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

167397 5 6 lén túlfeszültséglevezető fojtótekerccsel összekötött katódja egyenáramú áramváltón keresztül az áramirányító(k) negatív kimeneti pontjára van kötve. Az áramirányító(k) kimeneti pontjaira kapcsolt dinamikus feszültségosztó kimeneti pontja gyújtóegység bemeneti pontjára csatlakozik, amely gyújtóegység kimeneti pontja szigetelő impulzustranszformátoron keresztül a tirisztor gyújtóelektródjára van kötve. Az egyenáramú áramváltó kimeneti pontja billenő és öntartó jellegű négypólus bemeneti pontjával van összekötve. A négypólus kimeneti pontja az áramirányító(k) tirisztorainak gyújtóimpulzusait szolgáltató gyújtóegység tiltó bemenetével van összekötve. A találmányt rajz alapján ismertetjük. Az 1. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezés példakénti kiviteli alakjának kapcsolási rajza. A 2. ábra a dinamikus osztólánc és gyújtóegység példakénti kiviteli alakjának kapcsolási rajza. A 3. ábra több párhuzamosan kapcsolt túlfeszültségvédelmi egység blokksémája. A 4. ábra ellenpárhuzamosan kapcsolt vezérelt áramirányítók túlfeszültségvédelmi egységének blokksémája. A találmány szerinti túlfeszültségvédelmi egység példakénti kapcsolási elrendezésének működése az 1. és 2. ábra alapján a következő. Az 1 háromfázisú, váltakozófeszültségű hálózatról táplált háromfázisú, vezérelt 2 áramirányító kimeneti pontjaira — pozitív és negatív — a 4 induktív terhelés csatlakozik. A vezérelt 2 áramirányító gyújtóimpulzusait 14 gyújtóegység szolgáltatja. A 3 túlfeszültségvédelmi egység főáramkörét a 2 vezérelt áramirányító pozitív kimeneti pontjára katódjával csatlakozó 5 dióda és 7 tirisztor, valamint az 5 diódával sorbakapcsolt 6 szelén túlfeszültséglevezető, továbbá a 7 tirisztorral sorbakapcsolt 8 fojtótekercs és a 6 szelén túlfeszültséglevezetővel és a 8 fojtótekerccsel sorbakapcsolt 9 egyenáramú áramváltó képezi. A 9 egyenáramú áramváltó másik kapcsa a 2 áramirányító negatív kimeneti pontjára csatlakozik. A 7 tirisztor gyújtását a 2 áramirányító kimeneti pontjaira csatlakozó 12 dinamikus feszültségosztóról táplált 11 gyújtóegység látja el a 10 szigetelő impulzustranszformátoron keresztül. A példakénti kiviteli alakban all gyiíjtóegység 15 és 20 diódákból, 16 négyréteg diódából, 17 és 18 ellenállásokból, továbbá 19 tranzisztorból és 21 kondenzátorból van felépítve. A 12 dinamikus osztóláncot 23, 24, 25, 27 ellenállások, valamint 22, 26 kondenzátorok alkotják. A vezérelt 2 áramirányító normális üzemállapotában a 3 túlfeszültségvédelmi egység kapcsain megjelenő egyenfeszültség az 5 diódát záróirányban veszi igénybe, és a 12 dinamikus feszültségosztó kimeneti pontján megjelenő leosztott feszültséget a 20 dióda leválasztja a 11 gyújtóegységről. Amennyiben a vezérelt 2 áramirányító váltakozófeszültségű oldalán kikapcsolás történik, vagy a 2 áramirányító biztosítójának kiolvadása miatt az induktív áramkör megszakad, Lenz törvénye értelmében a 4 induktív terhelés kapcsain a 2 áramirányító polaritásával ellentétes polaritású feszültség indukálódik, ami az első pillanatban a kikapcsolás előtti terhelőáramot tartja fent. Az indukált feszültség nyitó irányban veszi igénybe az 5 