167397. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés induktív terhelésű vezérelt áramirányítók félvezető elemeinek védelmére

MAGTAR NÉPKÖZTÁRSASÁG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Bejelentés napja: 1972. XI. 17. Kiállítási elsőbbsége: 1972. V. 19. (6270/34/1972. sz.) Közzététel napja: 1975. IV. 28 Megjelent: 1976. XII. 31. (VI-908) 167397 Nemzetközi osztályozás: H 02 h 7/14 9/04 Feltalálók: Ballók Imre oki. villamosmérnök, Bencze János oki. villamosmérnök Mlinkó Tamás oki. villamosmérnök Weiner György oki. villamosmérnök Budapest Tulajdonos: Villamosipari Kutató Intézet, Budapest Kapcsolási elrendezés induktív terhelésű vezérelt áramirányítók félvezető elemeinek védelmére A találmány tárgya, kapcsolási elrendezés induktív terhelésű vezérelt áramirányítók félvezető elemeinek túlfeszültség védelmére, ahol a vezérelt áramirányító(k) kimeneti pontjaira szelén túlfeszültséglevezető és tirisztor kapcsolódik. A tirisztor gyújtását a vezérelt áramirányító váltakozóáramú körében keletkező szakadáskor fellépő túlfeszültségáltál táplált gyújtóegység végzi. A szelén túlfeszültséglevezető a túlfeszültség nagyságát limitálja, a tirisztor pedig biztosítja, hogy a szelén túlfeszültség levezető túlterhelése nélkül zárt legyen az induktív áramkör. A túlfeszültségre közismerten érzékeny vezérelt félvezető áramirányító elemek (tirisztorok, szimisztorok) túlfeszültségvédelmének speciális területét képezi az az eset, amikor az áramirányítót induktivitás terheli. Jellegzetesen ide tartoznak azok a gyakori feladatok, amikor egyenáramú gépek, szinkrongépek, emelőmágnesek stb. gerjesztése vezérelt áramirányító(k)ról történik. Mint ismeretes, az induktív áramkörben bekövetkezett szakadáskor (kikapcsoláskor, biztosító kiolvadáskor) túlfeszültség keletkezik, aminek a nagysága és időtartama a terhelésben felhalmozott mágneses energia nagyságétól, az áramkörben keletkezett szakadás minőségi jellemzőitől (pl. villamos ív), és az áramkör kapcsolási elrendezését alkotó elemek villamos paramétereitől függ. Az induktív terhelés áramkörében bekövetkezett szakadás hatására kialakuló túlfeszültség mindaddig veszélytelen, amíg nagysága el nem éri az áramirányító(k) elemeinek, és/vagy az induktív terhelés szigetelésének megengedett feszültségszintjét. 5 A klasszikus gerjesztőgépes megoldások jelentős részénél, ahol az egyenáramú gerjesztőgóp — mágneskapcsoló nélkül — kapcsolódik az induktív terhelésre, a gerjesztőgép armatúrájának az induktív 10 terhelés ohmos ellenállásánál egy-két nagyságrenddel kisebb ohmos ellenállása lehetővé teszi, hogy a gerjesztőgép gerjesztésében történő beavatkozások (pl. gyors legerjesztés) nem okoznak túlfeszültséget. Azoknál a gerjesztőgépes megoldásoknál, 15 ahol a gerjesztőgép armatúrája mágneskapcsolón keresztül kapcsolódik az induktív terhelésre, a mágneskapcsoló és a terhelés közé, a terheléssel párhuzamosan kapcsolt ellenállás segítségével korlátozták a kikapcsoláskor keletkező túlfeszültség nagy-20 ságát. Kis gerjesztőteljesítményeknél célszerűen állandó, nagy gerjesztőteljesítményeknél szakaszos üzemű ellenállást alkalmaztak, amit közvetlenül csak a kikapcsolás előtt kapcsolnak be. A be- és kikapcsolás reteszelése biztosítja, hogy az induktív 25 áramkör mindig zárt legyen. A helyesen méretezett ellenállás mindkét esetben megfelelő védelmet biztosít az induktivitás szigetelésének. Az állandó üzemű ellenállás azonban állandó veszteséget, a szakaszos üzemű ellenállás bekapcso-30 lása pedig a bekövetkező kikapcsolás időbeni érzé-167397