Устройство для защиты инвертора

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗА1ДИТЫ ИНВЕРТОРА , содержащее тиристорный ключ, предназначенный для подключения анодом к положительному полюсу источника питания, а управляющим электродом подключенный к выходу блока управления , прерывающий конденсатор, включенный через прерывающий тиристор параллельно тиристорному ключу, первый дроссель, магнитосвязанный с вторым дросселем и соединенный одним выводом с катодом тиристорного ключа, а вторым выводом предназначенный для подключения к входу инвертора, о, т л ичающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности использования для прерывания аварийного тока с одновременным улучшением энергетических показателей посредством исключения дополнительного источника питания и устранения условий работы прерывающего конденсатора под напряжением в неаварийных режимах, в него введены блок снятия управляющих импульсов, дополнительный тиристор, дроссель насьщения, стабилитрон , три диода и два резистора, причем выход блока снятия управляющих импульсов подключен к входу блока управления тиристорного ключа, а вход i предназначен для подключения к цепям инвертора, дополнительный тиристор (Л анодом через второй дроссель предназначен для подключения к положительС ному полюсу источника питания, а катодом соединен с анодом прерывающего тиристора, цепь из последовательно соединенных первого диода, стабилитрона и дросселя насыщения включена между управляющим электродом и анодом 01 прерывающего тиристора, цепь из после-довательно соединенных второ -о диода Од и первого резистора,включена между управляющим электродом и анодом дополнительнЬго тиристора, а цепь из последовательно соединенных третьего диода и второго резистора включена параллельно первому дросселю..

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК..Я0„„1 3 3 53 63

А з(я) Н 02 Н 7/122

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3603732/24-07 (22) 10.06.83 (46) 23.09.84. Бюл. 35 (72) A.-М. А-.М. Абдулаев и Б.И. Бирюков (71) Азербайджанский политехнический институт им. Чингиза Ильдрыма. (53) 621.316.925.4(088.8) (56) 1. Глух Е.M., Зеленов В.Е. Защита полупроводниковых преобразователей.

М., Энергоиздат, 1982, с. 93, рис. 4.28.

2. Тиристоры. Технический справочник. Под ред. В.А. Лабунцова и др.

Пер. с английского. "Энергия", 1971, с. 134, рис. 5-10. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ИНВЕРТОРА, содержащее тиристорный ключ, предназначенный для подключения анодом к положительному полюсу источника питания, а управляющим электродом подключенный к выходу блока управления, прерывающий конденсатор, включенный через прерывающий тиристор параллельно тиристорному ключу, первый дроссель, магнитосвязанный с вторым дросселем и соединенный одним выводом с катодом тиристорного ключа, а вторым выводом предназначенный для подключения к входу инвертора, о. т st ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможнос" тей устройства путем обеспечения возможности использования для прерывания аварийного тока с одновременным улучшением энергетических показателей посредством исключения дополнительного источника питания и устранения условий работы прерывающего конденсатора под напряжением в неаварийных режимах, в него введены блок снятия управляющих импульсов, дополнительный тиристор, дроссель насыщения, стабилитрон, три диода и два резистора, причем выход блока снятия управляющих импульсов подключен к входу блока управления тиристорного ключа, а вход предназначен для подключения к цепям .ф инвертора, дополнительный тиристор анодом через второй дроссель предназначен для подключения к положительному полюсу источника питания, а катодом соединен с анодом прерывающего тиристора, цепь из последовательно соединенных первого диода, стабилитрона и дросселя насыщения включена

9и между управляющим электродом и анодом прерывающего тиристора, цепь из после-- СЛ довательно соединенных второго диода и первого резистора включена между управляющим электродом и анодом дополнительнЬго тиристора, а цепь из последовательно соединенных третьего диода и второго резистора включена параллельно первому дросселю,.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в преобразователях переменного напряжения в постоянное, а также в преобразователях частоты с промежуточным звеном постоянного тока.

Известен емкостный прерыватель, работа которого основана на прерывании аварийного тока посредством предварительно заряженной емкости. Устройство содержит тиристорный ключ, через который протекает ток нагрузки, прерывающий конденсатор, подключенный обкладками через прерывающий тиристор к тиристорному ключу, а так- 15 же внешний источник, обеспечивающий предварительный заряд конденсатора.

