CS213836B1

CS213836B1 - Electronic inverter

Info

Publication number: CS213836B1
Application number: CS946179A
Authority: CS
Inventors: Jan Halousek
Original assignee: Jan Halousek
Priority date: 1979-12-28
Filing date: 1979-12-28
Publication date: 1982-04-09

Abstract

Předmětem vynálezu je elektronický měnič. Vynález náleží do oboru elektroni ky, výroby ochranných zařízení pro jičtě- ní proti nadměrnému stoupnutí proudu. Se čí problém spolehlivého a bezpečného vypnu tí elektronického měniče vypínači, zařaze nými v místech nízkých proudů. Podstatou vynálezu je, že v transformátoru elektro nického měniče je uspořádáno pomocné vinu tí, které je propojené přes hlavní spínač s pojistným spínačem, paralelně připojeným epolečně s elektronickým spínačem přes tav nou pojistku ke zdroji stejnosměrného prou du. Předmět vynálezu je použitelný u včech výkonových elektronických měničů, zvláětě pak u měničů používaných pro elektrický geofyzikální průzkum, k jejichž výstupním svorkám jsou připojeny uzemňovací elektro dy, které se při vypnutém měniči přemisťu jí ÚbrThe subject of the invention is electronic converter. The invention belongs to the field of electron production of protective devices for yeast against excessive current rise. Se the problem of reliable and safe shutdown The electronic inverter switches, switches low currents. The essence of the invention is that in an electrical transformer an auxiliary blame is arranged which is connected via the main switch with safety switch connected in parallel epolically with electronic switch over t fuse to DC power supply du. The subject of the invention is applicable to bees power electronic converters, especially then for inverters used for electrical geophysical exploration to whose output grounding electrodes are connected to the terminals which is moved when the inverter is switched off her Úbr

Description

Předmětem vynálezu je elektronický měnič. Vynález náleží do oboru elektroniky, výroby ochranných zařízení pro jičtění proti nadměrnému stoupnutí proudu. Sečí problém spolehlivého a bezpečného vypnutí elektronického měniče vypínači, zařazenými v místech nízkých proudů. Podstatou vynálezu je, že v transformátoru elektronického měniče je uspořádáno pomocné vinutí, které je propojené přes hlavní spínač s pojistným spínačem, paralelně připojeným epolečně s elektronickým spínačem přes tavnou pojistku ke zdroji stejnosměrného proudu. Předmět vynálezu je použitelný u včech výkonových elektronických měničů, zvláětě pak u měničů používaných pro elektrický geofyzikální průzkum, k jejichž výstupním svorkám jsou připojeny uzemňovací elektrody, které se při vypnutém měniči přemisťují-The subject of the invention is an electronic converter. The invention belongs to the field of electronics, the manufacture of protection devices for overcurrent protection. There is the problem of reliably and safely switching off the electronic inverter with circuit breakers located at low current locations. It is an object of the invention that an auxiliary winding is provided in the transformer of the electronic converter, which is connected via a master switch to a safety switch connected in parallel with the electronic switch via a fuse to a direct current source. The present invention is applicable to all power electronic transducers, in particular transducers used for electrical geophysical exploration, to the output terminals of which grounding electrodes are connected which are displaced when the transducer is switched off.

Úbr. zÚbr. of

213 836213 836

Předmětem vynálezu je elektronický měnič, jehož budič připojený ke zdroji přes první vypínač je spojen přes druhý vypínač s elektronickým spínačem, připojeným ke zdroji a k transformátoru. Vynález ředí problém spolehlivého a bezpečného vypínání elektronického měničeoThe object of the invention is an electronic converter whose exciter connected to the power supply via the first switch is connected via the second switch to an electronic switch connected to the power supply and to the transformer. The invention addresses the problem of reliably and safely switching off the electronic converter

