Opublikowano: 1 7. US» 1965 50187 KI. 21d2,12/03 MKP H 02 m UKD 4/ok Twórca wynalazku: mgr inz. Wiktor Szczepiórkowski Wlasciciel patentu: Instytut Elektrotechniki, Warszawa (Polska) BIBLIOTEKA Uf«**i Patentowa mm mmmm wm_ Uklad szybkiej blokady siatkowej prostowników rteciowych Uklad szybkiej blokady siatkowej prostowników rteciowych wedlug wynalazku dziala w przypadku powstania zaplonu wstecznego na jednej z anod prostownika rteciowego i sluzy do ograniczania pradu zwarcia oraz zablokowania przy pomocy ujemnego potencjalu podawanego na siatki steru¬ jace — pozostalych anod.Uklad moze byc wykorzystany w prostownikach skladajacych sie z zaworów pójedynczo-anodowych lub wieloanodowych.Stosowane dotychczas uklady blokady siatkowej prostowników maja szereg wad. Jeden ze znanych i podstawowych, ukladów wykorzystujacy przekaz¬ nik elektromagnetyczny ma przewody anodowe przelozone przez swój rdzen w odpowiedniej ko¬ lejnosci. W czasie pracy normalnej wystepuje rów¬ nowaga pomiedzy polami magnetycznymi od posz¬ czególnych przewodów anodowych i przekaznik nie jest pobudzony.W przypadku zaplonu wstecznego dowolnej ano¬ dy prostownika i zwiazanej z tym zjawiskiem zmiany kierunku pradu w tej anodzie nastepuje zmiana stanu magnetycznego rdzenia i zadzialanie przekaznika. Styki przekaznika zwieraja transfor¬ mator siatkowy wskutek czego na siatkach prosto¬ wnika pozostaje tylko ujemny potencjal blokujacy prostownik.W innym znanym i podstawowym ukladzie spa¬ dek napiecia otrzymany z przekladników prado¬ wych (zainstalowanych po stronie pierwotnej trans- 10 15 20 25 30 formatora zasilajacego) po wyprostowaniu steruje siatke tyratronu w obwodzie siatkowym prosto¬ wnika. W czasie normalnej pracy prostownika na¬ piecie otrzymywane jest za male do zwolnienia ty¬ ratronu.Podczas duzych przeciazen, zwarc zewnetrznych i zaplonów wstecznych napiecie to ma amplitude wystarczajaca do zwolnienia tyratronu. Na siatki prostownika zostaje podany potencjal ujemny wy¬ starczajacy do zablokowania prostownika.Do najwazniejszych wad pierwszego ukladu na¬ lezy stosunkowo dlugi czas dzialania, który od chwili zaplonu. wstecznego do chwili zablokowania prostownika wynosi od 6 msek do 10 msek, skom¬ plikowany uklad zasilania siatkowego wynikajacy z koniecznosci zabezpieczenia transformatora siat¬ kowego przed zbyt dlugim okresem pracy w stanie zwarcia a ponadto koniecznosc czestej konserwacji i regulacji przekaznika elektromagnetycznego.Jedna z najwazniejszych wad drugiego ukladu jest brak selektywnosci tj. nie odrózniania zwarc zewnetrznych od zaplonów wstecznych. W wielu zastosowaniach prostowników rteciowych np. na podstacjach trakcyjnych zasilajacych kilka odbio¬ rów, w zwarciowni do badania aparatury lacze¬ niowej rozróznienie zwarcia od zaplonu wstecznego ma zasadnicze znaczenie.Wprawdzie uklad drugi dziala szybciej niz uklad z przekaznikiem elektromagnetycznym, jednak ze wzgledu na indukcyjnosc transformatora zasilaja- 5018750187 cega prostownik, impuls zwalniajacy pojawia sie na siatce tyratronu z pewnym opóznieniem w sto¬ sunku do chwili zaplonu.Uklad zawiera duza ilosc elementów jak prze- kladniki pradowe, transformatory izolacyjne i po¬ mocnicze, szereg prostowników suchych itp. Zasto¬ sowany tyratron wymaga zasilania grzejnika kato¬ dy wobec czego uklad nie moze byc natychmiast gotowy do dzialania.Ponadto obydwa uklady ze wzgledu na zastoso¬ wane elementy (przekaznik elektromagnetyczny, tyratron) maja ograniczona zywotnosc. Uklad szyb¬ kiej