Устройство для защиты полупроводниковогоинвертора

О П И С А Н И Е801176ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсннкСфцнапистическмхРеспубликпо делам нзобратаннй н открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАШИТЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ИНВЕРТОРАО 15 Изобретение относится к преобразовательной технике и может найти широкоеприменение цля защиты полупроводниковых инверторов в аварийных режимах.Известны устройства защиты, содержащие защитный тиристор и гасящую цепочку иэ тиристора и конденсатора1 ,21 и .3..Гри возникновении аварийного режимаработы инвертора в устройстве защитывключают тиристор гасящей цепочки и спомощью предварительно заряженногоконаенсатора выключают защитный тиристор и тем самым обеспечивают отключение инвертора от питающей сети,Наиболее близким к прецлагавмомуявляется устройство защиты1. Этоустройство состоит иэ защитного тиркстора, включенного последовательно с источником питания, авухсекционного аросселя,гасящей цепочки и диода, соединяющегообщую точку секций дросселя с источником питания,Недостатком известного устройстваявляется низкая эффективность защиты,что приводит к выходу кз строя вентилей инввртора. Это связано с тем, чтоустройство обеспечивает отключение инввртора от китающвй сети, но не предотвращает разрушение его вентилей энергией, запасенной в реактивных элементах схемы, в частности энергией, запасенной в аросселе.Цель изобретения - повышение эффективности защкты,Поставленная цель достигается тем,что в устройство защиты инвертора, содержащее защитный тиристор, включенныйпоследовательно с источником питания,и авухсекционный дроссель, у которогоодна секция шунтирована гасящей цепочкой иэ тиристора и конденсатора, а общая точка секций через диод связана систочником питания, введен трансформатор, накопительный конденсатор и выпрямитель, причем первичная обмоткатрансформатора включена последовательотрицательно, под его действием тиристор1 восстанавливает запирающие свойстваи отключает источник питания от инвертора 4.В момент 1 =в секции 3 дросселязапасена энергия Я , равная3 2Ъ=т "изгде Ь - индуктивность секции 3дросселя.При срыве инвертирования зажимыпостоянного тока инвертора 4 закорочены через включенные вентили, поэтомупосле включения диода 7 секция 3 дросселя оказывается подключенной параллельно первичной обмотке трансформатора 8и энергия 9 за время Ф в С 4 переходитв накопительный конденсатор 1 О. Темсамым устраняется возможность разрушения вентилей инвертора энергией, запасенной в секции 3 аросселя,Перец повторным включением инверто 4ра следует поаготовить защиту к аварийному отключению. Для этого необходимоконденсатор 6 гасящей цепочки зарядитьао напряжения О ) ОД, а накопительныйконденсатор 1 т разрядить,Вариант устройства (фиг. 3) отличается тем, что в нем накопительный конаенсатор совмещен с конденсатором гасящейцепочки, т. е. конденсатор 6 выполняетфункции и накопительного и гасящего.Это позволяет упростить устройствои повысить надежность его работы. Притаком выполнении устройства при включении тиристора 5 происходит разряд конденсатора на секцию 2 дросселя и егоподэаряд через трансформатор 8 от секции 3 дросселя. Это увеличивает время,предоставляемое тиристору 1 нв восстановление запирающих свойств, а тем самым надежность отключения.Предлагаемые устройства выгодно отличаются от известных, так квк обладаютповышенной эффективностью. В известныхустройствах при срабатывании зашиты запирают защитный тиристор и тем самымотключают инвертор от питающей сети.Но при срыве инвертирования запасеннаяв дросселе электромагнитная энергия переходит в вентилях инверторв в тепловуюи разрушает их. В предлагаемом устройстве защиты энергия аросселя при включении зашиты переводится в накопительный конденсатор, Тем самым повышается эффективность защиты.Формула изобретения1. Устройство для защиты полупроводникового инвертора, соаержвшее включенные 3 801176 4но с диодом, а его вторичная обмоткачерез выпрямитель подключена к накопительному конденсатору, который совмещен с конденсатором гасящей цепочки.На фиг. 1 показана принципиальная5схема устройства; на фиг, 2 - процессы,происходящие в устройстве при отключении инвертора; на фиг. 3 - вариант выполнения устройства защиты.Устройство состоит иэ защитного тиристора 1, включенного последовательнос источником питания, и авухсекционногодросселя, секции 2 и 3 которого включены последовательно и соединяют инвертор 4 с защитным тиристором 1, Крометого, секция 2 дросселя шунтирована гасящей цепочкой из тиристора 5 и конденсатора 6, а общая точка секций через диод 7 связана с источником питания. Последовательно с диодом 7 включен трансформатор 8, вторичная обмотка которогочерез выпрямитель 9 подключена к накопительному конденсатору 10. Секции 2 и 3дросселя помимо функции защиты инвертора 4 осуществляют сглаживание еговходного тока,На фиг. 2 через 1 З обозначен ток всекции 3 дросселя, а через Оу, где и ==1,5,6,10, напряжение на И -ом элементе схемы (фиг. 1).304Пусть в течение времени 0тт.динвертор работает в номинальном режиме.При этом напряжение источника питанияОс через включенный защитный тиристор1 и секции 2 и 3 дросселя приложено кинвертору 4. Конденсатор гасящей цепочки 6 предварительно заряжен до напряжения 0 О с полярностью, показанной нафиг. 1, а накопительный конденсатор 10разряжен до т, Тиристор 5 гасящей цепоч-Юки выключен и напряжение О равно напряжению ОВ момент 1 = 11 в инверторе возникает аварийный режим, например срыв инвертирования, что привопит к возрастанию 45тока 1 в секции 3 дросселя, В момент1Ф" 6 ток 1 становится равным величине тока установки защиты 3В этотмомент времени включают тиристор 5 гасящей цепочки и тем самым подключают уконденсатор 6 гасящей цепочки параллельно секции 2 дросселя.Так как конденсатор 6 заряжен донапряжения О , большего, чем напряжение источника питания О, то послевключения тиристора 5 включается диод7 и к тиристору 1 прикладывается напряжение О 1 , равное О= ОД - О, В течение времени 1( т ( 1 это напряжениепослецовательно с источником питания защитный тиристор и цвухсекционный цроссель, оцна секция которого шунтирована гасящей цепочкой из последовательно соециненных тиристора и конценсатора, а общая точка секций цросселя через диоц связана с отрицательным полюсом источника питания, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения нацежности, в него ввецен трансформатор, накопительный конценсатор и выпрямитель, причем первичная обмотка трансформатора включена последовательно с циодом, а его вторичная обмотка через выпрямитель подключена к накопительному конценсат ору,2, Устройство по п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что накопительныйконценсатор совмещен с конденсаторомгасящей цепочки.5 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свицетельство СССРО М 481964, кл. Н 02 Н 7/10, 1974./2. Глух Е. М. и др. Защита полупроводниковых преобразователей. М., "Энергия", 1970, с. 79-107.15 3. Авторское свидетельство СССРМ 609168, кл. Н 02 Н 7/10, 1976.г,З Составитель И. Коротеевацактор Н. Кевеля Телред М.федорнак Корректор Н, Швыцкая 0448/74 Тираж 686 Поцписное ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретен;й и открытий 3035, Москва, Ж, Раушская ннб., ц, 4/5