Přímé vypínání elektronického měniče vypínačem zařazeným v sérii ae zdrojem stejnosměrného proudu nebo v sérii a výstupními svorkami je náročné technicky 1 ekeonomicky, neboť vypínač v sérii se zdrojem proudu musí být upraven a přizpůsoben na vypínání relativně vysokých stejnosměrných proudů. S ohledem na vysoké napětí na výstupních svorkách musí vypínač v sérii β výstupními svorkami splňovat podmínky bezpečnosti proti úrazu elektrickým proudem. Vyhovět těmto podmínkám zvláětě u terénních elektronických měničů je obtížné, a proto se u nich používá tzv. nepřímé vypínání pomocí vypínačů zařazených v místech nízkého, bezpečného napětí. (Transverter AK 631 B, Sercel, Francie nebo Tranamitter M-3,Direct opening of the electronic inverter with a circuit-breaker in series or with a direct current source or in a series and output terminals is technically economically demanding, since the circuit-breaker in series with a current source has to be adapted and adapted to switch off relatively high DC currents. Due to the high voltage at the output terminals, the circuit-breaker in series β output terminals must meet the requirements for safety against electric shock. It is difficult to satisfy these conditions, especially for field electronic converters, and therefore they use the so-called indirect cut-off by means of switches placed in places of low, safe voltage. (Transverter AK 631 B, Sercel, France or Tranamitter M-3,

Huntec, Kanada, nebo Terrameter-T', ABEM, Švédsko, nebo 1FC-8, Scintrex, Kanada nebo Oga 2, Askania Conti Elektro, NSR).Huntec, Canada, or Terrameter-T ', ABEM, Sweden, or 1FC-8, Scintrex, Canada or Oga 2, Askania Conti Elektro, Germany).

Je známý elektronický měnič, Jehož budič je napájený ze zdroje přea první vypínač a přes druhý vypínač je spojený s elektronickým spínačem, připojeným ke zdroji a k transformátoru. Elektronický měnič se vypíná huS prvním vypínačem, který odpojí napájení budiče, nebo druhým vypínačem, který zamezí buzení elektronického spínače.There is known an electronic converter whose driver is fed from a power supply to a first switch and connected via a second switch to an electronic switch connected to the power supply and to the transformer. The electronic inverter is turned off by the huS with a first switch that disconnects the exciter power, or a second switch that prevents the electronic switch from exciting.

Nevýhodou známého elektronického měniče je nespolehlivý způsob vypínání, a tím nedostatečná bezpečnosti proti úrazu elektrickým proudem» I po vypnutí obou vypínačů zůstává elektronický spínač připojen ke zdroji stejnosměrného proudu. Poněvadž elektronický spínač obsahuje aktivní polovodičové prvky, které jsou schopné zesilovací funkce, může v něm v případě poruchy nastat kmitání, které vyvolá elektrické napětí na výstupních svorkách elektronického měniče. Elektrické napětí na výstuDních svorkách po vypnutí měniče způsobuje vážné ohrožení bezpečnosti proti úrazu elektrickým proudem osob, které přicházejí do styku s obvody zapojenými k výstupním svorkám. Je tomu tak např. v případě použití elektronického měniče při geofyzikálním elektrickém průzkumu. Po vypnutí měniče přemísťují průzkumoví pracovníci uzemňovací elektrody připojené k výstupním svorkám měniče. Nenl-li vypínání elektronického měniče spolehlivé a bezpečné i v případě poruchy, nelze u nich vyloučit úraz elektrickým proudem.A disadvantage of the known electronic inverter is the unreliable switch-off method and thus the lack of safety against electric shock »Even after both switches have been switched off, the electronic switch remains connected to a direct current source. Since the electronic switch contains active semiconductor elements which are capable of amplifying functions, there may be an oscillation in the electronic switch in the event of a fault, which causes an electrical voltage at the output terminals of the electronic converter. Voltage at the output terminals after switching off the inverter poses a serious threat to the safety against electric shock to persons coming into contact with the circuits connected to the output terminals. This is the case, for example, in the case of the use of an electronic converter for geophysical electrical reconnaissance. After turning off the drive, the surveyors move the ground electrodes connected to the output terminals of the drive. If switching off the electronic inverter is not reliable and safe even in the event of a fault, electric shock cannot be excluded.

