173241. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés nagyteljesítményű áramirányítók zárlat és túlterhelés elleni védelmére
MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Bejelentés napja: 1975. ÎX.08. (MA-2717) Közzététel napja: 1978. IX.28. Megjelent: 1979. IX.20. 173241 Nemzetközi osztályozás: H 02 H 9/02 X Feltalálóik): Mező Béla, villamosmérnök, Budapest Schmidt Ferenc, technikus, Budapest Tulajdonos: Magyar Tudományos Akadémia Központi Hivatala, Budapest Kapcsolási elrendezés nagyteljesítményű áramirányítók zárlat és túlterhelés elleni védelmére 1 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés nagyteljesítményű áramirányítók zárlat és túlterhelés elleni védelmére, amelynél az áramirányító kimenetéhez csatlakozó terheléssel mérőellenállás van sorosan kapcsolva és az áramirányítónak a kimeneti áramot korlátozó vezérlőbemenete van. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés elsősorban tirisztoros felépítésű áramirányítókhoz alkalmazható. Az ismert zárlat és túlterhelés elleni védőáramkörök számos hátrányos tulajdonsággal rendelkeznek. A hátrányok részben abban jelentkeznek, hogy a védelem nem regeneratív jellegű, tehát a zárlat illetve túlterhelés megszűnése után a készüléket ismételten üzembe kell helyezni. Az ismételt üzembehelyezés a működést lassítja és állandó felügyeletet igényel. A nem regeneratív védelmi áramkörökre jellegzetes példa az olvadó biztosítók alkalmazása, amikoris az ismételt üzembe helyezéshez biztosítócserére van szükség. A tirisztoros áramirányítóknál a védelmi áramkör beavatkozási sebességének is nagy jelentősége van. Ha a védelem nem elég gyors működésű, akkor a túlterhelés vagy zárlat a tirisztorokat könnyen törkreteheti. Az ismert védelmi áramköröknél a védelem akkor lép működésbe, amikor az áramirányító terhelő árama adott szintet meghalad. Számos olyan felhasználási terület ismert azonban, ahol az áramirányítóhoz kapcsolt terhelés nemlineáris tulajdonságai miatt bekapcsoláskor a feszültség és az áram időben nemlineáris módon egyidejűleg változik. Ezeknél a terheléseknél az áram küszöbérték-átlépésén alapuló védelem nem hatásos, mivel a feszültség pillanatnyi értékétől 173241 2 függően már a küszöbértéket el nem érő áramhoz is tartozhat túlterhelés, amelyet a védelmi áramkör nem tud érzékelni. A legtöbb hátrány azonban abból származik, hogy az áram pillanatértéke a küszöb- 5 szintet rövid időre üzemszerűen átlépheti, de az ehhez tartozó teljesítmény a tirisztorokat még nem károsítja és a védelem feleslegesen működésbe lép, a folyamatos működést pedig megakadályozza. Villamosán fűtött kályhák bekapcsolásakor éppen 10 a vázolt nemlineáris terheléslefutással találkozunk. A kályhák hideg ellenállása viszonylag kicsi, a bekapcsolási vagy indulási áram tehát nagy. A fűtőköri hőmérséklet növekedésekor az ellenállás értéke növekszik, a terhelő áram pedig csökken. 15 Az ismert védelmi áramköröknél a védelem működésbe lépése az áramirányítót leállítja, tehát túlterhelés bekövetkezésekor az áramirányító kimeneti árama a védelem aktiválódása miatt nullára csökken. Ha a túlterhelést nem zárlat, hanem az áramirányító által ■0 táplált berendezés sajátos tulajdonságai okozzák, mint például villamos fűtésű kályhák esetében, akkor a védelmi áramkörnek az áramirányító kimeneti áramát korlátozni és nem letiltani kell. A korlátozott kimeneti áram mellett a kályhák villamos fűtőtestjei •5 tovább melegszenek, ellenállásuk növekszik, és a védelmi áramkör regenerálódásakor túlterhelés már nem fog fellépi. Célunk a találmánnyal olyan kapcsolási elrendezés Q létrehozása nagyteljesítményű áramirányítók zárlat és túlterhelés elleni védelmére, amely a vázolt sajátos felhasználási területeken is alkalmazható, és amelynél
