Устройство для защиты мостового реверсивного преобразователя Советский патент 1984 года по МПК H02H7/12 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и предназначено для реверсивных мостовых преобразователей, работающих в выпрямительном и инверторном режимах.

Известно устройство для защиты мостового инвертора, используемое в преобразовательной технике, построенное на основе датчиков Холла fll. I Недостатки этого устройства низкое быстродействие и малая надежность работы, связанная, в частности с низкой помехоустойчивостью датчиков Холла. Кроме того, для них ха:рактерна и неунифицир ованная конструкция, зависимая от номинального тока преобразователя из-за различной формы и габаритов шинопровода. Это создает реальные препятствия при проектировании серии тиристорных преобразователей с развитой шкалой по току от 25 до 12500 А.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее в каждом канале вентилей данного плеча моста трехвходовьй элемент И, выход которого соединен с входом реагирующего органа, а первый вход соединен выходом датчика включенного состояния вентилей данного плеча моста, первый и второй пороговые элементы, входы которых соединены соответственно с первым и вторым зажимами подачи сигналов, синфазных с коммутирующими напряжениями вентилей данного и следующего, коммутирукнцего с данны плеча моста. Работа описанного устройства основана на контроле захода

тока каждого вентиля моста во временную запрещенную зону в диапазоне 300-360 эл.град. частоты питающей сети по отношению к моменту естественной коммутации (с, О эл.град. Это устройство регистрирует на ранней стадии срывы инвертирования и, в ряде случаев, короткие замыкания с переменной стороны при пробое тиристоров либо нарушении изоляции. Реализация этого устройства для реверсивной встречно-параллельной схемы осуществляется только при контроле тока каждого из двенадцати вентилей встречно-параллельной мостовой схемы и обработке данных 2-.

К недостаткам такого устройства защиты относятся низкая надежность из-за большого числа составных элементов и электрических связей, а также большие габариты.

Цель изобретения - повышение надежности работй устройства и уменьшение его габаритов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для защиты мостового реверсивного преобразователя, содержащее в каждом канале вентилей данного плеча моста трехвходовый элемент И, выход которотп соединен с входом реагирующего октана, а первый вход соединен с вьпсодом датчика включенного состояния вентилей данного плеча моста, первый и второй пороговые элементы, входы которых соединены соответственно с первьгм и вторым зажимами подачи сигналов, синфазных-с коммутирующими напряжениями вентилей данного и следующего, коммутирующего с данным, плеча моста в каждый канал вентилей данного реверсивного плеча моста введены третий и четвертый зажимы подачи сигналов, соответствующих включенному сос-тоянию первого и второго мосJOB, два инвертора и четыре элемента И-НЕ,причем выходы первого и второго элементов И-НЕ подключены к второму входу элемента И, выходы третьего и четвертого элемента И-НЕ подключены к третьему входу элемента И, первые входы первого и: третьего элементов И-НЕ подключены к третьему зажиму подачи сигнадаэ, соответствующих включенному состоянию первого моста. Первые входы второго и четвертого элементов И-НЕ подключены к четвертому зажиму подачи сигналов, соответствующих включенному состоянию второго моста, выход первого порогового элемента подключен к втором входу второго элемента И-НЕ и к входу первого инвертора, выход которого подключен к второму входу первого элемента И-НЕ, выходвторого порогового элемента подключен к второму входу четвертого элемента И-НЕ и к входу второго инвертора, выход которого подключен к второму входу третьего элемента И-НЕ.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для защиты мостового реверсивного преобразователя; на фиг. 2 - эпюры фазных напряжений и характерные временные интервалы.

Схема содержит реверсивный мостовой преобразователь по .встречно31

параллельной схеме с вентильными плечами 1-6, датчик 7 включенного состояния плеча 1, зажимы 8 и 9 подачи сигналов, соответствующих включенному состоянию соответственно первого и второго моста (Вперед и Назад), зажимы 10 и 11 подачи сигналов, синфазных с коммутирующими напряжениями АС и ВА вентилей 1 и 3, пороговые элементы 12 и 13, соответственно, инверторы 14 и 15 элементы И-НЕ 16-19, элемент И 20 и реагирующий орган 2 Т,

Выход датчика 7 включенного состояния плеча 1 подключен к первому входу элемента И 20. К зажиму 8 подачи сигнала, соответствующего включенному состоянию первого-моста, подключены первые входы логических элементов И-НЕ 16 и 18, вторые входы которых через инверторы 14 и 15 соединены соответственно с выходами пороговых элементов 12 и 13 и одновременно с вторьми входами элементов И-НЕ 17 и -19. Первые входы элементов И-НЕ 17 и 19 подключены к зажиму 9 подачи сигнала, соответствующего включенному состоянию второго моста Входы пороговых элементов 12 и 13 соединены соответственно с зажимами 10 и 11 подачи сигналов, синфазных с коммутирующими напряжениями АС и ВА плеч 1 и 3, а выходы элементов й-НЕ-16 и 17, 18 и 19 попарно соединены и подключены соответственно к второму и третьему входу элемента И 20, выход которого подключен к одному из шести входов реагирующего органа 21.

На фиг. 2 синусоидальные напряжения А, Б, С являются фазными напряжениями сети. Момент естественной коммутации вентиля 1 первого моста принят за нулевую точку отсчета времени. Запрещенная зона этого вентиля находится в диапа;зоне 300360 эл. град.