Předmětem vynálezu, který odstraňuje uvedené nevýhody, Je elektronický měnič, jehož budič připojený ke zdroji přee první vypínač je spojen přea druhý vypínač a elektronickým spínačem, připojeným ke zdroji a k ťránsformátcAi. Podstatou vynálezu je, že v transformátoru je uspořádáno pomocné vinutí, propojené přes hlavní spínač a pojistným spínačem, paralelně připojeným společně s elektronickým spínačem přea tavnou pojistku ke zdroji»It is an object of the present invention to overcome the above-mentioned disadvantages of an electronic converter whose exciter connected to a source via a first switch is connected to a second switch and an electronic switch connected to a source and to a format. The principle of the invention is that an auxiliary winding is connected in the transformer, connected via a main switch and a safety switch, connected in parallel with the electronic switch, and the fuse is connected to the power supply »

Z hlediska velikosti pomocného vinuti je výhodné, když mezi pomocné vinutí s hlavním spínačem a pojistný spínač je zapojen ovládací obvod, v němž je za pomocným vinutím postupně zařazen zesilovač, klopný obvod a ovládací spínač.From the point of view of the size of the auxiliary winding, it is advantageous if a control circuit is connected between the auxiliary winding with the main switch and the safety switch, in which the amplifier, the flip-flop and the control switch are successively connected downstream of the auxiliary winding.

Obsluha elektronického měniče podle vynálezu ee zjednoduěí a urychlí, když hlavní spínač je mechanicky nebo elektricky spřažen alespoň s jedním vypínačem anebo s ovládacím spi1The operation of the electronic inverter according to the invention will simplify and accelerate when the main switch is mechanically or electrically coupled to at least one switch or control switch.

213 836 načem.213 836

Hlavní účinek elektronického měniče podle vynálezu spočívá ve zvýčené bezpečnosti práce· Obsluha měniče i pracovníci přicházející do styku s obvody zapojenými na výstupní svorky měniče jsou při vypnutém elektronickém měniči bezpečně chráněni před úrazem elektrickým proudem i v případě, že dojde k nenadálé poruše. Spolehlivého a bezpečného vypnutí elektrického měniče podle vynálezu je dosaženo bez rozměrných, technicky a ekonomicky nákladných vypínačů, zařazených v místech vysokých stejnosměrných proudů a napětí.The main effect of the electronic inverter according to the invention is to increase the safety of operation · The inverter operator and the personnel in contact with the circuits connected to the inverter output terminals are safely protected against electric shock even when the electronic inverter is switched off. Reliable and safe switching off of the electric converter according to the invention is achieved without the bulky, technically and economically expensive circuit breakers located at the locations of high DC currents and voltages.

Konkrétní provedení elektronického měniče podle vynélezu je znázorněno na přiloženém výkrese, kde na obr. 1 je blokové schéma základního zapojení elektronického měniče a na obr. 2 blokové schéma alternativního zapojení elektronického měniče s ovládacím obvodem.A particular embodiment of an electronic converter according to the invention is shown in the accompanying drawing, in which Fig. 1 is a block diagram of the basic connection of an electronic converter and Fig. 2 is a block diagram of an alternate connection of an electronic converter with a control circuit.

