Многофазный регулятор напряжения Советский патент 1984 года по МПК H02P7/28 

ас ел

О5 О5

Изобретение относится к электротехнике, а именно к регуляторам напряжения на коллекторах тяговых двигателей электроподвижного состава постоянного тока.

По основному авт. св. № 568134известен многофазовый регулятор напряжения, содержащий ряд параллельных цепочек, каждая из которых состоит из последовательно соединенных коммутирующего дросселя, силового тиристора, разделительного диода и сглаживающего дросселя, связанного с цепью нагрузки, а также коммутирующего конденсатора и o6patHoro диода, причем обмотка сглаживающего дросселя состоит из двух последовательно-встречно включенных секций, общая точка которых соединена с цепью нагрузки, концы - с катодами разделительных диодов двух смежных цепочек, а параллельно каждому силовому тиристору включен , дополнительный тиристор.

Многофазный регулятор напряжения набирается из одинаковых .четырехфазных блоков, причем .тиристоры фаз включаются с равномерным сдвигом, соответствующим количеству фаз всего регулятора напряжения 1. ,

Однако при нарущении очередности их включения возможен срыв работьГ регулятора напряжения из-за нарушения процесса перезаряда коммутирующих конденсаторов, что может иметь место, например, при внеочередном включении тиристора фазы из-за прохождения по его цепям управления импульса помехи, либо при сбоях в работе системы управления тиристорами.

При пропуске включения очередного тиристора фазы, который может быть вызван, например, выходом из строя элементов его канала управления или нарушением контакта между последовательно включенными элементами этой фазы, сердечник нагрузочного дросселя не перемагиичивается и, вследствие его насьвдения, к полупроводниковым элементам регулятора напряжения и к на-грузке прикладывается повышенное и несимметричное напряжение, вызывающее выход из строя и ухудшающее процесс сглаживания пульсаций тока. При этом снижается также коммутационная устойчивость регулятора напряжения, тик как изменение величины распределения реактивного сопротивления последовательно включенных элементов регулятора напряжения может привести к срыву процесса преобразования.

Кроме того, при возникновении пропуска включения одной из фаз отсутствует возможность контроля неработающей фазы, что затрудняет своевременное обнаружение, поиск и устранение неисправности, возникшей в процессе эксплуатации.

Цель изобретения - повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в многофазный регулятор напряжения введены ключевые элементы, логические элементы ПАМЯТЬ с входами «Ввод и «Сбросу логические элементы И, элементы индикации работы фазпо числу тиристоров и датчики

тока тиристоров фаз с релейной характеристикой, соединенные последовательно с каждым тиристором, управляющие переходы тиристоров зашунтированы ключевыми элементами, а выход каждого датчика тока подключен к входу «Сброс соответствующего и входу «Ввод последующего логических элементов ПАМЯТЬ, выход каждого из которых вместе с соответствующим выходом блока импульснр-фазового управления тиристорами соединен с входами соответст, вующих логических элементов И, выходы которых связаны с управляющими входами соответствующих ключевых элементов, при этом каждый элемент индикации работы фазы подключен к выходу соответствующего логического элемента ПАМЯТЬ.

0 На чертеже представлена структурная схема устройства.

Многофазный регулятор I напряжения содержит ряд (в общем случае п) параллельных цепочек, каждая из которых, например, первая, состоит из последовательно

соединенных коммутирующего дросселя 2.1, силового тиристора 3.1, параллельно которому включен дополнительный тиристор 4.1, и разделительного диода 5.1, а также коммутирующего конденсатора 6.1 и обратного

,. диода 7.1. Между каждыми двумя цепочками включен сглаживающий дроссель 8, обмотки которого выполнены из двух последовательно-встречно включенных секций 9 и 10, общая точка которых соединена с цепью 11 нагрузки (электродвигателем по5 стоянного тока), а концы - с катодами разделительных диодов 5.1 и 5.2 смежных цепочек.

Устройство также содержит (по числу тиристоров, общее количество которых равно ш 2п, где п - число параллельных цепочек

0 ш - число фаз многофазного регулятора напряжения) ключевые элементы 12.1 - 12т, логические элементы ПАМЯТЬ 13.1 -13.m с входами «Ввод и «Сброс, логические элементы И 14.1 -14.т, элементы индикации 15.1 - 15.m работы m фаз, датчики 16.1 -

