Устройство для защиты преобразователя от перенапряжений

1280668 конденсатора 14, а затем энергиюперенапряжений преобразуют так, чтопри разряде накопительного конденсатора 14 ниже выбранного уровняформируют команду "Запрет" на запрещение работы узла управления 24времяимпульсного регулятора 15, согласуют уровень напряжения на накопительном конденсаторе 14 с уровнем напряжения на конденсаторефильтра постоянного тока 2 преобра 1Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и может быть использовано для зашиты преобразователей отперенапряжений.Целью изобретения является расширение области использования.На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для защитыпреобразователя от перенапряжений;на фиг. 2 и 3 - примеры выполнениясхем инвертора; на фиг. 4 - принципи.альная схема порогового узла; нафиг, 5 - принципиальная схема узлауправления,Устройство подключено к выходупреобразователя частоты, состоящего из выпрямителя 1, фильтра 2 постоянного тока, инвертора 3 и фильтра 4 переменного тока, и содержитсиловой полууправляемый выпрямительный мост 5 с пороговым узлом 6. Выход преобразователя соединен с входом моста 5 и выходами 7, 8 и 9порогового узла 6.Входы (+, -) порогового узласоединены с.выходами (+, -) моста 5,а выходы 10, 11 и 12 - с управляющими электродами вентилей катодной,группы моста 5.Выход моста 5 положительной шиной через резистор 13 и отрицательной шиной соединен с накопительнымконденсатором 14 и входом времяимпульсного регулятора (ВИР) 15, Выход ВИР 15 подключен к конденсаторуфильтра 2 постоянного тока преобразователя, ВИР 15 содержит датчик 5 0 15 20 25 30 35 зователя путем дискретного выбора частоты включения времяимпульсного регулятора 15 в пределах частоты Гд выходного напряжения преобразователя до верхнего значения частоты, равной Ы, где Г- частота выходного напряжения преобразователя, Гц; М- отношение Й/Йд , ГЬирчастота включения времяимпульсного регулятора 15,Гц; Г - частотанапряжения на выходе преобразователя,5 ил. 2минимального напряжения, представляющий собой последовательную цепь изрезистора 16 и переменного резисто"ра 17, включенную на вход ВИР, иключевой элемент 18, включенный навход ВИР через дроссель 19 . Ключевойэлемент 18 зашунтирован последовательной коммутирующей цепью, состоящей из конденсатора 20 и дросселя21, и встречно"параллельным диодом22,Положительной пиной ВИР через диод 23 подключен к положительномувыводу конденсатора фильтра 2 постоянного тока преобразователя.Управляющий электрод ключевогоэлемента 18 соединен с выходом узла 24 управления, входы которого соединены с выходом "Пуск" пороговогоузла 6 и с переменным резистором 17датчика минимального напряжения,Узел 24 управления содержит задающий генератор 25, собранный, например, на четырех инверторах, выходом подключенный к делителю 26частоты с дискретными значениямичастоты от М Г до Гя, выходы кото"рого подключены на переключатель 27.Выход переключателя 27 через дифференцирующую КС-цепь 28 подключен квходу однокаскадного усилителя 29импульсов, выход которого соединенс базой транзистора 30, составляющегр с транзистором 31 схему И 32.База транзистора 3 через диод 33и резистор,34 соединена с пороговымузлом 6 (фиг, 1), Коллектор транзистора 30 соединен с плюсом источ 1280668ника питания, а его эмиттер - с коллектором транзистора 31, Эмиттертранзистора 31 через резистор 35соединен с минусом источника питания, а через резистор 36 - с базойтранзистора 37, составляющего вместе с транзистором 38 схему И 39,Коллектор транзистора 37 через резистор 40 соединен с плюсом источника питания, а его эмиттер - сколлектором транзистора 38,Эмиттер транзистора 38 через первичную обмотку трансформатора 41соединен с минусом источника питания, Последовательная цепь из элемента И 39 и первичной обмотки трансформатора 41 зашунтирована разрядным конденсатором 42 вторичная обмотка трансформатора 41 выводом 43подключена к управляющему электродуключевого элемента 18 (фиг, 1), авторым выводом - к катоду последнего.Вход "Запрет" порогового узла 44соединен с переменным резистором 17(фиг. 1) датчика минимального напряжения, а выход - с базой транзистора 38 и через диод 45 - с базойтранзистора 31.Отрицательный вывод (-П) источника питания соединен с отрицательной шиной выпрямительного моста 5,Устройство работает следующимобразом,Пока напряжение на выходе преобразователя (фиг, 1) не превышает до;пустимого уровня, пороговый узел 6 невырабатывает сигналов управления поцепям 10, 11 и 12 на включение вентилей катодной группы моста 5, Конденсатор 14 разряжен (Б, =О, гдеБ - напряжение на конденсаторе 14).Команда "Пуск" с порогового узла 6в узел 24 управления не поступает,При этом в узел 24 управления поступает команда "Запрет" с резистора 17 датчика минимального напряжения,Ключевой элемент 18 закрыт, Время.