專利名稱：變換設(shè)備的多重保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種變換設(shè)備的保護(hù)裝置，用于交一直一交變換設(shè)備，尤其對(duì)超過(guò)正常工作區(qū)的電變量起快速保護(hù)作用。
現(xiàn)有技術(shù)的變換設(shè)備保護(hù)裝置，當(dāng)超過(guò)正常工作區(qū)的電變量時(shí)，一般在主電路中取出過(guò)流信號(hào)，控制接觸器切斷主電路電源達(dá)到保護(hù)目的。由于大功率電磁接觸器動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)達(dá)100毫秒以上，而一般的開關(guān)管只能承受數(shù)十毫秒的過(guò)載量，從產(chǎn)生過(guò)流信號(hào)到控制切斷電源的速度顯得很慢，另外由于回路中存在電感，接觸器在斷開的瞬間會(huì)產(chǎn)生過(guò)高電壓易擊穿開關(guān)管，造成接觸器動(dòng)作、熔斷器和開關(guān)管經(jīng)常損壞，不能有效地保護(hù)開關(guān)管。
本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有封鎖、切斷、邏輯、直接四重快速保護(hù)電路的裝置，當(dāng)變換設(shè)備的主電路開關(guān)管出現(xiàn)峰值過(guò)流、過(guò)壓、平均過(guò)流、共態(tài)環(huán)流的現(xiàn)象時(shí)，能以微秒級(jí)的速度有效地保護(hù)主電路開關(guān)管，延長(zhǎng)變換設(shè)備的使用壽命。
本實(shí)用新型技術(shù)解方案是在被保護(hù)逆變器正負(fù)電源的回路中，分別串入電流取樣電阻取出電流信號(hào)，送至邏輯和直接兩條保護(hù)取樣電路，由于邏輯取樣起控點(diǎn)小于直接取樣起控點(diǎn)，因此電流信號(hào)首先通過(guò)邏輯保護(hù)取樣電路，由邏輯保護(hù)控制器發(fā)出指令實(shí)行封鎖、切斷、邏輯三重保護(hù)動(dòng)作。當(dāng)前三重保護(hù)失靈時(shí)，電流信號(hào)持續(xù)上升，直接取樣電路產(chǎn)生信號(hào)，正端直接信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)移電路匯同負(fù)端直接信號(hào)觸發(fā)可控硅實(shí)行短路分流逆變器的工作電源，以微秒級(jí)的速度將被保護(hù)逆變器拉回安全工作區(qū)，隨后跳閘切斷電源以實(shí)行直接保護(hù)動(dòng)作。
本實(shí)用新型可控整流電源連接被保護(hù)逆變器的正負(fù)電源分別串入電阻構(gòu)成正端和負(fù)端兩組電流取樣電路，每端電阻并聯(lián)兩條支路，第一條為邏輯保護(hù)取樣電路，第二條為直接保護(hù)取樣電路。邏輯保護(hù)取樣電路是由光電耦合器串電阻并聯(lián)在電流取樣電阻兩端，兩組的邏輯保護(hù)取樣電路中的光電耦合器的發(fā)射極與集電極共同送入邏輯保護(hù)控制器。邏輯保護(hù)控制器根據(jù)邏輯保護(hù)取樣信號(hào)發(fā)出指令分三端輸出，第Ⅰ端輸給可控整流電源觸發(fā)器構(gòu)成封鎖保護(hù)電路，實(shí)行封鎖保護(hù)動(dòng)作，第Ⅱ端輸給聲光報(bào)警器指示故障性質(zhì)，內(nèi)含的與或非門數(shù)字集成電路構(gòu)成邏輯保護(hù)指示電路，以實(shí)行邏輯保護(hù)動(dòng)作，第Ⅲ端輸給切斷保護(hù)接觸器的控制電路，帶動(dòng)可控整流電源正極串聯(lián)的接觸器主常開觸點(diǎn)構(gòu)成切斷保護(hù)電路，跳閘斷開，切斷電源，以實(shí)行切斷保護(hù)動(dòng)作。