Способ защиты преобразователя,снабженного демпфирующим конденсатором,от импульсных перенапряжений

 

Изобретение относится к электротехнике , а именно к силовой преобразовательной технике. Целью изобретения является повышение надежности. Во время воздействия импульсного перенапряжения заряжают демпфирующий конденсатор (ДК) 5 через основной тиристор 4. Измеряют Ток заряда ДК 5 элементом 6 и сравнивают его с заданным пороговым значением. В то же время измеряют напряжение на ДК 5 с помощью делителя напряжения на резисторах 13, 16, сравнивают его с заданным опорным напряжением и при их равенстве разряжают ДК 5 до нулевого значения с помощью разрядного блока, выполненного на резисторе 11 и тиристоре 12, в случае, если измеренный ток меньше заданного порогового значения, В результате имеется возможность для уменьщения величины напряжения на ДК 5 без опасения незапирания основного тиристора 4, т.к. разрядный блок подключается только при запертом состоянии основного тиристора 4. 2 ил. S (О

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (59 4 Н 02 Н 7/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

+и, Диг. Р

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3901252/24-07 (22) 24.05.85 (46) 07.03.87, Бюл, У 9 (71) Уральское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (72) Б.С.Сергеев, В.И.Головин и IO,Ã.Êóòûåâ (53) 621.316.925.4 (088.8) (56) Глух Е,M., Зеленов В,Е. Защита полупроводниковых преобразователей,—

М.: Энергоиздат, 1982, с. 50,рис.3.2.

Авторское свидетельство СССР

В 970553, кл. Н 02 Н 7/12, 1981. (54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ, СНАБЖЕННОГО ДЕМПФИРУЮЩИМ КОНДЕНСАТОРОМ, ОТ ИМПУЛЬСНЫХ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к силовой преобразовательной технике. Целью изобретения является повышение надежности.

„„80„„1295476 А 1

Во время воздействия импульсного перенапряжения заряжают демпфирующий конденсатор (ДК) 5 через основной тиристор 4. Измеряют ток заряда ДК 5 элементом 6 и сравнивают его с заданным пороговым значением. В то же время измеряют напряжение на ДК 5 с помощью делителя напряжения на резисторах 13, 16, сравнивают его с заданным опорным напряжением и при их равенстве разряжают ДК 5 до нулевого значения с помощью разрядного блока, выполненного на резисторе 11 и тиристоре 12, в случае, если измеренный ток меньше заданного порогового значения. В результате имеется возможность для уменьшения величины напряжения на ДК 5 без опасения незапирания основного тиристора 4, т.к. разрядный блок подключается только при запертом состоянии основного тиристора 4. 2 ил.

1 29547Fi

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике, а именно к защитным схемам преобразователей постоянного напряжения от импульсных перенапряжений, и может 5 быть использовано в системах вторичного электропитания, где напряжение первичного источника имеет значительные, до (10-50)E» импульсы помехи существенной энергоемкости, например н бортовой сети локомотивов железнодорожного транспорта.

Целью изобретения является повышение надежности.

На фиг.1 изображена временная

f5 диаграмма действий способа защиты; на фиг.2 — схема устройства защиты, реализующего способ.

На временной диаграмме (фиг.1) приведены эпюры: U, — напряжение на

20 демпфирующем конденсаторе; i, — ток через,цемпфирующий конденсатор; ток через разрядное устройство.

Устройство защиты (фиг.2) содержит шины питания — плюсовую 1 и минусовую 2, подключенные к источнику питания U и к преобразователю 3, Между шинами 1 и 2 включена последовательная цепь, состоящая из основного тиристора 4, демпфирующего конценсатора 5 и токоиэмерительного элемента 6, н качестве которого может быть использован трансформатор тока или другой элемент (н частности резистор). Управляющий электрод тиристора 4 соединен с выходом компаратора 7 перного порогового элемента 8, входы которого подключены к источнику первого опорного напряжения U, и через делитель на резисторах 9 и 10

О 111 40 к шинам 1 и 2 питания. Точка подключения тиристора 4 к конденсатору

5 соединена через ограничивающий резистор 11 с анодом дополнительного тиристора 12 (цепь 11, 12 играет

45 роль разрядного устройства, а также через первый резистор 13 делителя напряжения второго порогового элемента 14 — с неинвертирующим входом компаратора 15, первым выводом второ50

ro резистора 16 того же делителя напряжения, коллектором выключающего транзистора 17 и первым выводом замедляющего конденсатора 18. Вторые выводы резистора 16, конденсатора 18

55 и эмиттер транзистора 17 подключены к шине 2. База транзистора 17 соединена с выходом порогового элемента

19, вход которого подключен к точке соединения демпфирующего конденсатора 5 и измерительного элемента 6 (к выходу токоизмерительного элемента), Работа устройства н отсутствии импульсов перенапряжения и защита преобразователя 3 при воздействии импульсов перенапряжения происходят следующим образом.

