CS196097B1 - Zapojení elektronické ochrany pro jištění tyristorového spínače - Google Patents

Description

(54) Zapojení elektronické ochrany pro jištění tyristorového spínače

Předmětem vynálezu je zapojení elektronické ochrany pro jištění tyristorového spínače, sestávajícího z proudového transformátoru, operačního zesilovače, komparátoru a pametového členu.

U tyristorových aplikací se často vyskytuje antiparalelní zapojení dvou tyristorů jako tyristorového spínače. V pulsním režimu, kdy efektivní hodnota proudu v době pulsu převyšuje efektivní hodnotu trvalého proudu, je nutné chránit tyrístory ochranami, jako jsou například rychlé pojistky, tepelné pojistky. Žádná z těchto ochran není přesná, nebot neodvozuje impuls pro vypnutí zařízení z teploty přechodu, kterou nelze, přímo měřit. .Je známa rychlá a přesná elektronická ochrana, jejímž základem je náhradní elektrická impedance, odpovídající analogicky tepelné impedanci chráněného prvku. Tato impedance je zapojena do zpětné vazby operačního zesilovače a je napájena proudem úměrným ztrátovým výkonům, vznikajícím v polovodičovém prvku, takže na ní je napětí úměrné oteplení polovodičového přechodu. Dosáhne-li toto napětí určité velikosti, dá ochrana povel k vypnutí. Pro použití antiparalelního zapojení tyristorů je tato ochrana zbytečně složitá a chrání pouze jeden tyristor.

Při použití pro oba tyrístory ztrácí toto řešení na přesnosti, protože napětí na náhradní impedanci neodpovídá skutečnému okamžitému oteplení po 1 ovod ičového přechodu .

Uvedené nedostatky jsou odstraněny zapojením podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že první vstupní svorka operačního zesilovače je připojena přes druhý odpor na paralelní kombinaci prvního odporu a proudového transformátoru a dále přes třetí odpor na druhou vstupní svorku. Výstupní svorka operačního zesilovače je spojena přes rozdělovači Člen jednak přes obě náhradní impedance se vstupní svorkou a jednak přes komparátor s pamětovým členem. Dále paralelně ke druhému odporu mohou být připojeny dva různé nelineární členy a společný bod druhého odporu a prvního odporu je spojen s komparátorem.

Zapojením podle vynálezu lze chránit s vý hodou dva antiparalelní tyrístory jedinou elektronickou ochranou. Tím dochází k ušetře ní jednoho operačního zesilovače, komparátoru a úplně odpadá použití usměrňovači části zapojení, která usměrňuje signál z proudového transformátoru.

Na výkrese je znázorněno blokové schéma zapojení elektronické ochrany.

Tyristorový spínač, který je chráněn, se skládá ze dvou antipara1e1 ně zapojených tyristorů, je zapojen v primárním obvodu proudového transformátoru TR. Na vstupní svorky Z1, Z2 operačního zesilovače Z_ je přes odpory R2, R3 připojena paralelní kombinace prvního obvodu R1, sloužícího jako bočník, a sekundárního vinutí proudového transformátoru TR. Paralelně k odporu R2 jsou připojeny dva nelineární Členy N 1 ^a N2· Na výstupní svorku operačního zesilovače Z_ je připojen do série rozdělovači člen R, komparátor K a pamětový člen ]?.

Ve zpětné vazbě operačního zesilovače Z_ jsou přes rozdělovači člen R zapojeny dvě

96097 náhradní elektrické impedance M1 , M 2 odpovídající v elektrotepelné analogii tepelným impedancím chráněných prvků v tyristorovém spínači. Signál z bočníku R1 je také veden na vstup komparátorů K. Do komparátoru K jsou dále přiváděna pomocná napětí U_p| a U_p2 sloužící k nastavení hodnot vstupních napětí komparátorů K, při kterých má komparátor vyslat signál.

Funkce zapojení je následovná. Proud procházející tyristorovým spínačem po transformaci proudovým transformátorem TR vyvolá na odporu R1 úbytek napětí úměrný okamžitému zatěžovacímu proudu spínače, Toto napětí mění svou polaritu podle toho, který tyristor tyristorového spínače právě vede. Podle této polarity vstupního napětí je do zpětné vazby zesilovače £ zapojena pomocí r o z d ě 1 o va c í. ho členu R vždy náhradní impedance M1 nebo M2. Dva nelineární členy N 1 , N2 zapojené paralelně k druhému odporu R2 zajištují, že do příslušné zpětPŘEDMĚT

Claims (3)

1. Zapojení elektronické ochrany pro jištění tyristorového spínače, sestávajícího z proudového transformátoru, operačního zesilovače, komparátorů a pamětového členu, vyznačené tím, že první vstupní svorka /Z1/ operačního zesilovače /Z/ je připojena přes druhý odpor /R2/ na paralelní kombinaci prvního odporu /R1/ a proudového transformátoru /TR/ a druhá vstupní svorka /Z2/ operačního zesilovače /Z/ je připojena bud přímo, nebo přes třetí odpor /. R 3 / k prvnímu odporu /R1/, přičemž výstupní svorka operačního zesilovače /Z/ je spojené vazby teče vždy proud úměrný ztrátovým výkonům příslušného tyristoru, ačkoliv na odporu R1 je napětí úměrné zatěžovacímu proudu spínače. Na výstupu operačního zesilovače je napětí úměrné okamžité hodnotě oteplení přechodu toho tyristoru, který p-rávě vede. Toto napětí je vedeno do komparátoru K, kam se zároveň přivádějí pomocná napětí IJpj a Ug2· Jakmile oteplení jednoho z přechodu dosáhne maximální dovolené hodnoty, způsobí výstupní signál komparátoru K překlopení napětového členu P_, na jehož výstup je možno připojit zařízení pro signalizaci a další obvody potřebné k vypnutí zařízení.

Do komparátorů K je dále přiveden tignál přímo úměrný hodnotě z a t ě. Žo vac í ho proudu. Pří překročení určité nastavitelné hodnoty proudu dá komparátor K signál k vypnutí 1 v případě, že oteplení ještě nedosáhlo dovolené hodnoty.

VYNÁLEZU na přes rozdělovači člen /R/ jednak přes obě náhradní impedance /M1, M2/ se vstupní svorkou /21/ a jednak přes komparátor /K./. s pamětovým členem /?/.

2. Zapojení elektronické ochrany podle bodu 1, vyznačené tím, že paralelně ke dru hému odporu /R2/ jsou připojeny dva nelineární členy /N1, N2/.

3. Zapojení elektronické ochrany podle bodů 1 a 2, vyznačené tím, že společný bod druhého odporu /R2/ a prvního odporu / R1 /