБ- триггера 48 подключается к каналу запуска одного из той пары тиристоров, при открывании которых ток в трансформаторе 38 тока будет отрицательным. Значит, после прохождения импульса запуска на вторую пару тиристоров, т.е, "1" на вход К, КЯ-триг-. гер установится в положении У= У.,щО.Таким образом, если госле прохождения импульсов запуска, например, на тиристоры 5,4 НЯ-триггер 48 установится в положение У, щ 1, а трансформатор (датчик) 38 выдаст положительное напряжение, т.е. Х1, то на выходе элемента 44 будет выдан сигнал 2, = О. Соответственно, на входах элемента 45 будут сигналы Х = Х= О, У=Ъ= О, анавыхо" де 2.1 = 1. Оба эти сигнала 2, и 2 подаются на вход элемента И-НЕ 46 и на его выходе будет сигнал ЯО, соответствующий нормальной работе, т,е. блокировке защиты. Точно та же ситуация возникает при срабатывании второй пары тиристоров 2,3. Важным является то, что элемент И-НЕ 46 выдает "О" на выходе только при нормальной работе обеих пар тиристоров. При сбое работы хотя бы одной пары тиристоров, например, 2, = О, 21 сигнал С = 1.В аварийной ситуации, например когда диагональ разорвана, трансфор" матор 38 тока выдает все время сигнал, равный нулю, на вход элемента, 44 и на вход элемента 45. Таким образом, один из этих элементов, а именно тот, у которого на втором входе в данный момент сигнал "1" выдает. мгновенно сигнал "О", на входе элемента И-НЕ 46 и на его выходе установится С = 1, Этот сигнал усилит" ся промежуточным усилителем 47 и включит защитный тнристор 23 быстродействующего выключателя 24. Точно к такому же результату приведет заСоставитель О.МещеряковаТехред М,Дидык Корректор О. Кравцова Редактор М. Келемеш Заказ 314/56 Тираж 605 . ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 5 14589 корачивание нагрузки. В этом случае коммутирующий конденсатор будет закорочен. Следовательно, тиристоры, через которые протекал ток до эако 5 рачивания нагрузки, будут проводить ток и после того, как поступят запускающие импульсы на другую пару тиристоров (так как конденсатор эакорочен и гасить первую пару тиристоров не кому), т.е. сигнал с трансформатора 38 тока не изменится и после прохождения импульсов запуска на вторую па" ру тиристоров. Иначе говоря, после изменения сигнала 7, на выходе ЙБ триггера 48 сигнал Хне изменится, В этом случае на выходе одного из элементов 44 и 45 появится "0", а на выходе элемента 46 - "1", что и приведет к срабатыванию зап 1 иты. 20 Формула изобретенияУстройство для защиты инвертора по авт.св. У 1244146, о т л и ч а ю - щ е е а я тем, что, с целью повыше ния надежности инвертора путем защиты тиристоров инвертора от короткого замыкания и обрыва в цепи нагрузки, введен индикатор диагонали инвертора, содержащий трансформатор тока, пер- ЭО 25 6вичная обмотка которого включена в диагональ инвертора, один вывод вторичной обмотки подключен к общему проводу индикатора диагонали, а второй вывод подключен к аноду и катоду двух диодов, причем катод диода, анод которого присоединен к вторич" ной обмотке трансформатора, подклю" чен к входу первого двухвходового элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ, а анод второго диода подключен к базе и-р-и- транзистора, эмиттер которого подклю" чен к общему проводу индикатора диагонали, а база и коллектор через резисторы присоединены к положительной клемме источника питания, коллектор транзистора присоединен к входу второго двухвходового элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ, причем к вторым входам первого и второго элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ подключены соответственно прямой и инверсный выходы КЯ-триггера, к входам которого подключены парафазные выходы блока управления инвертора, а выходы элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ через элемент 2 И-НЕ и про" межуточный усилитель подключены к управляющему входу. быстродействующего выключателя.