直接保護(hù)取樣電路是由穩(wěn)壓二極管串電阻并聯(lián)在電流取樣電阻兩端，穩(wěn)壓二極管作為比較監(jiān)別器，當(dāng)電流信號(hào)超出穩(wěn)壓值便會(huì)產(chǎn)生直接保護(hù)信號(hào)，穩(wěn)壓二極管與電阻的串聯(lián)點(diǎn)為直接保護(hù)取樣信號(hào)的輸出端、正端的輸出端送至直接保護(hù)取樣信號(hào)轉(zhuǎn)移電路。直接保護(hù)取樣信號(hào)轉(zhuǎn)移電路是由雙向可控硅串電阻組成，雙向可控硅的控制極連接正端直接保護(hù)取樣信號(hào)的輸出端，雙向可控硅的陰極連接第一只電流繼電器線圈與正端電流取樣電阻的連接點(diǎn)，雙向可控硅的陽(yáng)極串電阻與負(fù)端直接保護(hù)取樣信號(hào)輸出端共同送至直接保護(hù)電路，直接保護(hù)電路是由可控硅串第2只電流繼電器并聯(lián)在逆變器正負(fù)電源兩端，可控硅的陰極連接可控整流電源的負(fù)極，可控硅的控制極連接直接保護(hù)取樣信號(hào)轉(zhuǎn)移電路和負(fù)端直接保護(hù)取樣信號(hào)的輸出端，可控硅的控制極與陰極之間接有三只串聯(lián)的二極管或穩(wěn)壓二極管起限壓作用，可控硅的陽(yáng)極串第2只電流繼電器線圈連接雙向可控硅陰極。第2只電流繼電器的線圈內(nèi)阻很小，以便當(dāng)可控硅觸發(fā)時(shí)以微秒級(jí)的速度通過(guò)大電流短路分流被保護(hù)逆變器的工作電源。切斷保護(hù)接觸器控制電路中含有兩只電流繼電器的常閉觸點(diǎn)，當(dāng)兩只電流繼電器線圈通過(guò)電流常閉觸點(diǎn)動(dòng)作，使接觸器主常開觸點(diǎn)跳閘以實(shí)行切斷電源。
本實(shí)用新型的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和實(shí)施例由附圖來(lái)說(shuō)明。


圖1為本實(shí)用新型交流－直流－交流變換器的原理圖，1為單相或三相交流正弦波電源輸入端，2為單相半波正負(fù)雙輸出可控整流電源，3為切斷保護(hù)接觸器主常開觸點(diǎn)，4為第1只電流繼電器線圈，5為正端電流取樣電阻，6為被保護(hù)逆變器(即自激振蕩器)，7為負(fù)端電流取樣電阻，33為交流矩形波輸出端，1、2、3、4、5、6、7、33構(gòu)成交流－－直流－－交流變換器。8為正端第一支路中的光電耦合器，9為正端第一支路中的電阻，8與9相串成第一支路并聯(lián)在5的兩端，用作正端邏輯保護(hù)取樣電路，13為負(fù)端第一支路中的光電耦合器，14為負(fù)端第一支路中的電阻，13與14相串成第一支路并聯(lián)在7的兩端，用作負(fù)端邏輯保護(hù)取樣電器。8和13的集電極與發(fā)射極共同送至12，12為邏輯保護(hù)控制器(高靈敏繼電器)，分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ端輸出。24為可控整流電源觸發(fā)器控制2的工作狀況，24的工作狀況受12的Ⅰ端所控制構(gòu)成封鎖保護(hù)電路，即24作為2的觸發(fā)器，24中的電位器直接控制2的正負(fù)輸出電壓，24的F點(diǎn)與地相連，24便會(huì)停止工作，迫使2的正負(fù)輸出電壓為零，25為聲光報(bào)警器內(nèi)含的與或非門數(shù)字集成電路構(gòu)成多諧振蕩器，受12的Ⅱ端所控制構(gòu)成邏輯保護(hù)指示電路，26為接觸器線圈，27為接觸器付常開觸點(diǎn)，28為常開啟動(dòng)按鈕，29為常閉停止按鈕，30為接觸器工作電源，31為第一只電流繼電器常閉觸點(diǎn)，32為第二只電流繼電器常閉觸點(diǎn)，26、27、28、29、30、31、32組成切斷保護(hù)接觸器控制電路受12Ⅲ端所控制。