Součástí elektronického měniče podle vynálezu je budič 2, připojený na napájecí svorky 10 zdroje 1 stejnosměrného proudu přes první vypínač JI, viz obr. 1. Přes druhý vypínač J2 je budič 2 spojený s elektronickým spínačem £, zapojeným na transformátor J, opatřeným výstupními svorkami J'. ¥ transformátoru £ je upraveno pomocné vinutí 8, propojené přes hlavní spínač 11 β pojistným spínačem lg, který je napájen ze zdroje 1 přes tavnou pojistku 13. Ke zdroji 1 je přes tavnou pojistku 1} připojen i elektronický spínač £.The electronic converter according to the invention comprises an exciter 2 connected to the power terminals 10 of the DC power supply 1 via the first switch J1, see FIG. 1. Via the second switch J2, the exciter 2 is connected to an electronic switch 6 connected to a transformer J provided with output terminals J '. A transformer 8 is provided by an auxiliary winding 8, which is connected via a main switch 11 β by a safety switch lg, which is supplied from the source 1 via a fuse 13. The electronic switch 8 is connected to the source 1 via a fuse 1}.

V alternativním provedení, viz obr. 2, je mezi pomocné vinutí 6 s hlavním spínačem 11 a pojistný spínač 12 zapojen ovládací obvod g» který je připojený na napájecí svorky J£> zdroje 1 stejnosměrného proudu a ve kterém je za pomocným vinutím 8 postupně zařazen zesilovač 21» klopný obvod 92 a ovládací spínač gj. Prvý vypínač 31 nebo druhý vypínač 32 jsou mechanicky nebo elektricky spřeženy s hlavním vypínačem 11 a ovládacím spínačem gj.In an alternative embodiment, see Fig. 2, an auxiliary winding 6 with a main switch 11 and a safety switch 12 is connected to a control circuit g »which is connected to the power terminals 10 of the DC power supply 1 and in which it is sequentially connected downstream of the auxiliary winding 8. amplifier 21 »flip-flop 92 and control switch gj. The first switch 31 or the second switch 32 are mechanically or electrically coupled to the main switch 11 and the control switch gj.

Elektronický měnič podle vynélezu se přpraví k provozu rozpojením hlavního vypínačeThe electronic inverter according to the invention is prepared for operation by opening the main switch

11. Současně s hlavním vypínačem 11 se rozpojí spřežený ovládací spínač gj v ovládacím obvodu g · sepnou se spřažené vypínače JI, Jg v obvodu budiče 2. Sepnutím vypínačů JI, J2 se uvede do provozu budič 2 a přes elektronický spínač £ a transformátor prochézí proud.At the same time as the main switch 11, the coupled control switch gj in the control circuit g opens. The coupled switches J1, Jg in the exciter circuit 2 are closed. By closing the switches J1, J2, the exciter 2 is activated. .

