Устройство для защиты преобразователя от перегрузок

.,Уг1 ЛЦ К ОПИ САНИ ОБ лниго амлужитШмитт м средст- вибра- плитудвыход адения. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Днепродзержинскйй ордена Трудового Красного Знамени индустриальный институт им,М.И,Арсеничева(56) 1. Полупроводниковые выпрямители. М., "Энергия", 1978, с. 318 в 3.112. Электротехническая промышленность", вып. 338, 1969, с. 15-19,3. Авторское свидетельство СССР У 649095, кл. Н 02 Н 7/10, 1979. (54)(57) 1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ОТ ПЕРЕГРУЗОК, содержащее датчик аварийного состояния, блок, моделирующий режим работы преобразователя, и исполнительный элемент, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности защиты и эффективности использования преобразователя, оно снабжено блокирующим элементом и датчиком температуры, а блок, моделирующий режим работы преобразователя, включает в себя триггер, элемент ИЛИ и амплитудно- временные селекторы по числу входов элемента ИЛИ, состоящие каждый из триггера Шмитта, одновибратора и элемента совпадения, причем датчик аварийного состояния через датчик температуры подключен к входу блокирующего элемента и входам амплитудно-временных селекторов, выходы которыхподключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, выход блокирующего элемента подключен к одному, а выход элемента ИЛИ к другому входу триггера выход которого подключен к исп тельному элементу, входом кажд плитудно-временного селектора вход соответствующего триггера выход которого подключен к одн входу элемента совпадения непо венно, а к другому - через одно тор, причем выходом каждого ам но-временного селектора служит соответствующего элемента совп 2. Устройство по п.1, о т л ию щ е е с я тем, что блокирующи элемент содержит первый и второй переменные резисторы, первый и второй диоды, конденсатор, полевой транзис- фе тор, первый, второй и третий резисторы и первый и второй элементы НЕ, причем первый переменный резистор одним выводом через первый диод подключен к затвору полевого транзистора и к одним выводам второго переменного резистора, конденсатора и второго диода, другой вывод которого подключен к истоку полевого транзистора и слу- жит для подключения к одному полюсу источника питания, сток полевого транзистора подключен к одним выводам первого и второго резисторов, другие выводы которых подключены соответственно к другим выводам второго переменного резистора и к входу первого элемента НЕ, подключенного выходом к входу второго элемента НЕ, выходкоторого через третий резистор подключен к входу первого элемента НЕ, другой вывод конденсатора подключен к другим выводам второго переменного резистора и первого резистора и служит одним входным, одним выходным выводом блокирукМцего элемента и выводом1112479для подключения к другому полюсу иг- го элемента НЕ служат соответственно точника питания, другой вывод первого другим входным и другим влходным выпеременного резистора и выход второ- водами блокирующего элемента.Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в устройствах защиты вентильныхпреобразователей.Известно устройство для защиты, содержащее плавкие предохранители и быстродействующие автоматические выключатели 1 .Недостатком этого устройства защиты является низкая надежность защиты, обусловленнаязначительной инерционностью.Известно также устройство для защиты преобразователя, содержащее датчик аварийного тока, фильтр и элемент сравнения, подключенный через трансформатор к исполнительным элементам 2 .Недостатками этого устройства являются инерционность и наличие одного порога срабатывания.Наиболее близким"к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для защиты преобразователя от перегрузок, содержащее датчик аварийного состояния, блок, моделирующий режим работы преобразователя, и исполнительный элемент 3.Недостатками известного устройства являются низкая надежность, так как защита настроена на одно значение тока перегрузки, отсутствует селективность защиты, необходимая для отстройки от допустимых кратковременных бросков тока.Целью изобретения является повьппение надежности защиты и эффективности использования преобразователя .