Устройство для защиты преобразователя от перенапряжений

 

Изобретение относится к электротехнике , а именно к преобразовательной технике, и может быть использовано для защиты преобразователей от перенапряжений. Целью изобретения является расширение области использования. При появлении перенапряжений передачу энергии перенапряжен ий производят так, что одновременно, например, пороговым узлом 6 формируют и подают сигналы на включение выпрямительного моста 5 и узла управления 24 времяимпульсного регулятора 15, тем самым создавая цепь заряда накопительного СЛ ГС 00 о Од 05 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК .,SU... 128

А1 (59 4 Н 02 Н 7/12

/ Q

f( и/

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н AST0PGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3843722/24-07 (22) 10.01..85 (46) 30.12.86. Бюл. Ф 48 ,(71) Запорожское производственное объединение "Преобразователь" (72) А. А, Карпенко, А. Г. Селин и Г, И. Плющаков (53) 621.316.925.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 678584, кл, Н 02 Н 7/10, 1978.

Авторское свидетельство СССР

9 1239785, кл, Н 02 Н 7/12, 01. 10.84 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и может быть использовано для защиты преобразователей от перенапряжений. Целью изобретения является расширение области использования ° При появлении перенапряжений передачу энергии перенапряжений производят так, что одновременно, например, пороговым узлом 6 формируют и подают сигналы на включение выпрямительного моста

5 и узла управления 24 времяимпульсного регулятора I5, тем самым создавая цепь заряда накопительного

1280668

2 минимального напряжения, нредставляющий собой последовательную цепь из резистора 16 и переменного резисто" ра 17, включенную на вход ВИР, и ключевой элемент 18, включенный на вход ВИР через дроссель 19, Ключевой элемент 18 зашунтирован последовательной коммутирующей цепью, состоящей из конденсатора 20 и дросселя

21, и встречно-параллельным диодом

22.

Положительной пиной ВИР через диод 23 подключен к положительному выводу конденсатора фильтра 2 постоянного тока преобразователя.

Управляющий электрод ключевого элемента 18 соединен с выходом узла 24 управления, входы которого сое динены с выходом "Пуск" порогового узла 6 и с переменным резистором 17 датчика минимального напряжения.

Узел 24 управления содержит задающий генератор 25, собранный, например, на четырех инверторах, выходом подключенный к делителю 26 частоты с дискретными значениями частоты от N ° f„ po Ея, выходы которого подключены на переключатель 27.

Выход переключателя 27 через дифференцирующую RG-цепь 28 подключен к входу однокаскадного усилителя 29 импульсов, выход которого соединен с базой транзистора 30, составляющего с транзистором 31 схему И 32.

База транзистора 3! через диод 33 и резистор,34 соединена с пороговым узлом 6 (фиг, 1). Коллектор транзистора 30 соединен с плюсом источконденсатора 14, а затем энергию перенапряжений преобразуют так, что при разряде накопительного конденсатора 14 ниже выбранного уровня формируют команду "Запрет" на запрещение работы узла управления 24 времяимпульсного регулятора 15, согласуют.уровень напряжения на накопительном конденсаторе 14 с уровнем напряжения на конденсаторе фильтра постоянного тока 2 преобра1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и может быть использовано для зашиты преобразователей от перенапряжений.

Целью изобретения является расширение области использования.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для защиты ! преобразователя от перенапряжений; на фиг. 2 и 3 — примеры выполнения схем инвертора; на фиг. 4 — принципи. альная схема порогового узла; на фиг, 5 - принципиальная схема узла управления, Устройство подключено к выходу преобразователя частоты, состоящего из выпрямителя 1, фильтра 2 постоянного тока, инвертора 3 и фильтра 4 переменного тока, и содержит силовой полууправляемый выпрямительный мост 5 с пороговым узлом 6. Выход преобразователя соединен с входом моста 5 и выходами 7, 8 и 9 порогового узла 6.

Входы (+, -) порогового узла соединены 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 накопительным конденсатором 14 и входом времяимпульсного регулятора (ВИР) 15, Выход ВИР 15 подключен к конденсатору фильтра 2 постоянного тока преобразователя, ВИР 15 содержит датчик

5 0

35 зователя путем дискретного выбора частоты включения времяимпульсного регулятора 15 в пределах частоты

fä выходного напряжения преобразователя до верхнего значения частоты, равной Nf„, где f>- частота выходного напряжения преобразоватеf<„ i f„; ьир

8ир частота включения времяимпульсного регулятора 15,Гц; f< — частотанапряжения на выходе преобразователя.5ил.

1280668 ника питания, а его эмиттер — с коллектором транзистора 31, Эмиттер транзистора 31 через резистор 35 соединен с минусом источника питания, а через резистор 36 — с базой транзистора 37, составляющего вместе с транзистором 38 схему И 39.

Коллектор транзистора 37 через ре-. зистор 40 соединен с плюсом источника питания, а его эмиттер — с .коллектором транзистора 38 °

Эмиттер транзистора 38 через первичную обмотку трансформатора 41 соединен с минусом источника питания, Последовательная цепь из элемента И 39 и первичной обмотки трансформатора 41 зашунтирована разрядным конденсатором 42„ вторичная обмотка трансформатора 41 выводом 43 подключена к управляющему электроду ключевого элемента 18 (фиг, 1), а вторым выводом — к катоду последнего.

Вход "Запрет" порогового узла 44 соединен с переменным резистором 17 (фиг. 1) датчика минимального напря жения, а выход — с базой транзистора 38 и через диод 45 — с базой транзистора 31.