Na výstupních svorkách J je vysoké napětí v rozmezí 100 Ϊ až 1000 V podle povahy geoelektric kého měření, při kterém se využívají zemní elektrody, na obr. nezakreslené, připojené k výstupním svorkám J. Při tomto měřeni je vyřazeno z funkce rozpojeným hlavním vypínačem 11 a ovládacím spínačem gj pomocné vinutí 8 transformátoru 2» ovládací obvod g, pojistný spínač 12 a tavná pojistka lj. Rozpojením spřažených vypínačů JI. J2 se odpojí budič 2 od zdroje 1 a elektronický spínač £ od budiče 2. Elektronický měnič podle vynálezu je vypnut, a na výstupních svorkách je napětí blízké nule. Pracovníci provádějící geoelektrické měření mají přemístit zemni elektrody připojené k výstupním svorkám J. Aby byla zajičtěna jejich bezpečnost proti úrazu elektrickým proudem, musí být jistota, že napětí na výstupních svorkách 7 elektronického měniče podle vynélezu kleslo z hodnoty např. 1000 V pod mez bezpečného napětí, tj. pod hodnotu 12 V. Poněvadž nelze vyloučit poruchy způsobené např. selháním* zkratováním spínačů JI, Jg nebo oscilací elektronického spínače £, který je v podstatě tranzistorovým zesilovačem trvale připojeným ke zdroji 1, sepne se současně s vypnutím spínačů JI, Jg hlavní vypínač 11, kterým se propojí pomocné vinutí 8 transformátoru g s pojistným spínačem lg · tavnou pojistkou 13 bu3 přímo, viz základní provedeni podle obr. 1, nebo přes ovládací obvod 2» viz alternativní provedení podle obr. 2. Nastala -li za tohoto stavuThe output terminals J have a high voltage in the range of 100 Ϊ to 1000 V, depending on the nature of the geoelectric measurement, using ground electrodes, not shown in the figure, connected to the output terminals J. In this measurement, the disconnected main switch 11 and the control circuit g, the safety switch 12 and the fuse lj. By disconnecting the JI circuit-breakers. The driver 2 is disconnected from the power supply 1 and the electronic switch 6 from the driver 2. The electronic converter according to the invention is switched off, and the output terminals have a voltage close to zero. The geoelectric measurement personnel should move the ground electrodes connected to the output terminals J. To ensure their safety against electric shock, it must be certain that the voltage at the output terminals 7 of the electronic converter according to the invention has dropped from eg 1000 V below the safe voltage limit. Since it is not possible to exclude disturbances caused by, for example, the failure of short-circuiting switches J1, Jg or oscillation of the electronic switch 8, which is essentially a transistor amplifier permanently connected to the source 1, the main switch closes simultaneously. 11, which connects the auxiliary winding 8 of the transformer g with the safety switch lg · with the fuse 13 either directly, see the basic embodiment according to FIG. 1, or via the control circuit 2 »see the alternative embodiment according to FIG.

213 836213 836

Ť porucha a na výstupních svorkách 2 zůstalo napětí vyěěí než 12 V, tedy napětí nebezpečné, indukuje se toto napětí do pomocného vinutí 8 transformátoru«Fault and the output terminals 2 have a voltage higher than 12 V, ie dangerous voltage, this voltage is induced in the auxiliary winding 8 of the transformer

V základním provedení elektronického měniče podle vynálezu, viz obr. 1, vznikne stejné napětí i na pojistném spínači 12, který se sepne. Sepnutím pojistného spínače 12 sa uzavře obvod zdroje 1 přes napájecí svorky 10, pojistný epínač 12 a tavnou pojistku lj. Okamžikem uzavření tohoto obvodu se zruěí napájení elektronického spínače £ a zamezí vzniku nebezpečného napětí na výstupních svorkách J. Současně se přetaví tavné pojistka lj. která zcela odpojí elektronický měnič podle vynálezu od zdroje 1«. Tím je zajištěno spolehlivé vypnutí elektronického měniče podle vynálezu a zajištěna i bezpečnost obsluhujících pracovníků.In the basic embodiment of the electronic converter according to the invention, see FIG. 1, the same voltage is also generated at the safety switch 12 which is closed. By closing the safety switch 12a the circuit of the source 1 is closed via the power terminals 10, the safety switch 12 and the fuse 11j. At the moment of closing this circuit, the power to the electronic switch 6 is cut off and the dangerous voltage at the output terminals J is prevented. which completely disconnects the electronic inverter according to the invention from the source 1 '. This ensures reliable shutdown of the electronic inverter according to the invention and ensures the safety of the operators.