Поставленная цель достигается тем, что устройство для защиты преобразователя от перегрузок, содержащее датчик аварийного состояния, блок, моделирующий режим работыпреобразователя, и исполнительный элемент, снабжено блокирукнцим элементом и датчиком температуры, а блок, моделирующий ре жим работы преобразователя, включаетв себя триггер, элемент ИЛИ и амплитудно-временные селекторы по числувходов элемента ИЛИ, состоящие каждый 5 из триггера Шмидта, одновибратора иэлемента совпадения, причем датчикаварийного состояния через датчиктемпературы подключен к входу блокирующего элемента и входам амплитудно-временных селекторов, выходы которых подключены к соответствующимвходам элемента ИЛИ, выход блокирующего элемента подключен к одному, авьгод элемента ИЛИ к другому входутриггера, выход которого подключен кисполнительному элементу, входомкаждого амплитудно-временного селектора служит вход соответствующеготриггера Шмидта, выход которого под ключен к одному входу элемента совпадения непосредственно, а к другому - через одновибратор, причем входом каждого амплитудно-временного селектора служит выход соответствующе го элемента совпадения.Кроме того, блокирующий элементсодержит первый и второй переменныерезисторы, первый и второй диоды,конденсатор, полевой транзистор, пер- ЗО вый, второй и третий резисторы и первый и второй элементы НЕ, причем первый переменный резистор одним выводом через первый диод подключен к затвору полевого транзистора и к одним З 5 выводам второго переменного резис,тора, конденсатора и второго диода,другой вывод которого подключен к истоку полевого транзистора и служитдля подключения к одному полюсу источ ника питания, сток полевого транзистора подключен к одним выводам первого и второго резисторов, другие выводы которых подключены соответственно к другим выводам второго перемен, ного резистора и к входу первого элечмента НЕ, подключенного выходом квходу второго элемента НЕ, выход ко1112торого через третий резистор подключен к входу первого элемента НЕ, другой вывод конденсатора подключен к другим выводам второго переменного резистора и первого резистора, и слу жит одним входным, одним выходным выводом блокирующего элемента и выводом для подключения к другому полюсу источника питания, другой вывод первого переменного резистора и выход второго 10 элемента НЕ служат соответственно другим входным и другим выходным выводами блокирующего элемента.На фиг.1 представлена схема устройства для защиты преобразователя от 15 перегрузок, на фиг.2 - схема блокирующего элемента.Устройство для защиты преобразователя от перегрузок содержит датчик 1 аварийного 1 состояния, выходом через датчик 2 температуры подключенный к входам амплитудно-временных селекторов 3 блока, моделирующего режим работы преобразователя 4, и к входу блокирующего элемента 5, выходом подключенного к одному входу триггера 6, другой вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ 7, а выход к исполнительному элементу 8. Выходы амплитудно-временных селекторов 3 подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ 7. Каждый амплитудно-временной селектор 3 содержит триггер Шмидта 9, выходом подключенный к одному входу элемента совпадения 1035 непосредственно, а к другому - через одновибратор 11. Вход триггера Шмитта 9 и выход элемента совпадения 10 служат соответственно входом и выходом амплитудно-временного селектора 3,Блокирующий элемент содержит первый переменный резистор 12, одним выводом церез первый диод 13 подключенный к затвору полевого транзистора 14, и с одним выводом второго пере менного резистора 15, конденсатора 16 и второго диода 17, другой вывод которого подключен к истоку полевого транзистора 14 и служит для подключения к одному полюсу источника питания. Сток полевого транзистора 14 подключен к одним выводам первого 18 и второго 19 резисторов, другие выводы которых подключены соответственно к другим выводам второго переменного 55 резистора 15 и к входу первого элемента НЕ 20, подключенного выходом к входу второго элемента НЕ 21, выход 479 4которого через третий резистор 22 подключен к входу первого элемента НЕ 20. Другой вывод конденсатора 16 подключен к другим выводам второго переменного резистора 15 и первогс резистора 18 и служит одним входным, одним выходйым выводом блокирующего элемента и выводом для подключения к другому полюсу источника питания. Другой вывод первого переменного резистора 12 и выход второго элемента НЕ служат соответственно другим входным и другим выходным выводами блокирующего элемента.