168335. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés vezérelhető félvezető elemekből felépített áramirányító vagy ilyen áramirányítók sorosan, párhuzamosan, ellenpárhuzamosan kapcsolt kombinációi vezérelhető félvezető elemeinek túlterhelés elleni és biztosítóinak kiolvadés elleni védel
MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS Szolgálati találmány Bejelentés napja: 1974. IV. 25. (VI-979) Közzététel napja: 1975. VIII. 28. Megjelent: 1976. XII. 31. 168335 Nemzetközi osztályozás: H 02 h 03/04, H 02 h 05/04 Feltalálók: BALLÓK Imre oki. villamosmérnök, BENCZE János oki. villamosmérnök, KISS Miklós oki. gépészmérnök, MLINKÓ Tamás oki. villamosmérnök, MONTVAI József oki. technikus és WEINER György oki. villamosmérnök Budapest Tulajdonos: Villamosipari Kutató Intézet, Budapest Kapcsolási elrendezés vezérelhető félvezető elemekből felépített áramirányító, vagy ilyen áramirányítók sorosan, párhuzamosan, vagy ellenpárhuzamosan kapcsolt kombinációi vezérelhető félvezető elemeinek túlterhelés elleni, és biztosítóinak kiolvadás elleni védelmére 1 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés vezérelhető félvezető elemekből felépített áramirányító, vagy ezen áramirányítók sorosan, párhuzamosan, vagy ellenpárhuzamosan kapcsolt kombinációi vezérelhető félvezető elemeinek túlterhelés elleni, és biztosítóinak kiolvadás elleni védelmére. A vezérelt félvezető áramirányítók félvezető elemeit — tirisztorokat vagy szimisztorokat — az egyes elemekkel sorba kapcsolt speciális, gyors kiolvadású biztosítókkal védik zárlati áramok, vagy hirtelen fellépő nagy túláramok ellen. Túlterhelés ellen az elemekből felépített egész áramirányítót védik megfelelően beállított túláram védő kapcsolásokkal, túláramkioldó megszakítókkal, vagy az áramirányító szabályozó rendszerébe beépített áramkorlátozással. Ilyen, a névleges terhelőáramnak legfeljebb 2—3-szorosát elérő túláramokkal szembeni védelemre a gyors kiolvadású biztosítók nem alkalmasak. Van azonban a túlterhelésnek olyen esete is, amikor a félvezető elemek túlterhelése éppen azért következik be, mert az egyik elemmel sorba kapcsolt olvadó biztosító valamilyen okból kiolvadt. Ez az ok lehet pl. egy félvezető elem meghibásodása, pl. záróképességének elvesztése, lehet a biztosító túlmelegedése pl. nem kellően meghúzott csavarkötés átmeneti ellenállása miatt, vagy egyéb ok is. Ha ilyen eset fordul elő pl. egy vezérelt háromfázisú hídkapcsolású áramirányítón keresztül táplált, szabályozott tirisztoros egyenáramú hajtásnál, akkor a hajtás nem válik üzemképtelenné, egyfázisú hídkapcsolásban képes tovább működni. A hajtás szabályozó rendszere természetesen továbbra is igyekszik fenntartani az előírt üzemi paramétereket, pl. fordulatszámot és terhelőáramot. Az üzemben maradt tirisztorok 5 terhelőárama azonban természetesen megnövekszik és azok a példakénti esetben 50%-kal túlterhelődnek. Ez ellen a túlterhelés ellen a tirisztorokat a biztosító nem védi meg, ezt az üzemállapotot tehát érzékelni kell és a hajtást le kell kapcsolni. 10 Hasonló probléma az olyan vezérelt áramirányítók esete, amelyeknél egy-egy ágban több párhuzamos félvezető elemet kell alkalmazni a nagy terhelőáram miatt. Ha az áramirányítót eleve úgy méretezték, hogy a szükségesnél pl. eggyel több elemet kapcsoltak 15 párhuzamosan, akkor egy biztosító kiolvadása még nem jelenti a többi félvezető elem túlterhelését és nem teszi szükségessé az áramirányító kikapcsolását, de mindenesetre megszünteti a beépített tartalékot. Ezért az ilyen állapot bekövetkezését feltétlenül 20 jelezni kell. Áganként egy tartalék elemet tartalmazó áramirányító esetében, ha két biztosító olvad ki (egyszerre, vagy külön-külön) az áramirányítót már ki kell kapcsolni, mert ellenkező esetben az üzembenmaradó félvezető elemek túlterhelődnek. 25 A vezérelt félvezető áramirányítók félvezető elemeinek a fentiekben ismertetett túlterhelésére az egyenirányítóit oldalon leadott egyenáram nagyságából következtetni nem lehet. Ezért az áramirányítók gyártásával foglalkozó cégek különböző megoldá-30 sokat fejlesztettek ki a félvezető elemeket védő gyors 168335 1