Отрицательный вывод (-U) источника питания соединен с отрицательной шиной выпрямительного моста 5, Устройство работает следующим образом, Пока напряжение на выходе преобразователя (фиг, 1) не превышает до; пустимого уровня, пороговый узел 6 не вырабатывает сигналов управления по цепям 10, ll и 12 на включение вентилей катодной группы моста 5, Конденсатор 14 разряжен (Ui =О, где

U — напряжение на конденсаторе 14).

Команда "Пуск" с порогово го узла 6 в узел 24 управления не поступает, При этом в узел 24 управления поступает команда "Запрет" с резистора 17 датчика минимального напряжения, Ключевой элемент 18 закрыт, Времяимпульсный регулятор 15 не работает, Напряжение U на выходе ВИР равно напряжению на конденсаторе фильтра

2 постоянного тока преобразователя, При появлении перенапряжений на выходе преобразователя пороговый узел 6 вь рабатывает сигнал включения вентилей катодной группы моста

5 и одновременно сигнал "Пуск" в узел 24 управления, Энергия перенапряжений через открытые вентили моста 5 и резистор 13 поглощается накопительным конденсатором 14 и заря 5 жает последний до напряжения U<, При появлении напряжения U снима. ется команда "Запрет" с узла 24 управления, который вырабатывает импульсы управления ключевым элементом 18,.Когда ключевой элемент

18 включен, в дросселе 19 записывается дополнительная энергия. Когда ключевой элемент 1 8 выключен, эта энергия с напряжением U передается через диод 23 в конденсатор фильтра

2 постоянного тока с уровнем напряжения Uq, причем П > U о

Выключение ключевого элемента 18 происходит под действием колебательного перезаряда конденсатора 20 через открытый ключевой элемент 1 8, диод 22 и дроссель 21, причем длительность открытого состояния. элемента 18 зависит от параметров ком25 мутирующего контура, состоящего из дросселя 21 и конденсатора 20, Практически длительность открытого состояния t ключевого элемента 18 при выбранных параметрах дросселя 21 и конденсатора 20 остается постоянной °

Длительность закрытого состояния элемента 18 зависит от частоты включения ключевого элемента 18, определяемой параметрами узла 24 управле35 ния °

Уровень напряжения на выходе ВИР

U регулируется переключателем 27 путем дискретного изменения частоты

40 включения ключевого элемента 18, который связан зависимостью:

U =U

1-с f о частота включения ключевого элемента 18, Гц;

U — напряжение на конденсато1 ре 14, В; время открытоro состояния о ключевого элемента 18, с °

Узел 24 управления (фиг, 5) работает следующим образом.

Задающий генератор 25 через делитель 26 частоты, переключатель 27 и дифференцирующую цепь 28 подает импульсы на усилитель 29, с выхода которого импульсы с частотой Г поступают на базу транзистора 30 эле— мента И 32. 1280668

10

25

55 макс - и>

Транзистор 31 открывается по приходу на базу команды "Пуск" при одновременном отсутствии на базе команды "Запрет", На базу транзистора 37 через резистор 36 поступает сигнал с частотой f при совпадении сигналов на базах транзисторов 30 и 31.

При отсутствии команды "Запрет" на базе транзистора 38 транзисторы

37 и 38 открыты и конденсатор 42, предварительно заряженный до напря-. жения питания (+U), разряжается через последовательную цепь из элемента И 39 и первичной обмотки трансформатора 41. При этом с вторичной обмотки трансформатора 41 поступает сигнал с частотой f на ключевой элемент 18 (фиг, 1). Включается ВИР 15 и 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 этом прекращается разряд конденсатора 42 (фи r. 5) через пер вичную обмотку трпнсформатора 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 f „„которо, го выбрана из условия: где f — частота выходного напряжеи ния преобразователя, Гц, Делитель 26 частоты служит для дискретного понижения частоты (например, в 2, 4, 8 раз) в зависимости от требуемого напряжения U, на выходе 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 1С -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 снабжено времяимпульсным регулятором, а выпрямительный мост выполнен полууправляемым на неуправляемых вентилях анодной группы и управляемых вентилях катодной группы, управляющие входы которых подключены к выходу порогового узла, причем времяимпульсный регулятор включает в себя ключевой элемент с коммутирующей 1.С -цепью, подключенный .через дроссель к входу времяимпульсного регулятора, датчик минимального напряжения, вход. которого использован в качестве входа времяимпульсного регулятора и подключен к накопительному конденсатору, второй вывод которого подключен к отрицательной шине, узел управления ключевым элементом, включающий в себя задающий генератор, выходом через делитель частоты, переключатель и дифференцирующую

kC-цепь подключен к входу однокаскадного усилителя импульсов, выход которого подключен к одному входу первого элемента И, второй вход которого подключен к пороговому узлу, выход первого элемента И подклю- чен к одному входу второго элемента И, другой вход которого через пороговый элемент подключен к выходу датчика минимального напряжения, выход второго элемента И подключен к управляющему входу ключевого эле1280668 8 к конденсатору С -фильтра постоянного тока, мента, выход времяимпульсного регулятора предназначен для подключения (Риа 2

f2 И N У 8 7

Фиг,Ф! 280ббЯ

Составитель O. Мещерякова

Редактор А, Лежнииа Техред Л.Сердокова Корректор М, Демчик

Заказ 71 32/57 Тираж б12 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4