Устройство для контроля состояния тиристора по цепи управления Советский патент 1985 года по МПК H02H7/10 

2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что, с целью расширения функцийнальных возможностей путем обеспечения контроля пробоя тиристора, введен элемент задержки, а феррид снабжен второй группой исполнительных герконов и третьей обмоткой, причем обмотка срабатывания первой группы исполнительных герконов использована в качестве обмотки отпускания для вто96996

рой группы исполнительных герконо , а обмотка отпускания первой группы исполнительных герконов использована в качестве обмотки срабатьгаания для второй группы исполнительных герконов, третья обмотка использована в качестве обмотки отпускания для обеих групп исполнительных герконов исоедииена склеммами дляподключения выходных выводов блока управления тиристром через элемент задержки.

1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ТИРИСТОРА ПО ЦЕПИ УПРАВ-, ЛЕНИЯ, содержащее датчик анодного тока, датчик управляющих сигналов и блок выявления аварийного состояния тиристора по цепи управления, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повьшения надежности, датчик анодного тока, датчик управляющих сигналов и блок выявления аварийного состояния тиристора по цепи управления вьтолнены на ферриде, имеющем первую группу исполнительных герконов, причем обмотка отпускания первой группы исполнительных герконов использована в качестве датчика анодного тока, Q S а обмотка срабатывания первой группы исполнительных герконов - в ка(Л честве датчика управляющих сигналов. ;о Од i;p i;o а В схему защиты и сигнализации Фиг.1

1

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для контроля и защиты преобразователей.

Целью изобретения является упрощение, повьшение надежности и расширение функциональных во можностей путем обеспечения контроля пробоя тиристора,

На фиг,1 представлена принципиалная схема устройства для контроля тиристора; на фиг,2 - то же, возможный вариант его вьшолнения; на фиг.З. - конструкция магнитной системы устройства; на фиг.4 - схема устройства для контроля с двумя группами герконов и тремя обмотками; на фиг.З - конструкция магнитной системы устройства.

Устройство 1 для контроля состояния тиристора содержит феррид, обмотка 2 которого включена в цепь анодного тока контролируемого тиристора и использована в качестве датчика анодного тока тиристора, а обмотка 3 подключена к блоку 4 управления тиристором и используется в качестве датчика управляющих сигналов. Феррид имеет первую группу исполнительных герконов 5, элемент магнитной памяти, вторую группу исполнительных герконов 7 и третью обмотку 8.

Устройство работает следующим образом.

Для включения тиристора на его управляющий электрод подают импульс с блока 4 управления, Одновременно возбуждается обмотка 3 феррида и перемагничивает элемент 6 магнитной памяти (фиг.З) из материала с прямоугольной петлей гистерезиса. Время перемагничивания элемента магнитной памяти может составлять единицы микросекунд, а запасенной им энергии магнитного поля достаточно для срабатьшания первой

группы 5 исполнительных герконов и удержания их в замкнутом состоянии после прекращения тока в обмотке. Замыкание контактов герконов происходит с некоторым запаздыванием

по отношению к возбуждающему импульсу (у герконов КЭМ-2, например, время с момента подачи импульса в обмотку до первого соударения кон-, тактов составляет порядка 100 мкс,

а у герконов типа КЭМ-1 - порядка 300 мкс). За это время успевает включиться тиристор и ток в его анодной цепи нарастает до величины, достаточной для возбуждения обмотки 2,

которая перемагничивает элемент магнитной памяти феррида в направлении, соответствующем отпусканию герко г нов 5, Поэтому в нормальном режиме )работы тиристора захиьжания контактов

герконов не происходит и сигнал

с устройства контроля в схему защиты и сигнализации не подается.

В аварийном режиме тиристора, характеризующемся его невключением при наличии сигнала с гблока 4 управления, обмотка 2 не возбуждается и состояние элемента -магнитной памяти определяется предшествующим

3

возбуждением обмотки 3, т.е. обеспечивается срабатывание герконов 5 первой группы и производится подача сигнала о невключении тиристора в схему защиты и сигнализации.