Индуктивность дросселя в цепи преобразователя с емкостным прерывателем обеспечивает перезаряд конденсатора и запирание прерывающего тиристора после перевода аварийного тока из цепи с тиристорным ключем в цепь прерывателя (1 1, Недостатками такого прерывателя д5 являются наличие дополнительного источника переменного тока для заряда прерывающего конденсатора; во

° всех неаварийных режимах работы пре-образователя прерывающий конденсатор находится под напряжением.

Наиболее близким предлагаемому по технической сущности является выключатель постоянного тока, содержащий последовательный тиристорный ключ, предназначенный для подключе.—

35 ния анодом к положительному полюсу источника питания, а управляющим электродом подключенный к выходу блока управления, прерывающий конденсатор, подключенный через прерывающий тиристор к анод-катоду тиристорного ключа, дроссель,магнитно связанный со входным дросселем преобразователя 323 °

Однако использование данной схемы для прерывания аварийного тока нецелесообразно, поскольку в схеме прерывающий конденсатор заряжается при любом неаварийном броске тока нагрузки и подготовка прерывающего конденсатора к последующему прерыванию возможна только после включения последовательного тиристорного ключа, когда конденсатор перезаряжается до 55 напряжения нужной полярности. Эти особенности работы схемы снижают эффективность использования конденсатора и

5161, увеличивают длительность процесса пре- рывания аварийного тока.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности использования для прерывания аварийного тока с одновременным улучшением энергетических показателей посредством исключения дополнительного источника питания и устранения условий работы прерывающего конденасатора под напряжением в неаварийных режимах.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для защиты инвертора, содержащее тиристорный ключ, предназначенный для подключения анодом к положительному.полюсу источника питания, а управляющим электродом подключенный к выходу блока управления, прерывающий конденсатор, включенный через прерывающий тиристор параллельно тиристорному ключу, первый дроссель, магнитно связанный с вторым дросселем и соединенный одним выводом с катодом тиристорного ключа, а вторым выводом предназначенный для подключения к входу инвертора, введены блок снятия управляющих импульсов, дополнительный тиристор, дроссель насыщения, стабилитрон, три диода и два резистора, причем выход блока снятия управляющих импульсов подключен к входу блока управления тиристорного ключа, а вход предназначен для подключения к цепям инвертора, дополнительный тиристор анодом через второй дроссель предназначен для подключения к положительному полюсу источника питания, а катодом соединен с анодом прерывающего тиристора, цепь из последовательно соединенных первого диода, стабилитрона и дросселя насьпцения включена между управляющим электродом и анодом прерывающего тиристора, цепь из последовательно соединенных второго диода и первого резистора включена между управляющим электродом и анодом дополнительного тиристора, а цепь из последовательно с оединеиных третьего диода и второго . резистора включена параллельно первому дросселю, На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема тиристорного прерывателя аварийного тока; на фиг. 2 — диаграммы токов и напряжений на элементах схемы.

1 115

45

55

Устройство содержит тиристорный ключ 1, анод которого соединен с положительным полюсом источника, прерывающий конденсатор 2, параллельно подключенный через прерывающий тиристор

3 к тиристорному ключу 1. Первый дроссель 4 одним выводом связан с катодом тиристорного ключа 1, а другим — со входом инвертора 5. Второй дроссель 6 параллельно подключен к прерывающему конденеатору 2 через дополнительный тиристор 7, причем первый и второй дроссели магнитно связаны. Последовательная цепь из диода 8, стабилитрона 9 и дросселя 10 насыщения, включенная между управляющим электродом и анодом прерывающего тиристора 3, образует управляющую цепь. Последовательная цепь из диода 11 и резистора 12, включенная между управляющим электродом и анодом дополнительного тиристора 7, образует управляющую цепь дополнительного тиристора 7.

Отпирающие сигналы на тиристорный ключ поступают из блока 13 управления, выходные импульсы которого могут быть сняты по сигналу, поступающему из блока 14 снятия импульсов при коротком замыкании в цепи инвертора 5. Первый дроссель 4 зашунтирован последовательной цепью из диода

15 и резистора 16.