Работает устройство для защиты преобразователя от перегрузок .следующим образом.Датчик аварийного состояния 1 пре- . образует ток нагрузки преобразователя в напряжение, пропорциональное этому току. Это напряжение поступает на вход блокирующего элемента 5 и входы амплитудно-временных селекторов 3, блока, моделирующего режим работы преобразователя 4, который моделирует перегрузочную кривую защищаемого преобразователя, в которой отражено и температурное состояние, так как сигнал с датчика аварийного состояния проходит через датчик температуры 2. Этот датчик оказывает влияние на время включения триггера Шмитта 9 амплитудно-временного селектора 3 относительно момента возникновения сигнала на выходе датчика аварийного состояния 1. При достижении сигналом на выходе датчика 2 температуры уровня срабатывания триггера Шютта 9 последний срабатывает и включает одновибратор 11. Одновременно подается сигнал на один вход элемента 10 совпадения.Порог срабатывания триггеров Шмитта 9 и время выдержки одновибраторов 11 в каждом амплитудно-временном селекторе 3 имеют свои определенные величины, которые выбираются по кривой максимально допустимой величины и длительности тока перегрузки. После истечения определенной задержки на другой вход элемента 10 совпадения подается сигнал, что приводит к его срабатыванию и включению элемента ИЛИ 7. На соответствующий вход триггера 6 подается сигнал. Если время перегрузки сказалось короче времени заданной выдержки соответствующеГо одновибратора 11, то импульс с триг1112479 Фиг гера Шмитта 9 пропадает и элемент ИЛИ7 ие срабатывает. Одновременно с срабатыванием соответствующего триггераШмитта 9 вступает в работу блокирующий элемент 5, который преобразует 5импульсный сигнал на входе датчика 2в постоянный сигнал на выходе с задержкой времени на его прекращение1при пропадании сигнала на входе.Уровнем срабатывания блокирующегоэлемента 5 является самый низкий уровень срабатывания соответствующегоамплитудно-временного селектора 3.Блокирующий элемент 5 работаетследующим образом. 15Сигнал, поступающий на затвор полевого транзистора 14 через первыйпеременный резистор 12 и диод 13,при соответствующих амплитуде и длительности приводит к росту напряжения на конденсаторе 16 до уровня переключения полевого транзистора 14.Последний переключается, на первом. резисторе 18 возникает падение напряжения, достаточное для появления сиг-нала на выходе второго элемента НЕ 21.Формирование сигнала на выходеблока 5 возврата приводит к срабатыванию триггера 6 и формированию исполнительным элементом 8 сигнала защиты,В случае поступления на вход блокирующего элемента сигнала ниже допустимого уровня полевой транзистор 14 открывается не полностью, ток протекающий по первому резистору 18 не создает достаточного падения напряжения, необходимого для формирования сиГнала на выходе второго элемента НЕ. В результате блокирующий элемент 5 не срабатывает.После срабатывания защиты и отключения преобразователя пропадает сигнал на входе блокирующего элемента 5. Однако полевой транзистор 14 остается во включенном состоянии за счет конечного времени разряда конденсатора 16 через высокоомный вход полевого транзистора 14 и второй переменный резистор 15. Это время определяет необходимую выдержку для повторного включения преобразователя.Преобразователь не может быть включен до тех пор, пока не будет снят сигнал блокирующего элемента 5 с соответствующего входа триггера 6. Применение изобретения позволяет повысить надежность защиты преобразователя и повысить эффективность использования возможностей преобразователя.1 112479 5/39 Тираж 613НИИПИ Государственного по делам изобретений3035, Москва, Ж, Ра Заказ б 4 Подписи омитета СССРоткрытий д.4/5 я н илиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная Составитель Ю.Бояринов актор Н,Данкулич Техред Л.Микещ Корректор А.Тяско