Pierwszenstwo: Opublikowano: 29. II. 1972 64833 KI. 21 i*, 2 MKP H 02 h, 7/20 *a BIBLIOTEKA Twórca wynalazku: Czeslaw Szalomski Wlasciciel patentu: Wyzsza Szkola Marynarki Wojennej im. Bohaterów Westerplatte, Gdynia (Polska) Sposób pradowo-termicznego zabezpieczenia tyrystorów w zau¬ tomatyzowanych ukladach zawierajacych regulator pradu i uklad do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób pradowo-ter¬ micznego zabezpieczenia tyrystorów w zautomaty¬ zowanych ukladach zawierajacych regulator pradu i uklad do stosowania tego sposobu, przeznaczony do zabezpieczenia przed nadmiernym nagrzaniem i cieplnym uszkodzeniem zlacza krzemowego tyry¬ storów w prostownikach, przemiennikach czestotli¬ wosci oraz innych ukladach tyrystorowych.Znane sposoby zabezpieczenia termicznego tyry¬ storów polegaja na pomiarze temperatury zlacza lub korpusu tyrystora i przerywaniu przeplywu pradu przez tyrystory, gdy temperatura zlacza lub korpusu przekroczy zalozona graniczna wartosc.W znanych rozwiazaniach przerywania przeplywu pradu dokonuje sie poprzez blokade obwodów wyj¬ sciowych generatora impulsów sterujacych i odla¬ czenie ukladu od sieci zasilajacej lub zwiekszenie kata opóznienia zaplonu tyrystorów.Znane sposoby zabezpieczenia termicznego tyry¬ storów maja te wade, ze gdy temperatura zlacza lub korpusu tyrystora osiagnie zalozona wartosc graniczna, wówczas jest przerywany przeplyw pra¬ du przez tyrystory, wskutek czego jest unierucho¬ miony caly uklad napedowy lub inny.W wielu wypacfkach unieruchomienie ukladu jest niedopuszczalne i dlatego rezygnuje sie ze znanych sposób termicznego zabezpieczenia tyrystorów i wybiera sie tyrystory o pradzie nominalnym kil¬ kakrotnie przekraczajacym prad maksymalny ukla- 10 15 20 25 30 2 du, co podnosi koszt calego ukladu. Prócz tego w znanych rozwiazaniach zaklada sie jedna war¬ tosc graniczna temperatury korpusu tyrystora, po przekroczeniu której jest przerywany przeplyw pradu przez tyrystory, wskutek czego nie jest wy¬ korzystana dopuszczalna obciazalnosc pradowa ty¬ rystorów w calym zakresie zmian temperatury kor¬ pusu tyrystorów.Celem wynalazku jest zabezpieczenie pradowo- -termiczne tyrystorów w zautomatyzowanych ukla¬ dach zawierajacych regulator pradu, poprzez samo¬ czynne ograniczenie obciazenia pradowego tyrystor rów, stosownie do zmieniajacych sie warunków chlodzenia, a wiec bez przerywania przeplywu pra¬ du i przy zachowaniu ciaglosci dzialania ukladu.Celem wynalazku jest równiez pelne wykorzystanie dopuszczalnej obciazalnosci pradowej tyrystorów, co osiaga sie dzieki ograniczeniu obciazenia pra¬ dowego tyrystorów do wartosci dopuszczalnych wy¬ nikajacych z charakterystyki pradowo-termicznej tyrystorów, która przedstawia dopuszczalne warto¬ sci srednie lub skuteczne pradu, jaki moze plynac przez tyrystory w danej temperaturze korpusu.Sposób zabezpieczenia pradowo-termicznego ty¬ rystorów wedlug wynalazku polega na oddzialywa¬ niu sygnalem temperatury korpusu jednego z tyry¬ storów na sygnal zadajacy prad w kierunku ogra¬ niczenia go do wartosci dopuszczalnej, która wynika z charakterystyki pradowo-termicznej tyrystorów i przy której temperatury zlaczy tyrystorów nie 6483364833 przekraczaja górnej zalozonej wartosci granicznej, wynoszacej zwykle 110—125°C.Sygnal zadajacy prad jest ograniczany wtedy i tylko wtedy, gdy osiaga wartosc wieksza od do¬ puszczalnej. Dopóki sygnal zadajacy prad jest mniejszy od wartosci dopuszczalnej, dopóty sygnal temperatury korpusu tyrystora nie oddzialywuje nan i przez tyrystory plynie prad proporcjonalny do wartosci sygnalu zadajacego prad, przy czym temperatura zlaczy tyrystorów jest wówczas mniej¬ sza od zalozonej wartosci granicznej. Jezeli wartosc sygnalu zadajacego prad jest równa wartosci do¬ puszczalnej, to przez tyrystory plynie prad o war¬ tosci, przy której temperatura zlaczy tyrystorów osiaga zalozona górna wartosc graniczna.W wypadku pojawienia sygnalu zadajacego prad wiekszego od dopuszczalnego, tyrystory sa chro¬ nione przed przeplywem pradu wiekszego od do¬ puszczalnego i wzrostem temperatury zlacza po¬ wyzej zalozonej górnej wartosci granicznej oraz ewentualnym uszkodzeniem tyrystorów przez ogra¬ niczenie sygnalu zadajacego prad do wartosci do¬ puszczalnej. Poziom ograniczenia tego sygnalu nie jest staly i okresla go nieliniowa charakterystyka pradowo-termiczna tyrystorów, która wyznacza sie analitycznie lub eksperymentalnie.