Устройство для защиты инвертора

ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическииРеспублик и 957348ио долам изобретеиий и открытий(5 З) УДК 621,316 .925.4:621 .314.972(088.8,(72) Авторы изобретения А.В.Федухин, Г,Н.Буратов, А.И.Филенко и Б.Я.Беаанков Киевский институт автоматики им, ХХЧ съезда КПСС(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ИНВЕРТОРА 1Изобретение относится к электро=технике и может быть применено для заз ащиты полу проводни ко вых преобразо вателей.Известны устройства для защиты ин 5верторов с коммутирующим конденсатором, дополнительными диодами и переключающими управляющими вентилями 1,Недостатком данных устройств является то, что при отказе блока управления тиристорами последние выходят из строя, так как через них проходит ток, ограниценный, в основном,малым омицеским сопротивлением первичной обмотки трансформатора, цтоможет привести также к выходу изстроя трансформатора вследствие егоперегрева, а возможно и источникапитания. гоНаиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является устройство для защиты инвертора, включающего источник питания, выходной 2трансформатор со средней точкой и в каждом плече - последовательно соединенные диод и тиристор, содержащее транзистор, выводы эмиттер - коллекторного перехода одного из которых предназначены для подключения к одному из тиристоров, а вывод базы предназначен для подклюцения через ограничительный резистор к аноду диода того же плеча инвертора, и сигнализатор неисправности (2 .Недостаток устройства - отсутствие защиты инвертора от пробоя одного из тиристоров и выхода из строя коммутирующего конденсатора, цто определяет его недостаточно высокую надежностьЦель изобретения - повышение надежности работы инвертораПоставленная цель достигается тем, цто устройство снабжено блоком контроля тиристоров, содержащим реле, тиристор с коммутирующим конденсатором, ВС-цепь и пороговый элемент, причем выводы ВС-цепи предназначеныдля подключения к выводам источника питания, конденсатор ВС-цепи через пороговый элемент подключен к управляющему электроду тиристора, анодкоторого предназначен для подключения через реле к плюсовому выводуисточника питания и через коммутирующий конденсатор - к аноду тиристора инвертора, для подключения к ко- Оторому предназначена база второготранзистора, шунтирующего конденсатор ВС-цепи, размыкающий контактреле предназначен для включения межплюсовым выводом источника пита 5ния и средней точкой выходного трансформатора инвертора, замыкающий контакт подключен к сигнализатору неисправности,На фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого инвертора сзащитой, на фиг, 2 - временная диаграмма его работы,Устройство для защиты инвертора,включающего источник 1 питания, транс 5форматор со средней точкой 2 и в каждом плече - последовательно соединенные диод 3 и.тиристор , между точками соединения которых включен коммутирующий конденсатор 5, содержит транзистор 6, эмиттер - коллекторным переходом подключенный к одному из тиристоров 1, а базой через ограничительный резистор 7 " к аноду диода 3того же плеча инвертора, блок 8 контроля тиристоров, выполненный в виде последовательной цепи иэ реле 9,размыкающий контакт 1 О котороговключен между плюсовым выводом источника 1, а замыкающий контакт 11 подключен к сигнализатору 12 неисправности, дополнительного тиристора 13и времязадающей ВС-цепочки 1, конденсатор 15 которой через пороговыйэлемент 16 подключен к управляющемуэлектроду тиристора 13, анод которого через дополнительный коммутирующий конденсатор 17 подключен каноду тиристора 1 инвертора, с которым через ограничительный резистор 18 соединена база транзистора19, шунтирующего конденсатор 15.Предлагаемое устройство работаетследующим образом.Допустим, что в момент временидлительность которого определяется частотой работы инвертора(фиг. 2, точка а), второй тиристор4 выключен, а первый тиристорвклю 8 4чен (точка б). Тогда коммутирующийконденсатор 5 заряжается до уровнянапряжения источника 1 питания (фиг.2полярностью, показанной на фиг. 1.При этом рабочий ток идет по цепиот положительного полюса источникапитания по левой секции обмотки трансформатора 2 через развязывающий диод 3 и первый тиристор ч, Транзис"тор 6 закрыт, так как полярность напряжения на развязывающем диоде 3запирающая, т,е. плюс на базе и минус на эмиттере. Транзистор 19 закрыт, разрешая заряд конденсатора 15полярностью,показанной на фиг. 1(фиг, 2, точка в),Однако постоянная времени выбрана таким образом, что за промежутоквремени с-гконденсатор 15 не успевает зарядиться до напряжения, равного напряжению включения (Оокл)динистора 16. На его выходе (фиг.2,точка г) сигнал отсутствует допол)нительный тиристор 13 и реле 9 выключены (соответственно точки д и е,фиг. 2), дополнительный коммутирующий конденсатор 17 заряжается доуровня напряжения источника питанияполярностью, показанной на фиг. 1,сигнал неисправности отсутствует.8 момент времени т, на управляющий электрод второго тиристорапоступает сигнал от блока управления. Второй тиристор 4 включается,плюс коммутирующего конденсатора 5через открытый второй тиристор 1 прикладывается к катоду первого тиристора ч. Это приводит к выключениюпервого тиристораи перезаряду коммутирующего конденсатора 5 обратнойполярностью. Транзистор 6 закрыт, таккак напряжение на аноде развязывающего диода 3 выше, чем на катоде.