Elektronické jištění stejnosměrných elektrických obvodů

Jiří Kopecký

Diplomová práce

Electronic Fusing of DC Electric Circuits

Anotace:

Dnešní moderní modulární mechanické jističe pro nízké napětí umožnují bezpečné vypnutí při zkratu nebo nadproudu, avšak tyto přístroje mají mnoho nevýhod. Jedna zásadní nevýhoda je vznikající přepětí na straně sítě při vypnutí přístroje. Toto přepětí může poškodit nebo i zničit citlivá zařízení, například počítače. Naproti tomu polovodičové jističe (SSCB) jsou schopny tyto nevýhody odstranit. Cílem práce je porovnat různé polovodičové spínací prvky s ohledem na jejich charakteristické vlastnosti a použitelnost při havarijních stavech. Hlavním předmětem polovodičového jističe je chránit elektrické zařízení proti zničení. Dále jsou zde uvedeny typy zapojení polovodičových jističů, které jsou principiálně popsány spolu s odlehčovacími pomocnými obvody. V práci jsou vysvětleny principy funkce modulárních mechanických jističů, pojistek a jejich parametry jsou porovnány s polovodičovým jističem (SSCB). Na základě těchto poznatků je v práci proveden návrh reálného laboratorního vzorku s použitím výkonových tranzistorů typu IGBT včetně uživatelského rozhraní. Je potvrzeno, že polovodičový jistič nabízí mnoho výhod k ochraně jak stejnosměrné, tak střídavé sítě.

Abstract:

Current modern low-voltage modular mechanical circuit breakers enable safe switch off in a short circuit or overcurrent, but these devices have many disadvantages. One major disadvantage is the generating overvoltage on the network side when the device is turned off. In contrast, semiconductor circuit breakers (SSCBs) are able to eliminate these disadvantages. The objective of this paper is to compare different semiconductor switching components with object to their characteristics and usability in hazard states. The main object of a semiconductor circuit breaker is to protect electrical equipment against destruction. The following are the types of semiconductor circuit breaker that are described in principle with relief auxiliary circuits.. Here are desribed the principles of modular mechanical circuit breakers, fuses and their parameters are compared here with a solid semiconductor circuit breaker (SSCB). Based on these knowledge, a real laboratory sample was designed using IGBT power transistros including the user interface. It is confirmed here that the semiconductor circuit breaker offers many benefits to protect both the DC and AC networks.

Klíčová slova

Polovodičový jistič, polovodiče, rogowského cívka, čidlo proudu, IGBT tranzistor, IGCT tyristor, GTO tyristor, HVDC, MOSFET tranzistor, nízké napětí, mikropočítačový řídicí systém, pomocný vybíjecí obvod, trakční výkonové systémy.

Keywords

SSCB, Semiconductors, Rogowski coil, Current transducer, IGBT transistor, IGCT thyristor, GTO thyristor, HVDC, MOSFET transistor, low voltage, Microcontroler control unit, Snubber circuit, Traction power systems.

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 30. 4. 2019

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 27. 5. 2019
• Vedoucí: Vladislav Damec
• Oponent: Petr Chlebiš

VŠB - Technická univerzita Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Magisterský studijní program / obor:
Elektrotechnika / Aplikovaná elektronika