10為正端第二支路中的穩(wěn)壓二極管，11為正端第二支路中的電阻，10與11相串成第二支路并聯(lián)在5的兩端，用作正端直接保護(hù)取樣電路。15為負(fù)端第二支路中的穩(wěn)壓二極管，16為負(fù)端第二支路中的電阻，15與16相串成第二支路并聯(lián)在7的兩端，用作負(fù)端直接保護(hù)取樣電路。17為電阻，18為雙向可控硅、其陰極連接4與5的連接點(diǎn)，控制極連接10與11的串聯(lián)點(diǎn)，陽(yáng)極串17接至19的正極，19、20、21為二極管三者串聯(lián)起限壓作用，21的負(fù)極連通2的負(fù)極，17、18、19、20、21組成正端直接保護(hù)信號(hào)轉(zhuǎn)移電路。22為第2只電流繼電器線圈，23為可控硅，其陰極連通2的負(fù)極、控制極連接19的正極再連通15與16的串聯(lián)點(diǎn)，陽(yáng)極串22接至4與5的連接點(diǎn)，22、23、4組成直接保護(hù)電路。
當(dāng)邏輯保護(hù)取樣信號(hào)超出設(shè)定值。由12發(fā)出指令，第一步由12的Ⅰ端發(fā)出封鎖信號(hào)控制24迫使2停止工作以實(shí)行封鎖保護(hù)動(dòng)作。第二步由12的Ⅱ端控制25發(fā)出聲光報(bào)警指示故障性質(zhì)。第三步由12的Ⅲ端控制切斷保護(hù)接觸器的控制電路，迫使3跳閘切斷電源，以實(shí)行切斷電源保護(hù)動(dòng)作。當(dāng)6中的開關(guān)管發(fā)生直通共態(tài)環(huán)流時(shí)，8和13同時(shí)產(chǎn)生邏輯保護(hù)信號(hào)送至12，由12重復(fù)上述三步動(dòng)作以實(shí)行邏輯保護(hù)動(dòng)作。當(dāng)上述封鎖、切斷、邏輯三重保護(hù)動(dòng)作因某種原因失靈時(shí)，本裝置還設(shè)有直接保護(hù)措施，此時(shí)5和7上的壓降持續(xù)上升至10和15的工作電壓時(shí)，10和15便會(huì)產(chǎn)生直接保護(hù)信號(hào)，10所產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)18、17轉(zhuǎn)移加至23的控制極，15所產(chǎn)生的信號(hào)也加至23的控制極，23便會(huì)觸發(fā)導(dǎo)通，以微秒級(jí)的速度短路分流6的工作電流、將6拉回安全工作區(qū)，隨后4和22得電吸動(dòng)31、32致使3跳閘切斷電源，以達(dá)到直接保護(hù)的目的。
本實(shí)用新型已成功地用于KZJD系列可控硅中頻矩形波電鍍電源設(shè)備中，能在設(shè)備的主電路開關(guān)管出現(xiàn)瞬時(shí)峰值過(guò)流過(guò)壓。平均過(guò)流，共態(tài)環(huán)流等現(xiàn)象時(shí)，以微秒級(jí)的速度有效地保護(hù)主電路開關(guān)管，以致設(shè)備能耐負(fù)載短路、開路、電網(wǎng)突然斷送電等沖擊，確保設(shè)備長(zhǎng)期可靠運(yùn)行。本實(shí)用新型還可用于類似的電源變換設(shè)備。