diódát, 7 tirisztort, ill. a 12 dinamikus feszültségosztón keresztül a 11 gyújtóegység 16 nógyréteg diódáját is. A szakadás pillanatában azonnal megszólal a záró-5 irányban igénybevett 6 szelén túlfeszültséglevezető, ós rajta a nemlineáris karakterisztikája és a keresztülfolyó áram által meghatározott feszültség jelenik meg. A 6 szelén túlfeszültséglevezetőt úgy kell méretezni, hogy a 4 induktív terhelésen keresztülfolyó 10 maximális áram a szakadás pillanatában kisebb feszültségesést hozzon létre a 6 túlfeszültsóglevezetőn, mint a vezérelt 2 áramirányító elemeinek megengedett zárófeszültsége. Ha a 6 szelén túlfeszültséglevezetőn megjelenő feszültség leosztott értéke 15 eléri a 16 négyréteg dióda billenési feszültségét, a 16 négyréteg dióda begyújt, és a bázisáramot korlátozó 17 ellenálláson keresztül telítésbe vezérli a 19 tranzisztort. A 19 tranzisztor kollektoráram impulzusa a 10 szigetelő impulzustranszformátoron 20 keresztül begyújtja a 7 tirisztort. Ennek következtében a 4 induktív terhelés árama, amely a 7 tirisztor begyújtása előtt a 6 szelén túlfeszültséglevezetőn folyt, a 8 fojtótekercs által korlátozott árammeredekségnek (di/dt) megfelelő növekedési 25 sebességgel átterelődik a 7 tirisztorra. A 7 tirisztor begyújtása után a vezérelt 2 áramirányító kimeneti kapcsain a feszültség a 7 tirisztor nyitó irányú feszültségesésével lesz azonos, ha a 8 fojtótekercs és 9 egyenáramú áramváltó feszültségesését elhanya-30 góljuk. A 4 induktív terhelés árama pedig a rövídrezárt induktív kör időállandójának megfelelően zérusra csökken. A 12 dinamikus feszültségosztó osztási arányát úgy kell megválasztani, hogy a 16 négyréteg dióda 35 begyújtásához szükséges túlfeszültség nagyobb legyen, mint a 6 szelén túlfeszültséglevezető megszólalási feszültsége. A példakénti kapcsolási elrendezés 18 ellenállása a 19 tranzisztor bázis-emitter körét védi, míg a 21 40 kondenzátor a már említett elemekből felépített 11 gyújtóegység zavarszűrésére szolgál. A 10 szigetelő impulzustranszf'ormátor és 15 dióda anódja közötti pont P kivezetésként van kiképezve azért, hogy több 3 túlfeszültségvédelmi egység párhuzamos 45 kapcsolásánál a P pontok összekötésével egyidejű gyújtást biztosítson valamennyi 3 túlfeszültségvédelmi egység 7 tirisztora számára. A 7 tirisztor begyújtásakor a vezérelt 2 áramirányító kimeneti pontjai gyakorlatilag rövidre vannak zárva. Ameny-50 nyiben a túlfeszültséget a vezérelt 2 áramirányító félvezető elemeivel sorbakapcsolt gyors biztosítók közül valamelyik biztosító kiolvadása okozta, a vezérelt 2 áramirányító rövidrezárása a többi biztosító kiolvadását is maga után vonja. Ennek az az 55 oka, hogy a megtáplált vezérelt 2 áramirányító gyújtóimpulzusait a 14 gyújtóegység folyamatosan szolgáltatja. A példakénti esetben a gyújtóimpulzusok 60 villamos fokkal (3,3 ms) követik egymást. A 7 tirisztor begyújtásakor a 4 induktív terhelés 60 árama a 6 szelén túlfeszültséglevezetőről néhányszor 10 mikrosecundum alatt átterelődik a 7 tisrisztorra. Ez az idő sokkal kisebb, mint a 14 gyújtóegység által szolgáltatott gyújtóimpulzusok követési ideje. A 6 szelén túlfeszültséglevezető megszólalása-65 kor a 9 egyenáramú áramváltó által szolgáltatott 3