Pomocné vinutí 8 u základního provedení elektronického měniče podle vynálezu obsahuje relativně velký počet závitů, -aby na něm vzniklo dostatečné napětí pro ovládání pojistného spínače 12. Mnohazávitové pomocné vinutí 8 nepříznivě zvyáuje hmotnost a rozměry elektronického měniče podle vynálezu. Proto je u alternativního provedení, viz obr. 2, zařazen před pojistný spínač 12 ovládací obvod 2» Napětí z pomocného vinutí 8, elektronicky zesílené v zesilovači 21» překlopí klopný obvod 92 do funkční polohy. Takto vzniklým elektrickým signálem, vedeným přes sepnutý ovládací spínač 22. J^e ^í^zen pojistný spínač 12 obdobně jako u základního provedeni. Použití ovládacího obvodu 2 umožňuje výrazně zmenšit rozměry a hmotnost pomocného vinutí 8, a tim i celého transformátoru»The auxiliary winding 8 in the basic embodiment of the electronic converter according to the invention comprises a relatively large number of turns to provide sufficient voltage to actuate the safety switch 12. The multi-winding auxiliary winding 8 adversely increases the weight and dimensions of the electronic converter according to the invention. Therefore, in an alternative embodiment, see Fig. 2, a control circuit 2 is placed in front of the safety switch 12. The voltage from the auxiliary winding 8, electronically amplified in the amplifier 21, swivels the flip-flop 92 to the functional position. With the resulting electric signal guided via the closed switch 22. A control J ^e ^ i ^Zen locking switch 12 similarly as in the basic embodiment. The use of the control circuit 2 makes it possible to significantly reduce the dimensions and weight of the auxiliary winding 8 and thus of the entire transformer »

Jako pojistného spínače 12 lze použít výkonového tranzistoru nebo tyrietoru. Je-li z důvodů prostorových uplatněn v zapojení ovládací obvod 2» který umožňuje, aby pomocné vinutí, 8 bylo malé, lze použít jako zesilovače 21 monolitického operačního zesilovače, zapojeného jako operační usměrňovač, jako klopného obvodu 22 lze použit tranzistorový monostabilní klopný obvod a jako ovládacího spínače 22 spínací tranzistor, odpojující napájeníA power transistor or thyristor can be used as a safety switch 12. If, for reasons of space, a control circuit 2 is provided which allows the auxiliary winding 8 to be small, it can be used as an amplifier 21 of a monolithic operational amplifier connected as an operational rectifier, a transistor monostable flip-flop circuit can be used of a control switch 22, a switching transistor, disconnecting the power supply

A operačního zesilovače. Tento spínací tranzistor je řízen stejným logickým signálem jako vypíhání budiče 2, avšak s takovou polaritou, že při vypnutí budiče 2 ee zapojí napájení operačního zesilovače 21·And operational amplifiers. This switching transistor is controlled by the same logic signal as the excitation of the exciter 2, but with such polarity that when the exciter 2 ee is switched off, it energizes the operational amplifier 21 ·

Elektronický měnič podle vynálezu je vhodný zvláště pro geofyzikální vysílače, určené pro napájení proudových okruhů při geoelektrickýoh měřeních. Tyto vysílače dodávají do okruhů, tvořených vodiči a zemními elektrodami proud až 3 A a napětí až 1000 V. V době jejich vypnutí ae ručně přemísťují zemní elektrody a tehdy je nutné, aby na elektrodách bylo bezpečné napětí.The electronic converter according to the invention is particularly suitable for geophysical transmitters intended for supplying current circuits in geoelectric measurements. These transmitters supply currents up to 3 A and voltages up to 1000 V to conductor and ground electrode circuits. At the time of their shutdown ae manually move the ground electrodes and at that time it is necessary to have a safe voltage on the electrodes.

Claims

An electronic converter whose exciter connected to a power supply via a first switch is connected via a second switch to an electronic switch connected to the power supply and to a transformer, characterized in that an auxiliary winding (8) is provided in the transformer (5) 11) with a safety switch (12) connected in parallel with the β electronic switch (4) via a fuse (13) to the power supply (1).

Electronic converter according to claim 1, characterized in that a control circuit (9) is connected between the auxiliary winding (8) and the main switch (11) and the safety switch (12), which is behind the auxiliary winding

213 836, the amplifier (91), the flip-flop (92) and the control switch (93) are sequentially connected by winding (8).

Electronic converter according to Claims 1 and 2, characterized in that the main switch (11) is mechanically or electrically coupled to at least one switch (31, 32) and / or a control switch (93).