На фиг. 2 кривая 17 показывает ток через прерывающий тиристор 1; кривая 18 — ток через прерывающий конденсатор 2; кривая 19 — напряже35 ние на конденсаторе 2; кривая 20— ток в дросселе 4.

Устройство работает следующим образом.

При возникновении аварии в цепи инвертора 5 управляющие импульсы с тиристорного ключа 1 по сигналу с блока 14 снимаются, а напряжение на дросселе 4 скачком меняется. На магнитосвязанном втором дросселе 6 индуктируется напряжение, и в цепи управления: диод 11 — резистор 12— управляющий электрод — катод тиристора 7 начинает протекать ток, который отпирает дополнительный тиристор 7. Начинается колебательный процесс заряда конденсатора 2 до напряжения, зависящего от соотношения.витков обмоток дросселей 6 и 4 (фиг. 2, этап С -t<, кривая 19). По достижении напряжением на конденсаторе 2 максимума ток в дросселе 6

161 4 спадает до нуля и тиристор 7 запирается. Одновременно к управляющей цепи: диод 8 — cTBGHJIEITpoH 9 — дроссель 10 насыщения — управляющий электрод— катод тиристора 3 прикладывается напряжение заряженного конденсатора 2.

Пробойное напряжение стабилитрона 9 соответствует максимальному напряжению на конденсаторе 2. Прерывающий тиристор 3 отпирается после пробоя стабилитрона 9. Дроссель 10 насыщения обеспечивает временную задержку момента отпирания тиристоров 3, необходимую для восстановления запирающих свойств дополнительного тиристора 7.

С отпиранием прерывающего тиристора

3 напряжение заряженного конденсатора 2 прикладывается к тиристорному ключу 1 в обратном направлении и запирает его. После запирания тиристорного ключа 1 на дросселе 4 скачком меняется напряжение, равное сумме напряжений источника питания и конденсатора 2. В магнитосвязанном дросселе 6 индуктируется аналогичный скачок напряжения, направленный навстречу напряжению конденсатора 2 и превышающий его по величине °

I !

В результате к дополнительному тиристору 7 прикладывается в прямом направлении напряжение, равное разности напряжений дросселя 6 и конденсатора 2. Через управляющую цепь: диод 11 — резистор 12 — управляющий электрод-катод потечет ток, отпирающий тиристор 7. Начинается второй этап " 12» Момент времени t1 харак теризуется началом перезаряда прерывающего конденсатора 2, который заканчивается после спадения тока в дросселе 4 до нуля и запиранием прерывающего тиристора 3. Время перезаряда охватывает этапы t„-t и t<- (фиг. 2).

Одновременно с запиранием прерывающего тиристора 3 запирается дополнительный тиристор 7, поскольку ток в магнитосвязанном дросселе 6 также спадает до нуля. После завершения этапов и -t и С -t на прерывающем

Й 3 конденсаторе 2 устанавливается напря. жение противоположной полярности (фиг. 2, этап и -t,,полярность указана в скобках, крйвая 19), благодаря которому по контуру: дроссель 6— диод 11 — резистор 12 — управляющий электрод — катод тиристора 7 — кон1115161

Фиа2 деисатор 2 потечет ток, который отпирает тиристор 7.

Начинается заключительный этап и -с, (фиг.2), в котором энергия конденсатора 2 гасится на резисторе 16 через магнитосвязанные дроссели 4 и 6 при условии, если соотношение индуктивиостей дросселей 4 и 6, емкости кондейсатора 2 и сопротивления резистора 16 исключает квлебательиый перезаряд конденсатора 2, В противном случае конденсатор 2 перезаряжается с частичной потерей энергии на резисторе 16. После перезаряда полярность напряжения на конденсаторе 2 соответствует условию готовности его к повторному прерыванию аварийного тока.

Таким образом, из схемы предлагаемого устройства исключается дополнительный источник переменного тока, само устройство управляется без применения специальных логических систем, прерывающий конденсатор заряжается в процессе аварийного режима, в остальных режимах работы преобразователя конденсатор заряжен, чем обеспечивается возможность применения устройства в системах бесперебойного питания и рациональный режим работы прерывающего конденсатора.

ВНИИПИ Заказ 6786/41.

Тираж 613 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4