При отсутстнии импульсов перенапряжения демпфирующий конденсатор 5, ранее заряженный, заряжается током утечки основного тиристора 4. Напряжение на нем увеличивается и через время t> достигает значения Ц,, ко Ь Я торое. через коэффициент пропорциональности, определяемый делителем на резисторах 13 и 16 второго поро— гоного элемента 14, равно напряжению первого источника опорного напряжения U Тогда срабатывает компаратор 15 и его выходным сигналом открывается дополнительный тиристор

12. Демпфирующий конденсатор 5 форсированно через ограничивающий резистор 11 разряжается на время

Р

Следовательно, в процессе работы при помощи компаратора l5 измеряется напряжение на конденсаторе 5 возрас9

P тающее за время t з до напряжения U г н момент сравнения, когда U, =- U о при помощи выходного сигнала компаратора 15 включается разрядное устройство (элементы 11 и 12), Хонденсатор 5 разряжается до нулевого напряжения. При отсутствии разрядного устройства 11, 12 конденсатор 5 заряжается до напряжения Е„ (пунктирная линия9 фигФ1)Ф

Таким образом, имеется возможность для осуществления уменьшения величины разрядного резистора, т.е. для уменьшения резистора 11. В этом случае время разряда конденсатора 5 может быть сделано пренебрежимо малым по сравнению с длительностью остальных процессов работы схемы.

В момент времени t, (фиг.1) на шинах 1 и 2 питания появляется импульс перенапряжения. Первый пороговый элемент 8 включает основной тиристор 4 и демпфирующий конденсатор

5 начинает заряжаться. Ток его заряда в этом случае значительно больше тока заряда от тока утечки тиристора 4 (соответственно I,„ è I,„ )..Когда ток заряда конденсатора 5 достигнет величины порогового значения

129547á (1„„, на эпюре з,, фиг,1), то через пороговый элемент 19 открывается вы— ключающий транзистор 17. Этим исклю— чается открывание дополнительного тиристора 12, так как напряжение на неинвертирующем входе компаратора 15

Э становится малым и остается таким несмотря на то, что напряжение на конденсаторе 5 увеличивается по мере его заряда.

f0

Замедляющий конденсатор 18 служит для предотвращения открыв ния дополнительного транзистора 12 при открытом основном тиристоре 4. Фронт нарастания напряжения на демпфирующем конденсаторе 5 при его заряде от импульса перенапряжения достаточно мал, и интегрирующая цепь из эле- ментов 13 и 18 с постоянной времени

R, C„s не дает возможности компаратору 15 переключаться во вклювенное для тиристора 12 состояние. Схема с выключающим транзистором 17 позволяет более надежно запретить включение

25 дополнительного тиристора 12 во время воздействия импульса перенапряжения.

Таким образом, напряжение заряда демпфирующего конденсатора 5, обра: зованное током утечки основного тиристора 4, не увеличивается вьппе заданного уровня U,„, и через время и демпфирующий конденсатор 5 форсированно за время t, (относительно малое) разряжается до нулевого напря- З5 жения.

Если ток заряда демпфирующего конденсатора 5 не превышает порогового значения I„,, то любое имеющееся на конденсаторе 5 напряжение (по достиг жении нормы Г. „, ) разряжается на дополнительный тиристор 12. Если ток заряда превьппает норму Т„,, то доI полнительный тиристор 12 включается только после уменьшения этого тока до заданной нормы.

Следовательно, в предлагаемом устройстве, реализующем способ, имеется возможность для уменьшения величины напряжения на демпфирующем конденсаторе 5 без опасения незапирания основного тиристора 4, так как разрядный блок (элементы 11 и 12) подключается только при запертом состоянии основного тиристора 4.

Формула изобретения

Способ защиты преобразователя, снабженного демпфирующим конденсатором, от импульсных перенапряжений, заключающийся в том,что во время воздействия импульсного перенапряжения заряжают демпфирующий конденсатор, отличающийся тем, что, с целью повьппения надежности работы, измеряют ток заряда демпфирующего конденсатора, сравнивают его с заданным пороговым значением, измеряют напряжение на демпфирующем конденсаторе, сравнивают его c заданным опорным напряжением и при равенстве измеренного и заданного опорного напряжения разряжают демпфирующий конденсатор до нулевого значения в случае, если измеренный ток заряда при этом меньше заданного порогового значения. i395476

<с

Составитель О.Мещерякова

Техред В. Кадар

Редактор И.Николайчук

Корректор В,Бутяга

Заказ 624/59

Тираж 619

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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