Таким образом, если обмотка 3, подключенная к блоку 4 управления тиристором, является обмоткой срабатывания для первой группы герконов 5, а обмотка 2, включенная в цепь анодного тиристора, является обмоткой отпускания,то устройство обеспечивает контроль невключения тиристора. Для правильного функционирования устройства необходимо, чтобы импульс анодного тока тиристора в нормальном режиме запаздывал (позднее заканчивался) по отношению к импульсу блока 4 управления, что практически всегда выполняется в схемах тиристорных преобразователей. В большинстве случаев такжедлительность импульса блока 4

.управления меньше времени до первого соударения контактов герконов при срабатывании и не требуется наклады-. вать ограничений на соотношение магнитодвижущих сил (НДС) обмоток 2 и 3, Если длительность импульса с блока 4 управления больше времени до первого соударения контактов герконов, то желательно, чтобы преобладала

-ВДС обмотки 2, включенной в цепь анодного тока и являющейся обмоткой отпускания. Тогда даже кратковременных замыканий контактов герконов в нормальном режиме работы тиристоров происходить не будет, что избавляет от необходимости введения задержки срабатывания исполнительных элементов схемы защиты и сигнализации, кроме того, если при возбуждении герконов не осуществляется коммутация электрических цепей, то срок их службы увеличивается на несколько порядков и становится вполне соизмеримым со сроком службы контролируемого прибора Обмотка 3 может быть включена непосредственно в цепь управляющего электрода тиристора, но может также быть подключена и к отдельному цыходу блока 4 управления (фиг,2), Параллельно обмотке 2, включенной в цепь анодного тока тиристора, может быть подключен линейный или нелинейный шунт (фиг,2)

Если в предлагаемом устройстве сделать так, что обмотка 3, под969964

ключенная к блоку 4 управления, будет обмоткой отпусканря для первой группы герконов 5, а обмотка 2, включенная в цепь анодного тока тиристора, будет обмоткой срабатьшания, то устройство будет сигнализировать о другом виде повреждения тир истора - пробое, В этом случае необходимо, чтобы в нормальном режиме работы тиристора преобладала МДС обмотки 3 и импульс в ней заканчивался позже, чем импульс анодного тока.в обмотке 2, Тогда сигнал с устройства будет подаваться в схему

15 защиты и сигнализации при наличии тока в анодной цепи тиристора в отсутствие управляющего импульса, т.е, при пробое тиристора. Более удобньм в данном случае является

20 подключение обмотки 3 к отдельному выходу блока 4 управления, импульс в нее должен подаваться -синхронноили с некоторой задержкой по отношению к импульсу, подаваемому на

25 управляющий электрод тиристора, а заканчиваться он должен несколько позже импульса анодного тока.

В конструкции магнитной системы феррида (фиг,3), с помощью которой

возможна реализация предлагаемого

0

устройства для-контроля состояния тиристора, элемент 6 магнитной памяти состоит из двух сердечников . (пластин), между которыми расположены герконы 5 первой группы, 06 мотки 2 и 3 охватывают сердечники элемента 6 магнитной памяти, причем обмотка 3 намагничивает сердечники в направлении продольных осей первой группы герконов 5, а обмотка 2 - перпендикулярно им.

Б результате возбуждения обмотки 3 остаточный магнитный поток намагниченных встречно друг другу сердечников элемерта 6 магнитной памяти замыкается через герконы 5 первой- группы и происходит их срабатывание. Если возбуждена обмотка 2, то элемент 6 магнитной памяти намагничивается перпендикулярно осям

0 герконов и не оказывает на них воздействия. В данном случае обмотка 3 является обмоткой срабатывания, а обмотка 2 - обмоткой отпускания. При повороте продольных осей