импульсный регулятор 15 не работает,Напряжение Цг на выходе ВИР равнонапряжению на конденсаторе фильтра2 постоянного тока преобразователя,При появлении перенапряжений навыходе преобразователя пороговыйузел 6 вьрабатывает сигнал включения вентилей катодной группы моста5 и одновременно сигнал "Пуск" в узел 24 управления, Энергия перенапряжений через открытые вентили моста 5 и резистор 13 поглощается накопительным конденсатором 14 и заря жает последний до напряжения 11,При появлении напряжения 11 снимается команда "Запрет" с узла 24управления, который вырабатываетимпульсы управления ключевым элементом 18 Когда ключевой элемент18 включен, в дросселе 19 записывается дополнительная энергия. Когдаключевой элемент 1 8 выключен, этаэнергия с напряжением 11 передаетсячерез диод 23 в конденсатор фильтра2 постоянного тока с уровнем напряжения Б причем ППоВыключение ключевого элемента 18происходит под действием колебательного перезаряда конденсатора 20через открытый ключевой элемент 1 8,диод 22 и дроссель 21, причем длительность открытого состояния элемента 18 зависит от параметров коммутирующего контура, состоящего издросселя 21 и конденсатора 20, Практически длительность открытого состоянияключевого элемента 18 привыбранных параметрах дросселя 21 иконденсатора 20 остается постоянной,Длительность закрытого состоянияэлемента 18 зависит от частоты включения ключевого элемента 18, определяемой параметрами узла 24 управле нияУровень напряжения на выходе ВИРБ регулируется переключателем 27путем дискретного изменения частоты 40 включения ключевого элемента 18, который связан зависимостью:1Б =Бг1-с фочастота включения ключевогоэлемента 18, Гц;Б - напряжение на конденсаторе 14, В;время открытого состоянияоключевого элемента 18, с,Узел 24 управления (фиг, 5) работает следующим образом.Задающий генератор 25 через делитель 26 частоты, переключатель 27 55 и дифференцирующую цепь 28 подаетимпульсы на усилитель 29, с выходакоторого импульсы с частотой Г поступают на базу транзистора 30 эле -мента И 32,12806685 10 15 20 35 40 45 50 55 ыакс -п Транзистор 31 открывается поприходу на базу команды "Пуск" приодновременном отсутствии на базекоманды "Запрет",На базу транзистора 37 через резистор 36 поступает сигнал с частотой Г при совпадении сигналов набазах транзисторов 30 и 31.При отсутствии команды "Запрет"на базе транзистора 38 транзисторы37 и 38 открыты и конденсатор 42,предварительно заряженный до напря-.жения питания (+Б), разряжается через последовательную цепь из элемента И 39 и первичной обмотки трансформатора 41. При этом с вторичнойобмотки трансформатора 41 поступаетсигнал с частотой Г на ключевой элемент 18 (фиг, 1). Включается ВИР 15и разряжает накопительный конденсатор 14 до уровня, определяемого пороговым узлом 44 (фиг 5), что соответствует появлению команды "Запрет" (фиг, 1),При появлении команды "Запрет"закрывается транзистор 38. При этомпрекращается разряд конденсатора 42(фиг. 5) через первичную обмоткутрпнсформатора 41 и на ключевой элемент 18 (фиг. 2) не поступают сигналы управления. Сигнал "Запрет" представляет собой снижение напряжения с резистора 17 (фиг, 1) ниже уровня срабатывания порогового узла 44, При этом с выхода последнего отсутствие напряжения является командой на запирание транзистора 38,Сигнал "Пуск" является однократным сигналом, Для поддержания транзистора 31 в открытом состоянии на его базу через диод 45 постоянно по ступает сигнал с выхода порогового узла 44. Для задания частоты переключения ВИР служит задающий генератор 25, максимальная частота 2которо, го выбрана из условия: где Е - частота выходного напряжения преобразователя, Гц,Делитель 26 частоты служит длядискретного понижения частоты (например, в 2, 4, 8 раз) в зависимости от требуемого напряжения Б, навыходе ВИР 15,Оперативное изменение частоты пе- реключения ВИР 15 производится переключателем 27. Дифференцирующая цепь 28 предназначена для формирования укороченного импульса для включения ключевого элемента 18 по переднему фронту ймпульса управления.формула изобретения Устройство для защиты. преобразователя от перенапряжений, снабженного С -фильтром постоянного тока, содержащее выпрямительный мост, пороговый узел, входом включенный между выходными выводами выпрямительного моста, резистор, включенный в положительную шину, причем одним выводом подключенный к соответствующему выходу выпрямительного моста, а другим - к первому выводу накопительного конденсатора, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения области использования, оно снабженовремяимпульсным регулятором, а выпрямительный мост выполнен полууправляемым на неуправляемых вентилях анодной группы и управляемых вентилях катодной группы, управляющиевходы которых подключены к выходупорогового узла, причем времяимпульсный регулятор включает в себя ключевой элемент с коммутирующей 1.С -цепью, подключенный .через дроссель квходу времяимпульсного регулятора,датчик минимального напряжения, вход.которого использован в качестве входа времяимпульсного регулятора иподключен к накопительному конденсатору, второй вывод которого подключен к отрицательной шине, узелуправления ключевым элементом, включающий в себя задающий генератор,выходом через делитель частоты, переключатель и дифференцирующуюС-цепь подключен к входу однокаскадного усилителя импульсов, выходкоторого подключен к одному входупервого элемента И, второй входкоторого подключен к пороговому узлу, выход первого элемента И подклю-чен к одному входу второго элемента И, другой вход которого черезпороговый элемент подключен к выходу датчика минимального напряжения,выход второго элемента И подключенк управляющему входу ключевого элемента, выход времяимпульсного регулятора предназначен для подключения 12806688к конденсатору С -фильтра постоянного тока,280 ббЯ Составитель О. Мещеряковаедактор А, Лежнииа Техред Л.Сердокова Корректор М, Демчик 2/57ВНИИ ака 303 роизводственно- олиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 Тираж б)2 Государственно делам изобрете осква, Ж, Р Подписнокомитета СССРй и открытийушская наб., д, 4/5