专利名称：变换设备的多重保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种变换设备的保护装置，用于交一直一交变换设备，尤其对超过正常工作区的电变量起快速保护作用。
现有技术的变换设备保护装置，当超过正常工作区的电变量时，一般在主电路中取出过流信号，控制接触器切断主电路电源达到保护目的。由于大功率电磁接触器动作时间长达100毫秒以上，而一般的开关管只能承受数十毫秒的过载量，从产生过流信号到控制切断电源的速度显得很慢，另外由于回路中存在电感，接触器在断开的瞬间会产生过高电压易击穿开关管，造成接触器动作、熔断器和开关管经常损坏，不能有效地保护开关管。
本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足之处，设计一种结构简单，具有封锁、切断、逻辑、直接四重快速保护电路的装置，当变换设备的主电路开关管出现峰值过流、过压、平均过流、共态环流的现象时，能以微秒级的速度有效地保护主电路开关管，延长变换设备的使用寿命。
本实用新型技术解方案是在被保护逆变器正负电源的回路中，分别串入电流取样电阻取出电流信号，送至逻辑和直接两条保护取样电路，由于逻辑取样起控点小于直接取样起控点，因此电流信号首先通过逻辑保护取样电路，由逻辑保护控制器发出指令实行封锁、切断、逻辑三重保护动作。当前三重保护失灵时，电流信号持续上升，直接取样电路产生信号，正端直接信号经转移电路汇同负端直接信号触发可控硅实行短路分流逆变器的工作电源，以微秒级的速度将被保护逆变器拉回安全工作区，随后跳闸切断电源以实行直接保护动作。
本实用新型可控整流电源连接被保护逆变器的正负电源分别串入电阻构成正端和负端两组电流取样电路，每端电阻并联两条支路，第一条为逻辑保护取样电路，第二条为直接保护取样电路。逻辑保护取样电路是由光电耦合器串电阻并联在电流取样电阻两端，两组的逻辑保护取样电路中的光电耦合器的发射极与集电极共同送入逻辑保护控制器。逻辑保护控制器根据逻辑保护取样信号发出指令分三端输出，第Ⅰ端输给可控整流电源触发器构成封锁保护电路，实行封锁保护动作，第Ⅱ端输给声光报警器指示故障性质，内含的与或非门数字集成电路构成逻辑保护指示电路，以实行逻辑保护动作，第Ⅲ端输给切断保护接触器的控制电路，带动可控整流电源正极串联的接触器主常开触点构成切断保护电路，跳闸断开，切断电源，以实行切断保护动作。直接保护取样电路是由稳压二极管串电阻并联在电流取样电阻两端，稳压二极管作为比较监别器，当电流信号超出稳压值便会产生直接保护信号，稳压二极管与电阻的串联点为直接保护取样信号的输出端、正端的输出端送至直接保护取样信号转移电路。直接保护取样信号转移电路是由双向可控硅串电阻组成，双向可控硅的控制极连接正端直接保护取样信号的输出端，双向可控硅的阴极连接第一只电流继电器线圈与正端电流取样电阻的连接点，双向可控硅的阳极串电阻与负端直接保护取样信号输出端共同送至直接保护电路，直接保护电路是由可控硅串第2只电流继电器并联在逆变器正负电源两端，可控硅的阴极连接可控整流电源的负极，可控硅的控制极连接直接保护取样信号转移电路和负端直接保护取样信号的输出端，可控硅的控制极与阴极之间接有三只串联的二极管或稳压二极管起限压作用，可控硅的阳极串第2只电流继电器线圈连接双向可控硅阴极。第2只电流继电器的线圈内阻很小，以便当可控硅触发时以微秒级的速度通过大电流短路分流被保护逆变器的工作电源。切断保护接触器控制电路中含有两只电流继电器的常闭触点，当两只电流继电器线圈通过电流常闭触点动作，使接触器主常开触点跳闸以实行切断电源。
本实用新型的详细结构和实施例由附图来说明。
图1为本实用新型交流－直流－交流变换器的原理图，1为单相或三相交流正弦波电源输入端，2为单相半波正负双输出可控整流电源，3为切断保护接触器主常开触点，4为第1只电流继电器线圈，5为正端电流取样电阻，6为被保护逆变器(即自激振荡器)，7为负端电流取样电阻，33为交流矩形波输出端，1、2、3、4、5、6、7、33构成交流－－直流－－交流变换器。8为正端第一支路中的光电耦合器，9为正端第一支路中的电阻，8与9相串成第一支路并联在5的两端，用作正端逻辑保护取样电路，13为负端第一支路中的光电耦合器，14为负端第一支路中的电阻，13与14相串成第一支路并联在7的两端，用作负端逻辑保护取样电器。8和13的集电极与发射极共同送至12，12为逻辑保护控制器(高灵敏继电器)，分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ端输出。24为可控整流电源触发器控制2的工作状况，24的工作状况受12的Ⅰ端所控制构成封锁保护电路，即24作为2的触发器，24中的电位器直接控制2的正负输出电压，24的F点与地相连，24便会停止工作，迫使2的正负输出电压为零，25为声光报警器内含的与或非门数字集成电路构成多谐振荡器，受12的Ⅱ端所控制构成逻辑保护指示电路，26为接触器线圈，27为接触器付常开触点，28为常开启动按钮，29为常闭停止按钮，30为接触器工作电源，31为第一只电流继电器常闭触点，32为第二只电流继电器常闭触点，26、27、28、29、30、31、32组成切断保护接触器控制电路受12Ⅲ端所控制。10为正端第二支路中的稳压二极管，11为正端第二支路中的电阻，10与11相串成第二支路并联在5的两端，用作正端直接保护取样电路。15为负端第二支路中的稳压二极管，16为负端第二支路中的电阻，15与16相串成第二支路并联在7的两端，用作负端直接保护取样电路。17为电阻，18为双向可控硅、其阴极连接4与5的连接点，控制极连接10与11的串联点，阳极串17接至19的正极，19、20、21为二极管三者串联起限压作用，21的负极连通2的负极，17、18、19、20、21组成正端直接保护信号转移电路。22为第2只电流继电器线圈，23为可控硅，其阴极连通2的负极、控制极连接19的正极再连通15与16的串联点，阳极串22接至4与5的连接点，22、23、4组成直接保护电路。
