Любой из этих режимов связан с быстрым нарастанием тока на аварийном участке и перегрузкой полупроводниковых приборов. При перегрузке возникают потери мощности в р-n–переходе, а его температура, вследствие малой теплоёмкости, резко возрастает. В случае превышения некоторого критического значения температуры р-n–перехода полупроводниковый прибор выходит из строя, поэтому температура является основным параметром, характеризующим перегрузочную способность полупроводниковых приборов.
Поэтому основными требованиями, предъявляемыми к устройствам защиты, являются:
· максимальное быстродействие для ограничения амплитуды и длительности аварийного тока;
· иметь высокую чувствительность, чтобы на более ранней стадии аварийного режима начать процесс ограничения тока;
· не допускать ложных срабатываний;
· иметь высокую надёжность и простоту.
Защита зависимых инверторов наиболее эффективна с применением методов принудительного гашения аварийного тока. Вариант такого устройства показан на рис.8.
Рис.8.Устройство защиты мгновенного действия ЗИ.
По сигналу с датчика аварийного тока одновременно со снятием управляющих импульсов с тиристоров инвертора подаются управляющие импульсы на тиристоры Т1 и Т2 устройства защиты. Через открывшиеся тиристоры Т1 и Т2 напряжения предварительно заряженного конденсатора С прикладывается к тиристорам инвертора и закрывает их. Происходит коммутация аварийного тока в цепь перезаряда конденсатора С, который перезаряжается через входную индуктивность инвертора L. Характер перезаряда должен быть колебательным, тогда тиристоры Т1 и Т2 закроются в момент перехода тока перезаряда через нуль, а затем конденсатор С снова перезаряжается до исходной полярности через резисторы R1 и R2.
Цепочка T3R3 необходима для исключения накопления энергии в магнитном поле входной индуктивности инвертора L. Величина коммутирующей ёмкости С определяется из выражения
,
где I0 – входной ток инвертора в момент срабатывания защиты,
t – время, необходимое для коммутации тока и восстановления управляющих свойств тиристоров,
Ud – напряжение источника постоянного тока.
Важную роль в системах защиты вентильных преобразователей играют датчики аварийного тока.
Для фиксирования начала аварийного режима в цепях постоянного тока можно использовать свойство магнитных материалов с прямоугольной петлей гистерезиса при перемагничивании скачком переходить из состояния с остаточной индукцией одного знака к индукции противоположного знака (рис.9).
Пример построения датчика тока с использованием этого явления представлен на рис.10. На тороидальном сердечнике с прямоугольной петлей гистерезиса расположены две обмотки: обмотка смещения wc и рабочая обмотка wp Провод, через который протекает измеряемый ток Id, проходит через окно тороида и представляет собой один виток обмотки подмагничивания (управления), которая создаёт намагничивающую силу, направленную навстречу намагничивающей силе обмотки смещения. Регулировочным резистором Rp устанавливается такое значение тока в обмотке смещения, чтобы результирующая МДС в сердечнике не превышала коэрцитивной силы НC, если ток Id не превышает допустимого значения. Если возникнет аварийный режим и ток Id превысит допустимое значение, то результирующая МДС превысит значение коэрцитивной силы НC и произойдёт перемагничивание сердечника. При этом индукция в сердечнике изменится скачком на величину ∆В (рис.9), что приведёт к наведению в рабочей обмотке wр импульса напряжения, который приводит к срабатыванию системы защиты.
Список использованной литературы.
1. Ветлугин Е.М. Расчет маломощных трансформаторов Свердловск : Изд-во института инженеров железнодорожного транспорта, 1970. — 36 с.
2. Копылов И.П. Электрические машины : учебник / И. П. Копылов. — 2-е изд., перераб. — М. : Логос, 2000. — 607 с.
3. Белопольский И.И. Расчет трансформаторов и дросселей малой мощности / И. И. Белопольский, Е. И. Каретникова, Л. Г. Пикалова. — 2-е изд., перераб. и доп. — М. : Энергия, 1973. — 400 с.
4. Петрович В. П. Силовые преобразователи электрической энергии : учебное пособие / В. П. Петрович, Н. А. Воронина ; Томский политехнический университет. — Томск : Изд-во ТПУ, 2004.
5. Шипунов И.В. Основы преобразовательной техники. Томск изд-во ТГУ, 1981.-74с.
,