權(quán)利要求1.一種由可控整流電源、控制接觸器、逆變器等組成的變換設(shè)備的多重保護(hù)裝置，其特征在于被保護(hù)逆變器正負(fù)電源的回路中，包括取樣電路、邏輯保護(hù)控制器、直接保護(hù)取樣信號(hào)轉(zhuǎn)移電路、直接保護(hù)電路和切斷保護(hù)接觸器控制電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于取樣電路是在被保護(hù)逆變器的正負(fù)電源分別串入電阻構(gòu)成正端和負(fù)端兩組電流取樣電路，每端電阻并聯(lián)兩條支路，第一條為邏輯保護(hù)取樣電路，第二條為直接保護(hù)取樣電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于邏輯保護(hù)取樣電路是由光電耦合器串電阻并聯(lián)在電流取樣電阻兩端，兩組的邏輯保護(hù)取樣電路中的光電耦合器的發(fā)射極與集電極共同送入邏輯保護(hù)控制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于邏輯保護(hù)控制器由邏輯保護(hù)取樣信號(hào)發(fā)出分三端輸出，第Ⅰ端輸給可控整流電源觸發(fā)器構(gòu)成封鎖保護(hù)電路；第Ⅱ端輸給聲光報(bào)警器指示故障性質(zhì)，內(nèi)含的與或非門數(shù)字集成電路構(gòu)成邏輯保護(hù)指示電路，第Ⅲ端輸給切斷保護(hù)接觸器的控制電路，帶動(dòng)可控整流電源正極串聯(lián)的接觸器主常開觸點(diǎn)構(gòu)成切斷保護(hù)電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于直接保護(hù)取樣電路是由穩(wěn)壓二極管串電阻并聯(lián)在電流取樣電阻兩端，穩(wěn)壓二極管與電阻的串聯(lián)點(diǎn)為直接保護(hù)取樣信號(hào)的輸出端，正端的輸出端送至直接保護(hù)取樣信號(hào)轉(zhuǎn)移電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于直接保護(hù)取樣信號(hào)轉(zhuǎn)移電路是由雙向可控硅串電阻組成，雙向可控硅的控制極連接正端，雙向可控硅的陰極連接第一只電流繼電器線圈與正端電流取樣電阻的連接點(diǎn)，雙向可控硅的陽(yáng)極串電阻與負(fù)端直接保護(hù)取樣信號(hào)輸出端共同送至直接保護(hù)電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于直接保護(hù)電路是由可控硅串第2只電流繼電器并聯(lián)在逆變器正負(fù)電源兩端，可控硅的陰極連接可控整流電源的負(fù)極，可控硅的控制極連接直接保護(hù)取樣信號(hào)轉(zhuǎn)移電路和負(fù)端直接保護(hù)取樣信號(hào)的輸出端，可控硅的控制極與陰極之間接有三只串聯(lián)的二極管或穩(wěn)壓二極管，可控硅的陽(yáng)極串第2只電流繼電器線圈連接雙向可控硅陰極。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于切斷保護(hù)接觸器控制電路中含有兩只電流繼電器的常閉觸點(diǎn)。
專利摘要本實(shí)用新型是一種變換設(shè)備的保護(hù)裝置，用于交—直—交變換設(shè)備，尤其對(duì)超過(guò)正常工作區(qū)的電變量起快速保護(hù)作用。由于采用了封鎖、切斷、邏輯、直接四重快速保護(hù)電路的裝置，當(dāng)變換設(shè)備的主電路開關(guān)管出現(xiàn)瞬時(shí)峰值過(guò)流、過(guò)壓、平均過(guò)流、共態(tài)環(huán)流等現(xiàn)象時(shí)，能以微秒級(jí)的速度有效地保護(hù)主電路開關(guān)管，以致變換設(shè)備能耐負(fù)載短路、開路、電網(wǎng)突然斷送電等沖擊，確保設(shè)備長(zhǎng)期可靠運(yùn)行，本實(shí)用新型還可用于類似的電源變換設(shè)備。
文檔編號(hào)H02H7/122GK2058540SQ8921654
公開日1990年6月20日 申請(qǐng)日期1989年9月15日 優(yōu)先權(quán)日1989年9月15日
發(fā)明者張祥生 申請(qǐng)人:安徽省蕪湖縫紉機(jī)廠