Устройство для защиты автономного инвертора напряжения Советский патент 1984 года по МПК H02H7/122 

1

Изобретение относится к области защиты полупроводниковых преобразователей и предназначено для защиты автономных инверторов напряжения от некоммутации тиристоров и других видов коротких замыканий в инверторе, в частности для защиты асинхронных тяговых приводов локомотивов .

Известны устройства защиты преобразователя, содержащие систему импульсно-фазового управления инвертором, датчики состояния тиристоров , блок обработки сигналов, блок селекции, исполнительные органы СШОднако известные устройства сложны и недостаточно надежны. Кроме того, эти устройства защиты предполагают наличие специальных исполнительных органов для ликвидации коротких замыканий в инверторе.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для защиты преобразователя, .содержащее датчики включенного состояния тиристоров по числу плеч инвертора, блоки селекции, выделяющие зоны возможной неуспещной коммутации тиристоров, элемент ИЛИ, элемент И, датчик входного напряжения и исполнительный орган защиты С2.

Недостаток данного устройства заключается в возможности ложных срабатываний. Кроме того, наличие большого количества датчиков состояния тиристоров, датчика входного напряжения, блоков селекции, а также специального исполнительного органа защиты усложняет устройство защиты.

Цель изобретения - ликвидация ложных срабатываний и упрощение.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для защиты автономного инвертора, снабженного системой импульсно-фазового управления, содержащее элемент И-ИЛИ, снабжено тремя датчиками минимального напряжения и узлом блокировки защиты, причем вход каждого датчика минимального напряжения подсоединен параллельно главным тиристор анодного и катодного плеч каждой фазы инвертора, входы узла блокироки защиты предназначены для подключения к выходам системы импульс но-фазового управления, выходы дат4922

чиков и выходы узла блокировки защиты подсоединены к входам элемента И-ИЛИ, выход которого предназначен ддя подключения к входу систе5 мы импульсно-фазового управления.

Кроме того, узел блокировки защиты содержит щесть формирователей импульсов и три элемента ИЛИ-НЕ, причем входы формирователей импуль0 сов предназначены для подключения к выходам системы импульсно-фазового управления, а выходы подключены попарно к входам элементов ИЛИ-НЕ. На фиг. 1 изображена функциональ5 ная схема устройства для защиты автономного инвертора напряжения; на фиг. 2 - схема одной инвертора с подключенным датчиком минимального напряженияi на фиг. 3 - функциональ0 ная схема узла блокировки защиты.

Устройство содержит систему импульсно-фазового управления 1, узел 2 блокировки защиты, датчики минимального напряжения 3-5, элемент

5 И-ИЛИ 6, главные тиристоры 7-12 (главные тиристоры анодной группы автономного инвертора напряжения 7, 9 и 11, главные тиристоры катодной группы .автономного инвертора

Q напряжения 8, 10 и 12), коммутируют пще конденсаторы 13 и 14, коммутирующий тиристор 15, вызывающий коммутацию тиристора 8, коммутирующий тиристор 16, вызывакяций коммутацию тиристора 7, обратный диод 17 анодного плеча, обратный диод 18 катодного плеча, формирователи импульсов 19-24, элементы ИЛИ-НЕ 25-27.

Схема датчика минимального напряжения состоит из оптоэлектронной пары и усилителя тока фотодиода.

Устройство работает следующим образом.

Для того чтобы закрылся тиристор 7, необходимо открыть коммутиРУЮ1ЦИЙ тиристор 16. в результате перезаряда конденсаторов 13 и ,14 происходит вытеснение тока тиристора 7, т.е. к его катоду приложено положительное падение напряжения на диоде 17. Чтобы затем можно было закоммутировать тиристор 8, надо дозарядить конденсаторы 13

5 и 14, что осуществляется открытием тиристора 8 в конце процесса перезаряда этих емкостей, пока открыты коммутирующий тиристор 15 и обрат3ный диод 17. В результате одновременного открытия диода 17 и тиристора 8 происходит технологическое KopoTkoe замыкание в тече,ние времени восстановления запирающих свойств диода 17. При этом меязду, анодом тиристора 7 и катодом тирис тора 8 (см фиг. 2) падение напряжения составляет единицы вольт. Устройство защиты реагирует на уменьшение напряжения между анодом тиристора анодной группы и катодом тиристора катодной группы ниже установки датчика минимального напря :жения. Устройство запщты реагирует не только на некоммутацию тиристоров но также на перекрытие изоляции и металлическое короткое замыкание между шинами питания инвертора. В рабочем режиме система управления инвертором 1 вырабатывает сигналы управления тиристорами. Узел 2 блокировки защиты, использу сигналы системы управления формир 24 ет сигналы блокировки защиты по фазам от технологических коротких замыканий . При коротком замыкании в любой из фаз инвертора происходит снижение напряжения между анодом и катодом тиристоров фазы, которое фиксируется одним из датчиком 3-5. Сигнал датчика поступает на вход элемента И-ИЛИ 6, В случае, если длиг тедьность сигнала о коротком заь&жании в фазе инвертора превышает длительность блокирующего сигнала узла 2 блокировки защиты, на выходе элемента 6 И-ИЛИ появляется сигнал о коротком замыкании в инверторе который воздействует на систему управления инвертором t. Система управления формирует алгоритм аварийного выключения.тиристоров , в результате чего все они выключаются. Таким образом, ликвидируются лож ные срабатывания защиты и упрощается устройство.

5i;

И Т l

../VX

1

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ АВТОНОМНОГО ИНВЕРТОРА НАПРЯЖЕНИЯ, снабженного системой импульсно-фазового управления, содержащее элемент И-ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью ликвидации ложных срабатьшаний и упрощения, оно снабжено тремя датчиками минимального напряжения и узлом блокировки защиты, причем вход каждого датчика минимального напряжения подсоединен параллельно главным тиристорам анодного и катодного плеч каждой фазы инвертора, входы узла блокировки защиты предназначены для подключения к выходам системы импульсно-фазового управления, вы-, ходы датчиков и выходы узла блокировки защиты подсоединены к входам элемента И-ИЛИ, выход которого предназначен для подключения к входу системы импульсно-фазового управления. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что узел блокировки защиты содержит шесть формирователей импульсов и три эле- мента ШШ-НЕ, причем входы формирователей импульсов предназначены для подключения к выходам системы импульсно-фазового управления, а выходы подключены попарно к входам элементов ШШ-НЕ.

cr

l r

Т

CO

л A / A A A

7 52 Ж7

5Г 2S

фа. 2

/

гз