Устройство для защиты полупроводниковых устройств и контактных энергораспределителей переменного тока от токовой перегрузки

 

Изобретение относится к устройствам защиты электрических линий, машин и приборов . Цель изобретения - повышение надежности защиты. Цель достигается тем что в устройство введены соединенные последовательно амплитудный компаратор 1, нормализатор 2 длительности, триггерные расширители 3, триггерный нуль-индикатор 4, предварительное реле 5, электромагнитный пускатель 6, автоматический размыкатель 7,°фильтр 8, первый диодный мост 9 и тиристорный ключ 10. Блок 11 фазового управления амплитудой напряжения выходом соединен с управляющим входом тиристорного ключа 10. Устройство имеет также последовательно соединенные трансформатор 12 опорного напряжения и второй диодный мост 13. Выход его соединен с первым входом амплитудного компаратора 1 и входом блока 11 фазового управления амплитудой напряжения. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР! . (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В (21) 4802476/07 (22) 30.01.90 (46) 23.12.91. Бюл. М 47 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по разработке неразрушающих методов и средств контроля качества материала (72) А.И. Труфанов (53) 631.316.925 (088.8) (56) Перельмутер В.М, и др. Системы управления тиристорными электроприводами постоянного тока М.: ЭАИ, 1988, с, 230, Намитоков K.K. и др. Аппараты для защиты полупроводниковых устройств. М,:

ЭАИ, 1988, а. 69. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ УСТРОЙСТВ И КОНТАКТНЫХ ЭНЕРГОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЕЙ

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ОТ ТОКОВОЙ ПЕРЕГРУЗКИ

Изобретение относится к устройствам защиты электрических линий, машин и приборов, в частности к полупроводниковым (бесконтактным или статистическим) силовым аппаратам защиты тиристорных ключей от произвольного (неуправляемого) включения энергопередачи, Цель изобретения — повышение надежности защиты тиристорных ключей, контактных такораспределителей от выжигания электрической дугой и нагрузки от таковой перегрузки.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства защиты полупроводниковых устройств и контактных энергораспределителей переменного тока от токовой пере„„SU „„1700623А1 (я)ю Н 01 Н 3/08, Н 02 Н 7/085 (57) Изобретение относится к устройствам защиты электрических линий, машин и приборов. Цель изобретения — повышение надежности защиты. Цель достигается тем что в устройства введены соединенные последовательно амплитудный компаратор 1, нормализатор 2 длительности, триггерные расширители 3, триггерный нуль-индикатор

4, предварительное реле 5, электромагнитный пускатель 6, автоматический разл1ыкатель 7, фильтр 8, первый диодный мост 9 и тиристорный ключ 10. Блок 11 фазового управления амплитудой напряжения выходом соединен с управляющим входом тиристорнаго ключа 10. Устройство имеет также последовательно соединенные трансформатор 12 опорного напряжения и второй диодный мост 13. Выход его соединен с первым входом амплитудного компа- ратора 1 и входом блока 11 фазового управления амплитудой напряжения. 2 ил. грузки; на фиг.2 — эпюры напряжений, поясняющие работу устройства.

Устройство (см фиг,1) содержит соединенные последовательно амплитудный компаратор 1, нармализатор 2 длительности, триггерные расширители 3, ключ S>, триггерный нуль-индикатор 4, предварительное реле 5, электромагнитный пускатель 6, автоматический размыкатель 7, фильтр 8, первый диодный мост 9 и тиристорный ключ

10, блок 11 фазового управления амплитудой напряжения, выходом соединенный управляющим входом тиристорного ключа 10, последовательно соединенные трансформатор 12 опорного напряжения и второй диодный мост 13, вы1700623

40 ходом соединенный с первым входом змп литудного компаратора 1 и входом амплитудного компарзторз 14 блокз 11 фззового управления амплитудой нзг, ряжения. г:??Ок