5 герконов 5 первой группы на 90 обмотки 2 и 3 меняются ролями, и тогда получают устройства, контролирующие пробой тиристора. $1 Если величина анодного тока конт ролируемого тиристора достаточно .велика (сотни ампер и выше), то обмотка 2 может быть вьшолнена в виде одного или 1/2 витка из шины соответствующего сечения, В схему устройства (фиг.4) введены вторая группа герконов 7 и тре тья обмотка 8, Вторая группа герконов 7 расположена таким образом, что обмотка .2 для них является обмо кой срабатывания, а обмотка 3 - обмоткой отпускания, В то же время для первой группы герконов 5 обмотк срабатывания является обмотка 3, а обмоткой отпускания - обмотка.2, Таким образом будучи возбуждаемым одна после другой , обмотки 2. и 3 из меняют состояние контактов первой и второй групп герконов 5 и 7 соответственно на противоположное. Третья обмотка 8, подключенная, как и обмотка 3, к блоку 4 управления, является обмоткой отпускания для обеих групп герконов, В нормальном режиме работы тиристора, когда подают импульсный сигнал на егооткрьгоание, возбуждается обмотка 3 и элемент магнитной памяти намагничивается в направлени обеспечивающем срабатывание первой группы герконов 5, При открьгоании тиристора его анодный ток возбуждает обмотку 2 и .элемент магнитной памяти перемагничивается в направлении, обеспечивающем срабатывание герконов 7 второй группы и отпускание герконов 5 первой группы, В завершение цикла нормальной работы с блока 4 управления с некоторой задержкой по отношению к импульсу, подаваемому в обмотку 3, поступает сигнал в обмотку 8, обеспечивающую отпускание герконов обеих групп, ВДС обмотки 8 должна преобладать над НДС обмоток 2 и 3, а импульс в ней должен заканчиваться поздней. В случае пробоя тиристора отсутс вует сигнал с блока 4 управления, а вместе с тем и возбуждение обмоток 3 и 8, В результате состояние контактов устройства определяется предшествующим возбуждением обмотки током пробившегося тиристора, контакты второй группы герконов 7 замк нуты, так как сигнализируют о пробое. 6 В случае невключения тиристора при наличии сигнала на управляющем электроде (и возбуждении обмотки 3) отсутствует сигнал в обмотке 2, и в промежуток времени до включения обмотки 8 замкнуты контакты первой группы герконов 5 что служит сигналом о невключении, подаваемым в схему защиты и сигнализации, Для обеспечия работы устройства без коммутации цепей в нормальном режиме время срабатывания герконов 7 должно быть больще времени срабатьшания герконов 5 первой группы, что может быть достигнуто или путем подбора параметров герконов, или конструктивным путем, например с помощью установки короткозамкнутого витка, охватывающего герконы 7 второй группы, В устройстве для контроля (фиг,4) обмотки 2 и 3 и первая группа герконов 5 расположены так же, как в конструкции на фиг,3, Ангшогична и конструкция элемента 6 памяти. Группа герконов 7 ориентирована перпендикулярно герконам 5 первой группы и срабатывает при намагничивании элемента магнитной памяти обмоткой 2. 06мотка 8 состоит из двух секций по одной на каждом сердечнике элемента магнитной памяти, причем секции намотаны так, что намагничивают сердечники согласно (показано стрелками), В результате остаточный магнитный поток элемента магнитной памяти замьжается с одного сердечника на другой, не воздействуя на герконы 5 первой группы, и последние отпускают, Герконь 7 второй группы также отпускают, так как прилегающий к ним сердечник намагничен перпендикулярно их продольным осям, К;онст1)укция магнитной системы не является единственно возможной, с . помощью которой реализуется предлагаемое устройство для контроля состояния тиристора, но по ряду параметров она имеет преимущество по сравнению с конструкциями ферридов других типов, В частности, в ней наилучшим образом осуществляется отпускание герконов с помощью сильноточной обмотки (обмотка 2),

В схему защиты

и. сигнализации 2

б схему защиты и сигнализации