当逻辑保护取样信号超出设定值。由12发出指令，第一步由12的Ⅰ端发出封锁信号控制24迫使2停止工作以实行封锁保护动作。第二步由12的Ⅱ端控制25发出声光报警指示故障性质。第三步由12的Ⅲ端控制切断保护接触器的控制电路，迫使3跳闸切断电源，以实行切断电源保护动作。当6中的开关管发生直通共态环流时，8和13同时产生逻辑保护信号送至12，由12重复上述三步动作以实行逻辑保护动作。当上述封锁、切断、逻辑三重保护动作因某种原因失灵时，本装置还设有直接保护措施，此时5和7上的压降持续上升至10和15的工作电压时，10和15便会产生直接保护信号，10所产生的信号经18、17转移加至23的控制极，15所产生的信号也加至23的控制极，23便会触发导通，以微秒级的速度短路分流6的工作电流、将6拉回安全工作区，随后4和22得电吸动31、32致使3跳闸切断电源，以达到直接保护的目的。
本实用新型已成功地用于KZJD系列可控硅中频矩形波电镀电源设备中，能在设备的主电路开关管出现瞬时峰值过流过压。平均过流，共态环流等现象时，以微秒级的速度有效地保护主电路开关管，以致设备能耐负载短路、开路、电网突然断送电等冲击，确保设备长期可靠运行。本实用新型还可用于类似的电源变换设备。
权利要求1.一种由可控整流电源、控制接触器、逆变器等组成的变换设备的多重保护装置，其特征在于被保护逆变器正负电源的回路中，包括取样电路、逻辑保护控制器、直接保护取样信号转移电路、直接保护电路和切断保护接触器控制电路。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于取样电路是在被保护逆变器的正负电源分别串入电阻构成正端和负端两组电流取样电路，每端电阻并联两条支路，第一条为逻辑保护取样电路，第二条为直接保护取样电路。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于逻辑保护取样电路是由光电耦合器串电阻并联在电流取样电阻两端，两组的逻辑保护取样电路中的光电耦合器的发射极与集电极共同送入逻辑保护控制器。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于逻辑保护控制器由逻辑保护取样信号发出分三端输出，第Ⅰ端输给可控整流电源触发器构成封锁保护电路；第Ⅱ端输给声光报警器指示故障性质，内含的与或非门数字集成电路构成逻辑保护指示电路，第Ⅲ端输给切断保护接触器的控制电路，带动可控整流电源正极串联的接触器主常开触点构成切断保护电路。
5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于直接保护取样电路是由稳压二极管串电阻并联在电流取样电阻两端，稳压二极管与电阻的串联点为直接保护取样信号的输出端，正端的输出端送至直接保护取样信号转移电路。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于直接保护取样信号转移电路是由双向可控硅串电阻组成，双向可控硅的控制极连接正端，双向可控硅的阴极连接第一只电流继电器线圈与正端电流取样电阻的连接点，双向可控硅的阳极串电阻与负端直接保护取样信号输出端共同送至直接保护电路。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于直接保护电路是由可控硅串第2只电流继电器并联在逆变器正负电源两端，可控硅的阴极连接可控整流电源的负极，可控硅的控制极连接直接保护取样信号转移电路和负端直接保护取样信号的输出端，可控硅的控制极与阴极之间接有三只串联的二极管或稳压二极管，可控硅的阳极串第2只电流继电器线圈连接双向可控硅阴极。
8.根据权利要求4所述的装置，其特征在于切断保护接触器控制电路中含有两只电流继电器的常闭触点。
专利摘要本实用新型是一种变换设备的保护装置，用于交—直—交变换设备，尤其对超过正常工作区的电变量起快速保护作用。由于采用了封锁、切断、逻辑、直接四重快速保护电路的装置，当变换设备的主电路开关管出现瞬时峰值过流、过压、平均过流、共态环流等现象时，能以微秒级的速度有效地保护主电路开关管，以致变换设备能耐负载短路、开路、电网突然断送电等冲击，确保设备长期可靠运行，本实用新型还可用于类似的电源变换设备。
文档编号H02H7/122GK2058540SQ8921654
公开日1990年6月20日 申请日期1989年9月15日 优先权日1989年9月15日
发明者张祥生 申请人:安徽省芜湖缝纫机厂