11 фазовогоупрзвления амплитудой нгпояжения содерх<»?т соединенные последовзт 8 Г? ь н G 3 м п л и j у д н ы и . м и B o 3 f o O» 4, нормзлиззтор длительности 15, ус?»ли»те»1ь мощности 1» 6 и трансформа or i 7. Устрс йство может быть реализовано на типовых .?Икросх» мз (-1 8 пример для и(О,,»з «ч?381 о Оз длит льност?q, пред(. Гзвля»оше? о собой ждущий мультивибрзтор, выбрзнз м?лк,?»эсхемB серии К15»АГ1, позВОЛЯ:Ощся ззп» »ск!" о входу логическим "0", т.е. ззд»? И»и фронтом компзрзторз 1 напряжения {см фиг,26, r) который опережает нулевое состояние фазы переменного напряжения энергосети (па опорному напряжению синхронно повторяемому на входе амплитудного компзрзторз

1). Нормзлиззтор 2 формирует короткий (2

f4Kc) импульс временной фиксации {см фиг.

2 г), фиксирующий положение заднего фронтз строба амплитудного компзрзтора (см.фиг, 2 в). Далее нормализовзнный импульс (логическая "1") используется для запуска и сброса триггерных расширителей 3 в моменты, близкие нулевому состоя н»и»о переменного напряжении энергосети {с опережением).

Нз фиг.2 приняты обозначения: а— опорное напряжение, подаваемое íà Uf,„? амплитудного компзрзторз 1 и 14; б — фззоВое нзГ?рЯжени8, подзвземое нз U»»y.2 змп литудного компзрзтора 1; U? — уровень нзпряжен»щ;, б>лизкий ?<»?Улю; Up — мзксимзльный уоовень НЭПГ?я>ке(-»ия; в — ??мгр»льс»..1 нз выходе амплитудного компарзтора

{пунктиром обозначена длительность стробов при выбранном уровне постоянного нзи ряжения», à — узкие импульсы, вырзбзтывземые нормзлиэатором, длительности 2 (соответствуют заднему 4>GGHT! компарзторз 1); д — один такт двух тг?иггеров-рзсшиоителей 3 стробз {фронть» тпиггеGGB CGOTB8TCTBУ?ОТ ПО ВС»8»-?8НИ .1МП »BICBМ нормзлиэзторз по их заднему фронту): е— серия стробов нз выходе триггеров-озсширителей 3; ж — эпюры Hanpfi>KBHI па»? проИЗВОЛЬНОМ ВКЛ?ОЧЕНИИ iG fo-»B," >1, t . f3, (?, 15, Ц Тв СООТЕ8ТСТВУ?ЭТ Ч Ч?ЕРОМУ ЗНЗ".BHNIO СЕ«и; t2 произвольному моменту вкл»О"-. ения; t6 произвольному моменту выключения не сООтветствующсму нулеВому знзчен»л»О энерГОсети; э — имГ»ульс срзбзтывзния Tp!;;ггерного нуль-индикатора 4 в мо.:.BHTI,. Времени, соответствующие 3,,3 автоматической задержкой включения (Вь ключения); и — импульс с выхода триггерноf Q нgi»?ь-и»? Дикзторз л у»" и»л(: »ць».",, n» мощности и напря>кени?О, необходимый для срабатывания предварительных реле.

Устройство работает следующим обра3»ЭМ.

Нз первы»й Вход {U»-,x?) амплитудного комг;зраторз 1 и вход амплитудного компзрзторз 14, блокз фазового управления амплитудой наг.ряжения 11 ерез второй диодHLI мо =T 13 с трзнсформзт:.>рВ 12 1одз ется опорное напряженке, синхронное с напряжением литания сети (см.фиг. 2 а), нз второй В;<од амплитудного компзрзторз 1 (U ?<,z) подается постоянный уровень регулируемОГО нзп»рЯЖ6ния, обеспечи зз?Ощ»»?Й Выбор фазы, близкий к нулю (см.фиг. 2 б). Нз выходе змплитудного компзрзтора 1 сбргзуютсястробы выбранной длительности, отобрзжая сдвиг фа";û (см. Фиг. 2 в), Задним фронтом стробз компараторз 1 (несколько опережа?Ошим нулевое состояние напряжения сети) запускается нормализатор 2 длительности,. вырабатывающий узкие импульсы (см фиг. 2 г). Преднулевое опережение определяется временной задержкой системы упрзвления и исполнения для компенсации этой задержки по времени от момента формирования узкого строба нормзлиззтора 2 длительности до момента включения или отключения энергосети к силовым тиристооным ключам преобразователей, когда напряжение сети нз рззмыкателе равно или близкое к нулю, т.е, не вызывает произвольного (неупрзвляемого) включения тиристорных ключей даже в момент отключения энергосети, Импульсами ноомзлиэзторз 2 длит8льности эзпускзются триггерные расширители 3 стробз, которые вь»дают серию стробов (см.фиг. 2 е), ??ри включени?л (выключении) ключа S? при напряжении энергосети, не соответствующем нулевому значению (см,фиг. 2 ж), триггерный нуль-индикатор 4 срабатывает лишь э момент времени t3 u te (фиг. 2 3), соответствующие значению нзпряжения энергосе" т»л, близкому к нулевому с небольш»им