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, na którym poka¬ zany jest schemat blokowy ukladu wedlug wyna¬ lazku w zastosowaniu do znanego ukladu regulacji predkosci silnika pradu stalego zasilanego z prze¬ ksztaltnika tyrystorowego.Uklad regulacji zawiera regulator predkosci obro¬ towej Rn, który w ukladzie wedlug wynalazku jest zadajnikiem pradu, regulator pradu RI, i prze¬ ksztaltnik tyrystorowy PT.Uklad wedlug wynalazku sklada sie z pólprze¬ wodnikowego generatora 1 funkcji nieliniowej, przestrajalnego ogranicznika 2 amplitudy sygnalu, przetwornika pomiarowego temperatur korpusów tyrystorów, zadajnika pradu Rn i stopnia porów¬ nujacego 3 regulatora pradu RI. Generator 1 funkcji nieliniowej odtwarza zaleznosc dopuszczalnej war¬ tosci sredniej lub skutecznej pradu plynacego przez tyrystory, od temperatur korpusów tyrystorów. Na wejscie generatora 1 funkcji nieliniowej podaje sie sygnal temperatury korpusu jednego z tyrystorów pochodzacy z przetwornika pomiarowego tempera¬ tury korpusów tyrystorów, a na wyjsciu tego ge¬ neratora uzyskuje sie sygnal Id wartosci dopusz¬ czalnej pradu, jaki moze plynac przez tyrystory przy danej temperaturze ich korpusów.Na Wejscie pirzestrajaloego ogranicznika 2 amplitu¬ dy sygnalu podaje sie sygnal zadajacy prad I* i sy¬ gnal Id wartosci dopuszczalnej praciu. Przestrajalny ogranicznik 2 amplitudy sygnalu sluzy do ogranicze¬ nia wartosci sygnalu zadajacego prad I*, przy czym poziom ograniczenia amplitudy sygnalu zadajacego prad I* w przestrajalnym ograniczniku 2 ampli¬ tudy sygnalu nastawia sygnal Id wartosci dopusz¬ czalnej pradu pochodzacy z generatora 1 funkcji nieliniowej. Na wyjsciu ogranicznika 2 amplitudy sygnalu uzyskuje sie sygnal zadajacy prad Id*, który wprowadza tie na stopien porównujacy 3 regulatora pradu RI.Sygnal zadajacy prad Id* jest równy sygnalowi zadajacemu prad I*, gdy ten ostatni nie przekracza 5 wartosci sygnalu Id pradu dopuszczalnego. Gdy wartosc te sygnal I* przekroczy, to wówczas sygnal zadajacy Id* jest równy sygnalowi Id wartosci do¬ puszczalnej pradu, a regulator pradu RI powoduje, ze wówczas przez tyrystory plynie prad równy do- 10 pusizczalnemiu a temperatura zlaczy tyrystorów nie przekracza zalozonej górnej wartosci granicznej.Generator 1 funkcji nieliniowej zbudowany jest w znany sposób w oparciu o nieliniowa charakte¬ rystyke pradowo-termiczna tyrystorów podana 15 w katalogach lub wyznaczona analitycznie na pod¬ stawie przejsciowego oporu cieplnego tyrystorów.Przestrajalny ogranicznik 2 amplitudy sygnalu zbudowany jest równiez w znany sposób na ele¬ mentach pólprzewodnikowych. 50 Przetwornik pomiarowy temperatur korpusów ty¬ rystorów zbudowany jest w znany sposób w oparciu o termdstorowy uklad przeksztalcajacy tempera¬ ture korpusu tyrystora w proporcjonalne do niej napiecie. £5 Sposób pradowo-termicznego zabezpieczenia ty¬ rystorów i uklad do stosowania tego sposobu chro¬ nia tyrystory przed nadmiernym nagrzaniem zlaczy tyrystorów, które spowodowane jest nadmiernym pradem i pogorszeniem sie warunków chlodzenia, 30 wywolanych np. uszkodzeniem wentylatora wymu¬ szajacego przeplyw powietrza chlodzacego radia¬ tory, wzrostem temperatury powietrza chlodzacego radiatory, wzrostem oporu cieplnego na styku kor¬ pusu tyrystora z radiatorem oraz zanieczyszczeniem 35 i innymi zmianami na powierzchni radiatorów.Sposób i uklad wedlug wynalazku sa stosowane we wszystkich zamknietych ukladach regulacji, zawierajacych regulator pradu plynacego przez tyrystory. 40 PL