Запрещенная зона вентиля второго моста, включенного встречнопараллельно упомянутому, находится в диапазоне 120-180 эл.град.

Необходимость различения двух указанных зон в зависимости от направления тока очевидна.

Устройство работает следующим образом.

,Открытому состоянию плеча 1 соотВетствует единичный сигнал на выходе датчика 7.

12234

Включенному положению первого моста соответствует единичный сигнал на зажиме 8, а следовательно, и на первых входах элементов И-НЕ 1(6 и 18. В время второй мост вьжлючен, поэтому на зажиме 9 нулевой сигнал, который одновременно попадает на лервые входы элементов И-НЕ 17 и 19 и вызывает на выходе

IQ этих элементов единичные сигналы.

Когда сигналы, синфазные с коммутирующими напряжениями вентилей 1 и 3, становятся отрицательными, на выходах пороговых элементов 12 и 13

J5 возникают единичные сигналы, которые попадают соответственно на вторые входы элементов И-НЕ 17 и 19 и на

входы инверторов 14 и 15, вызьшая на выходах последних нулевые сигналы, которые попадают на вторые входв элементов И-НЕ 16 и 18, вызывая на выходе последних единичные сигналы. Так как в рассматриваемой фазе на выходе всех элементов И-НЕ присутствуют единичные сигналы, то они попадают соответственно на второй и третий входы элемента И 20.

Два единичных сигнала на выходах индикаторов 12 и 13 существуют одновременно только в запрещенной зоне вентиля 1 первого моста, два нулевых сигнала на выходах указанных индикаторов существуют одновременно только в запрещенной зоне вентиля второго моста, включенного встречно5 параллельно упомянутому.

Любой из указанных запрещенных зон соответствуют единичные сигналы на втором и третьем входах элемента И 20.

0 Если с первой из запрещенных зон совпадает по фазе открытое состояние вентиля 1 первого моста либо с второй из запрещенных зон . совпадает но открытое состоя5 ние вентиля встречно-параллельного второго моста, то на всех трех входах элемента И 20 появляются единичные сигналы, а на его выходе также возникает единичный аварийный

3 сигнал, воздействующий на реагирую-, щий орган 21.

Построение устройства для защиты мостового реверсивного преобразователя возможно логическим преобразо55 ванием сигналов шести датчиков включенного соетояния вентилей реверсивного плеча в зависимости от двух сигналов, соответствующих включенному состоянию первого и второго мостов, либо выработкой сигналов запрещенных зон, сдвинутых на 180 эл.град. в зависимости от двух сигналов, соответствующих вкшоченно му состоянию первого и второго мост Для формирования запрещенных зон всех вентилей моста используют ся только три линейных напряжения, которые обрабатьгааются пороговыми элементами и инвертируются. Поэтому при выработке запрещенных зон всех вентилей первого и второго мостов достаточно в зависимости от двух сигналов, соответствующих включенному состоянию мостов, обрабо7 ать (в данном случае проинвертиА В С 1 6 ровать) только три сигнала с выходов трех пороговых элементов, входы которых подключены к зажимам подачи сигналов, синфазных с тремя линейными напряжениями. Этот способ и pea- . лизован в предлагаемом устройстве. В качестве сигналов, соответствующих включенному состоянию первого и второго мостов, удобно использовать сигналы из логического переключающего устройства либо сигнал полярности тока нагрузки реверсивного преобразователя. Устройство позволяет осуществлять защиту от двухфазных опрокидываний реверсивного мостового преобразователя, повысить надежность, а также сократить габариты защитного оборудования.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ МОСТОВОГО РЕВЕРСИВНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ, содержащее в каждом канале вентилей данного гтеча моста трехвходовый элемент И, выход которого соединен с входом реагирующего органа, а первый вход соединен с выходом датчика включенного состояния вентилей данного плеча моста, первый и второй пороговые элементы, входы которых соединены соответственно с первым и вторым зажимами подачи сигналов, , синфазных с коммутирующими напряжениями вентилей данного и следующего, коммутирующего с данным, плеча моста, отличающее ся тем. что, с целью повьшения надежности и уменьшения габаритов, в каждый канал вентилей данного реверсивного ппеча моста введены третий и четвертый зажимы подачи сигналов, соответствующих включенному состоянию первого и второго мостов, два инвертора и четыре элемента И-НЕ, причем выходы первого и второго элементов И-НЕ подключены к второму входу элемента И, выходы третьего и четвертого элемента И-НЕ подключены к третьему входу элемента И, первые входы первого и третьего элементов И-НЕ подключены к третьему зажиму подачи сигналов, соответствующих включенному состоя9 нию первого моста, первые входы второго и четвертого элементов И-НЕ подключены к четвертому зажиму подачи сигналов, соответствующих BKJHOченному состоянию второго моста, выход первого порогового элемента подключен к второму входу второго элемента И-НЕ и к входу первого инвертора, выход которого подключен к второму входу первого элемента И-НЕ, выход второго порогового элемента . подключен к второму входу четвертого элемента И-НЕ и к входу втоСО рого инвертора, выход которого подключен к второму входу третьего элемента И-НЕ. .

80н

П

12

/54

;/.

/7

т Ь&

Фиг.1