Опер8жени8м, Импульс, усиленный по мощности и по нзпряжени?о (см.ф» ?г, 2 и), полается на предвар»лтельноа реле 5.

Контзкторы предвзрительного реле 5 подают питание энергосети нз катушку электромагнитного п»ускателя 6, через кон.гзктн?По систему котОООГО включз8тся (отключз8тся) энергопитание сети через автоматический рззмыкатель 7, обеспечивающий автоматическое выключение энергопитания при коротком ззмыкзнии. Чеоез с8тевОЙ фильтр 8 защиты GT помех энергопитзн» е с звтоматиI8cKoro размыкзтеля 7 поступзет нз первый диодный мост 9, з далее — нз знод тиристорного ключа "10. Для получен? Я регулируемой

1700б23 амплитуды напряжения на нагрузке тиристорного ключа 10 введен по цепи управления блок 11 фазового управления амплитудой напря кения, синхронно связанный с изменением напряжения в энерго- 5 сети с помощью опорного напряжения и выбором амплитуды (фаэы) по второму входу установкой различных уровней постоярнаго напряжен:;я. Использование предложенного решения позволяет псвы- 10 сить надежность защиты vcTpoAGTB ст TQKG вой перегрузки за счет автоматической задержки включения (отключения) тиристорного ключа э момент достижения питающего напряжения, близкого или равного 15 нулю, повысить надежность контакторов от выжигания электрической дугой, тиристорного i -.ëþ÷ý оТ произвольнсгс включения и надежность элементов нагрузки, для которой время срабатывания автоматов токовой 20 защиты и плавких предохранителей ст коротких замыканий не исключает аварийности, улучшаются противопожарная и токовая безопасность производства, экономится время простоя производственных 25 процессов на замену плавких предохранителей, энергооборудования, продлевается срок службы, увеличивается надежность дорогостоящих (серебро, ти ана и др) контактсров магниных пускателей от выгорания 30 при дуговом разряде в моменты выкл счения (включеНия) энергосети в несоответствующие нулевому значению переменного напряжения.

Формула изобретения

Устройство для защиты полупроводниковых устройств и контактных энергораспределителей переменного тока от токовой перегрузки, содержащее последовательно соединенные предварительное реле, электромагнитный пускатель, автоматический размыкатель, фильтр, первый диодный мост и тиристорный ключ, блок фазового управления амплитудой напряжения, выходом подключенный к управляющему входу тиристсрного ключа, последовательно соед;::ненные трансформатор опорного напряжения и второй диодный мост, выходом подключенный к первому входу амплитудного компаратсра и входу блока фазового управления амплитудой напряжения, второй вход амплитудного компаратора предназначен для подключения фазового напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно дополнительно снабжено последовательно соединенными нормализаторсм длительности, триггерными расширителями, ключом и триггерным нуль-индикатором, выходом подключенным к входу предварительного реле, при этом вход нсрмализатора длительности соединен с выходом амплитуднсго ксмпаратора, 1700623

II I

le

Составитель А. Иилан

Редактор Н. Пазоренко Техред М,Моргентал Корректор M. Кучерявая

Заказ 4471 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-иэдательский комбинат "Патент", r. Ужгород.ул.Гагарина, 101