16.т тока тиристоров m фаз с релейной характеристикой, соединенные последовательно Q соответствующими тиристорами 3..п и тиристорами 4.1-4.п п цепочек пт-фазного регулятора напряжения. УправQ ляющие переходы всех m тиристоров 3.1 - З.п и 4.1-4.П подключены к m выходам 17.1 -17.m блока 17 импульсно-фазового управления тиристорами и зашунтированы ключевыми элементами 2.1 - 12.m. Выход каждого датчика тока тиристора соответст5 вующей фазы, например первого, подключен к входу «Сброс соответствующего логического элемента ПАМЯТЬ 13.1 и входу «Ввод последующего логического элемента ПАМЯТЬ 13.2. При этом выход датчика 16.m тока подключен к входу «Сброс логического элемента ПАМЯТЬ 13.т и входу «Ввод логического элемента ПАМЯТЬ 13.1. Выходы указанных логических элементов подключены к .входам соответствующих элементов индикации 15.1 - 15.m работы тиристоров, а также вместе с m выходами 17. Г-17.m блока 17 импульсно-фазового управления тиристорами подключены к входам соответствующих логических элементов И 14.1 -14.т, выходы которых связаны с управляющими входами ключевых элементов 12.1 - 12.m соответствующих фаз. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии на выходе логического элемента ПАМЯТЬ 13.1 первой фазы - логическая единица, на выходах остальных элементов ПАМЯТЬ 13.2-13.т и логических элементов И 14.1 - 14.m - логические нули. До подачи управляющих импульсов .на тиристоры 3.1-З.п и 4.1-4.п m фаз регулятора напряжения блоком 17 импульсно-фазового управления тиристорами все ключевые элементы 12.1-12.m находятся в проводящем состоянии и блокируют, управляющие переходы тиристоров 3.1-З.п и 4.1-4.П соответствующих m фаз регулятора 1 напряжения. При поступлении управляющего импульса с выхода 17.1 блока 17 импульсно-фазового управления тиристорами на тиристор 3.1 первой фазы и на первый вход логического элемента И 14.1 на его выходе появляется логическая единица, которая переводит ключевой элемент 12.1 в состояние отсечки и тиристор 3.1 первой фазы гп-фазного регулятора 1 напряжения включается. При этом датчик 16.1 тока подает сигнал на вход «Сброс логического элемента ПАМЯТЬ 13.1, на выходе которого появляется логический нуль. Ключевой элемент 12.1, переходя в состояние проводимости, блокирует управляющий переход тиристора 3.1 первой фазы, тем самым исключая возможность последующего внеочередного его включения. Одновременно сигнал с выхода датчика 16.1 тока тиристора 3.1 первой фазы поступает на вход «Ввод логического элемента ПАМЯТЬ 13.2, на выходе которого появляется логическая единица. При поступлении с выхода 17.2 блока 17 импульсно-фазового управления сигнала на включение тиристора второй фазы 4.1 ключевой элемент 12.2 переходит в состояние отсечки, и тиристор 4.1 второй фазы включается. При поочередном включении тиристоров 3.1-З.п и 4.1-4.П m фаз регулятора 1 напряжения процессы аналогичны. После включения тиристора 4.п ш-ой фазы блокируется его управляющий переход и подготавливается цепь управления тиристоров 3.1 первой фазы, т. е. цикл повторяется. В результате вероятность внеочередного включения тиристоров фаз многофазного регулятора напряжения исключается за счет блокирования их управляющих переходов ключевыми элементами, а подготовка тиристора очередной фазы к включению происходит только при протекании тока через тиристор предыдущей фазы. Элементы индикации 15.1 - 15.П1 работы тиристоров фаз, поочередно включаясь, информируют о работе фаз. При включении тиристора З.Г первой фазы датчик 16.1 тока переводит логический элемент ПАМЯТЬ 13.1 в состояние, при котором на его выходе логический «О, одновременно переводя логический элемент ПАМЯТЬ 13.2 в состояние, при котором на элемент индикации 15.2 поступает логическая «1, фиксируется готовность тиристора 4.1 второй фазы к работе. В случае пропуска включения тиристора любой из фаз с выхода датчика тока этой фазы не поступает сигнал, подготавливающий цепь управления тиристором очередной (фазы, и процесс регулирования напряжения прекращается. Логический элемент ПАМЯТЬ невключившейся фазы сохраняет свое состояние, и соответствующий элемент индикации работы фазы регистрирует номер неисправной фазы. Такое построение многофазного регулятора напряжения обеспечивает- предотвращение его срыва, выхода из строя элементов, а также своевременное обнаружение неисправности, что важно для предотвращения аварийной ситуации, при этом, повышается надежность и устойчивость работы, улучшаются эксплуатационные характеристики.

МНОГОФАЗНЫЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ по авт. св. № 568134, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены ключевые элементы, логические элементы ПАМЯТЬ с входами «Ввод и «Сброс, логические элементы И, элементы индикации работы фаз по числу тиристоров и датчики тока тиристоров фаз с релейной характеристикой, соединенные последовательно с каждым тиристором, управляющие переходы тиристоров зашунтированы ключевыми элементами, а выход каждого датчика тока подключен к входу «Сброс соответствующего и входу «Ввод последующего логических элементов ПАМЯТЬ, выход каждого из которых вместе с соответствующим выходом блока импульсно-фазового управления ти-ристорами соединен с входами соответствующих логических элементов И, выходы которых связаны с управляющими входами соответствующих ключевых элементов, при этом каждый элемент индикации работы фазы подключен к выходу соответствующего логического элемента ПАМЯТЬ.