blokady siatkowej wedlug wynalazku nie po¬ siada powyzszych wad.Uklad ten zawiera tylko elementy statyczne i dlatego przy wlasciwym doborze, zywotnosc ich jest praktycznie nieograniczona. Uklad charakte¬ ryzuje sie duza prostota i reaguje tylko na zaplon^'J wsteczne w prostowniku rteciowym.Fig. 1 rysunku przedstawia przykladowo uklad szybkiej blokady siatkowej, wykonany zgodnie z wynalazkiem sluzacym do zabezpieczania prosto¬ wnika rteciowego trójanodowego. Uklad ten zawie¬ ra czujnik 1, którego rdzen naklada sie na kabel anodowy lOa.Czujnik 1 stanowi rdzen magnetyczny bez szcze¬ liny o prostokatnej petli histerezy, na który nawi¬ nieto uzwojenia: la sluzace do wstepnego podma- gnesowania i polaryzacji magnetycznej rdzenia i Ib, w którym w chwili zaplonu wstecznego indu¬ kuj e sie impuls zwalniajacy.Rdzen czujnika oraz uzwojenia sa izolowane od¬ powiednio do napiecia znamionowego prostownika.Uklad zawiera ponadto czwórnik formujacy imp^s 2 skladajacy sie z prostownika D i opornika R polaczonych jak na fig. 3 rysunku, dwójnik sprze¬ gajacy 3 skladajacy sie z diod pólprzewodnikowych Dx polaczonych jak na fig. 3 rysunku/ogranicznik amplitudy 4 skladajacy sie z opornika Rd i diody Zenera DZ polaczonych jak na fig. 3 rysunku, przerzutnik Schmitta 5, transformator izolacyjny 6 umozliwiajacy stosowanie ukladu przy dowolnym napieciu znamionowym zespolu, czwórnik formuja¬ cy impuls pradowy 7 typu „T" skladajacy sie z diod pólprzewodnikowych i opornika oraz tyrys¬ tor 8.Prostownik o wiekszej liczbie anod lub zaworów wymaga tylko dodatkowej liczby czujników 1, czwórników formujacych 2 oraz diod w dwójniku sprzegajacym 3. Liczba tych elementów musi byc bowiem równa liczbie anod prostownika np. dla prostownika szescioanodowego powinno byc 6 czuj¬ ników itp. " Fig. 2 przedstawia schematycznie charakterystyke magnetyczna rdzenia czujnika 1.Fig. 3 przedstawia zastosowane w czwórniku formujacym 2, dwójniku sprzegajacym 3 oraz ogra¬ niczniku amplitudy 4 elementy i sposób ich elek¬ trycznych polaczen. Dzialanie ukladu jest nastepu¬ jace: Podczas podmagnesowywania wstepnego stalym przeplywem punkt pracy rdzenia oznacza litera a.Przy pracy normalnej w czasie obciazenia prosto¬ wnika punkt pracy zajmuje polozenie na odcinku 5 a—b charakterystyki magnesowania.Powstajace pod wplywem zmian indukcji AB = = Bb — Ba wedlug fig. 2 impulsy maja niewielka amplitude i nie moga zmieniac stanu przerzutnika 5. Tyrystor 8 pozostanie zablokowany, gdyz przez io jego bramke nie poplynie prad. W chwili zaplonu wstecznego prostownika rteciowego nastepuje zmia¬ na kierunku pradu w przewodzie anodowym lOa, co spowoduje przemagnesowanie rdzenia czujnika 1 i przeniesienie sie punktu przy pracy do punk- 15 tu C.Pod wplywem zmiany indukcji AB = Ba — —(—Be) = Ba + Be w uzwojeniu Ib powstaje im¬ puls?- o znacznej amplitudzie wystarczajacej do zWany stanu przerzutnika 5. 20 Otrzymany z przerzutnika impuls pradowy po¬ przez transformator izolacyjny 6 i czwórnik for¬ mujacy impuls pradowy 7 powoduje zwolnienie tyrystora 8 i umozliwia przeplyw pradu przez opor¬ nik katodowy 9 ze zródla pradu stalego przylaczo- 25 nego biegunem dodatnim do katody prostownika.Wskutek spadku napiecia na oporniku katodo¬ wym 9 siatki prostownika 10 uzyskuja ujemny potencjal, powodujacy zablokowanie pozostalych anod, które tym samym nie podejma pracy. Nastapi ZQ wtedy zgaszenie luku zaplonu wstecznego. Czas dzialania ukladu szybkiej blokady siatkowej we¬ dlug wynalazku nie przekracza 1 msek. 35 PL