CS196097B1

CS196097B1 - Connection of the electronic protection for the protection of the tyristor switch

Info

Publication number: CS196097B1
Application number: CS889577A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Bejvl; Zdenek Rohlena; Vojtech Hofman; Petr Starek; Josef Rychtera
Original assignee: Jaroslav Bejvl; Zdenek Rohlena; Vojtech Hofman; Petr Starek; Josef Rychtera
Priority date: 1977-12-28
Filing date: 1977-12-28
Publication date: 1980-02-29

Description

(54) Zapojení elektronické ochrany pro jištění tyristorového spínače(54) Connection of electronic protection for protection of thyristor switch

Předmětem vynálezu je zapojení elektronické ochrany pro jištění tyristorového spínače, sestávajícího z proudového transformátoru, operačního zesilovače, komparátoru a pametového členu.The object of the invention is to connect an electronic protection for protection of a thyristor switch, consisting of a current transformer, an operational amplifier, a comparator and a memory element.

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.In thyristor applications, there is often an anti-parallel connection of two thyristors as a thyristor switch. In pulse mode, when the effective value of the current at the time of the pulse exceeds the effective value of the continuous current, it is necessary to protect the thyristors with protections such as fast fuses, thermal fuses. None of these protections is accurate because it does not derive an impulse to switch off the device from a transition temperature that cannot be measured directly. A fast and accurate electronic protection is known, based on a substitute electrical impedance corresponding analogously to the thermal impedance of the protected element. This impedance is connected to the feedback of the operational amplifier and is supplied with a current proportional to the power dissipation generated in the semiconductor element, so that there is a voltage proportional to the temperature rise of the semiconductor transition. If this voltage reaches a certain magnitude, the protection will command a trip. To use an anti-parallel thyristor circuit, this protection is unnecessarily complex and protects only one thyristor.

Při použití pro oba tyrístory ztrácí toto řešení na přesnosti, protože napětí na náhradní impedanci neodpovídá skutečnému okamžitému oteplení po 1 ovod ičového přechodu .When used for both thyristors, this solution loses accuracy because the voltage at the substitute impedance does not correspond to the actual instantaneous warming after 1 conductor transition.

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.These drawbacks are overcome by the circuitry of the present invention, wherein the first input terminal of the operational amplifier is connected via a second resistor to a parallel combination of the first resistor and the current transformer and further through a third resistor to the second input terminal. The output terminal of the operational amplifier is connected via a splitter to both the input impedance and the input terminal and to a comparator with a memory member. Further, two different non-linear members may be connected in parallel to the second resistor and a common point of the second resistor and the first resistor is connected to the comparator.

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.By the connection according to the invention, two antiparallel thyristors can advantageously be protected by a single electronic protection. This saves one operational amplifier, comparator and completely eliminates the use of a rectifier part of the circuit that rectifies the signal from the current transformer.

Na výkrese je znázorněno blokové schéma zapojení elektronické ochrany.The drawing shows a block diagram of the electronic protection circuit.

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 ]?.The thyristor switch to be protected consists of two antiparallel connected thyristors, which is connected in the primary circuit of the current transformer TR. A parallel combination of the first shunt R1 circuit and the secondary winding of the current transformer TR is connected to the input terminals Z1, Z2 of the operational amplifier Z_ via resistors R2, R3. Two non-linear N1 ^and N2 members are connected in parallel to the resistor R2.

Ve zpětné vazbě operačního zesilovače Z_ jsou přes rozdělovači člen R zapojeny dvěIn the feedback of the operational amplifier Z, two are connected via the splitter R

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.96097 equivalent electrical impedance M1, M 2 corresponding to electrothermal analogy of thermal impedances of protected elements in thyristor switch. The signal from the shunt R1 is also applied to the input of comparators K. The comparator K is further supplied with auxiliary voltages U _p | a U _p 2 used to set the comparator input voltage values K at which the comparator is to send a signal.

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 zpětPŘEDMĚTThe wiring function is as follows. The current passing through the thyristor switch after transformation by the current transformer TR causes a voltage drop at the resistor R1 proportional to the instantaneous load current of the switch. This voltage changes its polarity according to which thyristor of the thyristor switch is currently conducting. Depending on this polarity of the input voltage, it is connected to the amplifier feedback by means of an inverter. always impedance M1 or M2. Two non-linear members N 1, N2 connected in parallel to the second resistor R2 ensure that

Claims

1. Connection of an electronic protection for protection of a thyristor switch, consisting of a current transformer, an operational amplifier, comparators and a memory element, characterized in that the first input terminal (Z1) of the operational amplifier (Z) is connected via a second resistor (R2) the resistor (R1) and the current transformer (TR) and the second input terminal (Z2) of the operational amplifier (Z) are connected either directly or via a third resistor. R 3) to the first resistor (R1), wherein the output terminal of the operational amplifier (Z) of the coupled coupling always flows proportional to the dissipated power of the respective thyristor, although at resistor R1 the voltage is proportional to the load current of the switch. At the output of the operational amplifier, the voltage is proportional to the instantaneous warming value of the junction of the thyristor that leads. This voltage is fed to comparator K, where the auxiliary voltages IJpj and Ug2 are supplied at the same time. · As soon as the warming of one of the transitions reaches the maximum permissible value, the comparator output signal K overturns the voltage element P_to output. needed to turn off the device.

In addition, comparators K are supplied with a signal proportional to the value of z and t. Mowing current. If a certain adjustable current value is exceeded, the comparator K gives a signal to switch off 1 if the temperature has not yet reached the permissible value.

SUMMARY OF THE INVENTION via a splitter (R) on the one hand through both the replacement impedances (M1, M2) with the input terminal (21) and on the other hand via the comparator (K.). with memory member /? /.

2. Connection of electronic protection according to claim 1, characterized in that two non-linear elements (N1, N2) are connected parallel to the second resistor (R2).

3. Connection of electronic protection according to items 1 and 2, characterized in that the common point of the second resistor (R2) and the first resistor (R1)