Транзистор 19 открывается, разряжаяпри этом конденсатор 15, дополнительный тиристор 13 выключен, дополнительный коммутирующий конденсатор17 разряжается (фиг. 2). С моментавремени с до т. работа устройствапроисходит аналогично вышеизложенному,Рассмотрим работу устройства привозникновении в ней различных неисправностей., Предположим, что в момент времение,1-с произошел отказ блока управления, при котором первый тиристор 1остался выключенным, а второй тиристор- включенным, По истечении не5 9573" которого промежутка времени с -с, трансформатор 2 начинает входить в насыщение, тогда напряжение на аноде развязывающего диода 3 начинает уменьшаться относительно катода, что приводит к отпиранию транзистора 6 и подключению положительно заряженной обкладки коммутирующего конденсатора 5 через открытый транзистор 6 к катоду второго тиристора 4 (момент времени с,1 Фиг. 2).При достижении тока через второй тиристор 4, равного току выключения, последний закрывается и схема приходит в исходное заторможенное состояние, при котором оба тиристора выключены. При этом транзистор 19 включен, конденсатор 15 шунтирован транзистором 19, дополнительный тиристор 13 и реле 9 выключены, допол нительный коммутирующий конденсатор17 разряжен.Предположим, что в момент времени с первый тиристор 4 открылся, коммутирующий конденсатор 5 разрядился, 2 З а второй тиристор 4 остался вклюценным. Такая ситуация может произойти при кратковременном заходе трансформатора 2 в область насыщения, когда для гашения тиристоров вследствие М их инерционности требуется большая энергия, чем в нормальном режиме функционирования, в случае отказа коммутирующего конденсатора 5 иливоздействия помех по цепи питания инвертора или по цепи управления ти-. ристорами. В этом случае транзистор19 оказывается закрытым, создавая условия для заряда конденсатора 15.При достижении на нем напряжения,равного Озц динистора 16, последнийсрабатывает и на его выходе появляется импульс напряжения (точка г,фиг. 2), включающий дополнительныйтиристор 13. При этом положительнозаряженная обмотка коммутирующего конденсатора 17 через открытый дополнительный тиристор 13 подключает.ся к катоду первого тиристора 4, вызывая его выключение (момент времени й, ) и заряд коммутирующего конденсатора 5.Дополнительный коммутирующий конденсатор 17 перезаряжается обратной полярностью до уровня напряжения источника питания. В момент времениЯ С;и (Фиг.2) от блока управления поступает сигнал, включающий первый ти ристор 4. Это, в свою очередь, при 8 4водит к выключению второго 4 и дополнительного 13 тиристоров и восстановлению нормального функционирования инвертора (промежуток времени О В момент времени 1,-Скогда дополнительный тиристор 13 открывается, реле 9 не успевает включиться вследствие замедления на срабатыва" ние, которое превышает промежуток времени с,-с (Фиг,2), Если в момент времени йработа инвертора не возобновилась (обрыв коммутирующего кон" денсатора 5, пробой первого 4 или второго 4 тиристоров и т.п,) и тиристоры остались включенными на более длительный промежуток времени (С 1-д) происходит включение реле 9, которое своим контактом отключает "+" источника 1 питания от средней точки трансформатора 2 и подключает его к сигнализатору неисправности 12.Таким образом, благодаря введению блока контроля повышается устойчивость работы устройства от воздействия помех и коротких замыканий в нагрузке, предупреждается выход из строя инвертора вследствие отказа блока управления, а также защищается трансформатор и источник питания от перегрузок, возникающих при пробое одного или обоих тиристоров, Таким образом, надежность устройства сущест- венно повышается.Формула изобретенияУстройство для защиты инвертрравключающего источник питания, выходной трансформатор оо средней точкой и в каждом плече - последовательно соединенные диод и тиристор, содержащее транзисторы, выводы эмиттерколлекторного перехода одного из которых предназначены для подключения к одному из тиристоров, а вывод базы предназначен для подключения через ограницительный резистор к аноду диода того же плеча инвертора, и сигнализатор неисправности, о тл и ч а ю щ е е с я тем, цто, с целью повышения надежности оно снабжено блоком контроля тиристоров, содержащим реЛе, тиристор с коммутирующим конденсатором, КС-цепь и пороговый элемент, причем выводы ВС-цепи предназначены для подключения к выводам источника питания, конденсатоР9573 ЙС-цепи через пороговый элемент подключен к управляющему электроду тиристора, анод которого предназначен для подключения через реле к плюсовому выводу источника питания и че- з рез коммутирующий конденсатор - к аноду тиристора инвертора, для подключения к которому предназначена база второго транзистора, шунтирующего конденсатор ВС-цепи, размыкающий кон О такт реле предназначен для включения между плюсовым выводом источника пи тания и средней точкой выходного трансформатора инвертора, замыкающий контакт подключен к сигнализатору неисправности,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1, Источники электропитания на полупроводниковых приборах, Проектирование и расчет. Под ред, С.Д.Додика и Г.И,Гальперина. И., "Советское радио", 1969, с. 227-292.2. Авторское свидетельство СССР йф 2867 Й, кл. Н 02 И 7/537, 1973.957318 ЛютЕ а йцЬ- йтюрХ 7 оюа Х Вжг г МЫюагжаржа. 4 Ъг Р Составитель В,ЖмуроТехред И, Тепер ректор С Шекмар актор Л,Пчелинск Заказ 17 е пиал ППП Ч 1 атент, г. Ужгород, ул. Проектная,ВНИИПИ по д 113035, Тирам осударствен ам изобрете осква, яго кй иРауш Подпитета СССРкрытийая наб., д.