Устройство для контроля состояния тиристоров однофазного мостового преобразователя Советский патент 1986 года по МПК H02H7/10 

ЗАПРЕТ 16, элемент задержки 17,формирователь импульсов, 18, триггер 19, элементы И 20, 22 и элемент ИЛИ- НЕ 21. При контроле, например, тиристора 5 первый выход р атчика тока 9 соединен с прямым входом элемента ЗАПРЕТ 16 блока контроля 12 и входом формирователя импульсов 18. Второй выход датчика тока 9 соединен с одним входом элемента И 22, К управляющему переходу тиристора 5 подключены инверсный вход элемента ЗАП- РЕТ16, один вход элемента ШШ-НЕ 21 и вход элемента задержки 17. Выход формирователя импульсов 18 соединен с первым входом триггера 19, вторым входом подключенным через элемент

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля состояния тиристоров и защиты преобразователя, выполненного по однофазной мостовой схеме.

Цель изобретения - повьшение надежности и расширение функциональных возможностей устройства для контроля .

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит первый 1, второй 2, третий 3 и четве ртьй 4 элементы развязки, входы которых подклю- вателя 18 импульсов соединен с перчены соответственно к управляющим пе- 15 вым входом триггера 19, второй , реходам первого 5, второго 6, третье- .которого через третий элемент 3 раз- го 7 и четвертого 8 тиристоров, дат- вязки подключен к управлякяцему пере- чик 9 тока, цепь шунтов 10 и 11, одни . ходу третьего тиристора 7 плеча, па- выводы которых объединены и соединены раллельного контролируемому, а ин- с одним входным выводом преобразовате-20 версный выход соединен с вторым вхоля и средней точкой датчика 9 тока, второй вьшод первого шунта 10 соединен с катодом четвертого тиристора 8 и с первым входом датчика 9 тока, а второй вывод второго шунта 11- с анодом третьего тиристора 7 и вторым входом датчика 9 тока, первый 12, второй 13, третий 14 и четвертый 15 блоки контроля каждого из тиристоров. Блок контроля тиристора содержит элемент ЗАПРЕТ 16, элемент 17 задержки, формирователь 18 импульсов, триггер 19, первый элемент И 20,

развязки 3 к управляющему переходу тиристора 7. Инверсный выход триггера 19 соединен с вторым входом элемента И 20, первый вход которого соединен с выходом элемента задержки 17. Выходы элементов ЗАПРЕТ 16, И 22 и И 20 соединены с входами блока индикации и отключения преобразователя. Прямой пробой тиристора 5 или его пробой обратным напряжением, а также случай его обрыва соответствует появлению на выходах элементов ЗАПРЕТ 16, И20иИ21 сигнала 1, соответственно, который поступает на блок индикации. Одновременно происходит отключение тиристора 5 . 1 ил .

элемент ИЛИ-НЕ 21 и второй элемент И 22-. При контроле первого тиристора 5 первый выход датчика 9 тока соединен с прямым входом элемента ЗАПРЕТ

16 первого блока 12 контроля и вхо- дом формирователя 18 импульсов, второй выход - с одним входом второго элемента И 22, к управляющему переходу первого тиристора 5 через первый элемент 1 развязки подключены инверсный вход элемента ЗАПРЕТ 16, один вход элемента ИЛИ-НЕ и вход элемента 17 задержки, выход формиродом первого элемента И 20, первый вход которого соединен с выходом элемента 17 задержки. Выходы элементов ЗАПРЕТ 16, И 22 и И 20 соединены

25с входами блока ивдикаций и отключения преобразователя. Подключение четвертого блока 15 контроля аналогично подключению первого блока 12. Подключение второго 13 и третьего 14

ЗОблоков отличается от предыдущего тем, что первый выход датчика 9 тока соеди- кен с первыми входами вторых элемен- гов И (выводы Ь), а второй - с прямыми входами элементов ЗАПРЕТ 16 и входами формирователей 18 импульсов (выводы л).

Устройство работает следующим обрзом.

При нормальной работе первого тиристора 5 и непрерывном токе в нем на управляющем переходе имеет место падение напряжения как во время действия управляющего импульса, так и при его отсутствии, но при открытом тиристоре. При этом на инверсный вход элемента ЗАПРЕТ 16 и на его прямой вход поступают логические 1, в результате чего на выходе элемента ЗАПРЕТ 16 присутствует логический О. Логическая 1 на первом выходе датчика 9 тока свидетельствует о наличии тока в первом шунте 10 и первом 5 и четвертом 8 тиристорах. Если же работают второй 6 и третий 7 тиристоры, то 1 поступает с второго выхода датчика 9 тока. При пробое первого тиристора 5 во время его работы напряжение на управляющем пере ходе становится равным нулю, на инверсном входе элемента ЗАПРЕТ 16 появляются О, а на его прямом входе 1, Е результате чего на выходе этого элемента имеет место 1,что является сигналом о прямом пробое тиристора. Этот сигнал поступает на блок индикации и отключения.Аналогично проводится выявление прямого пробоя четвертого тиристора 8 с помощью чет вертого блока 15 контроля, а при выявлении этого же вида неисправности во втором 6 или третьем 7 тиристорах соответственно с помощью второго 13 и третьего 14 блоков контроля изменя ются точки подключения первого и в орого выходов датчика тока,как указано ранее.

В случае пробоя первого тиристора 5 обратньм напряжением на один вход элемента ИЛИ-НЕ 21 и на инверсный вход элемента ЗАПРЕТ -16 .поступает О, так как тиристор пробит и управляющие импульсы на него не поступают.

Вследствие того, что тиристор 7 открыт, ток протекает по цепи: источник переменного напряжения - шунт 11 - тиристор 7 - пробитый тиристор 5 - источник переменного напряжения, на втором выходе датчика 9 тока появляется 1, поступающая на один вход первого элемента И 20, на второй вход элемента ШТИ-НЕ 21 поступает О от датчика тока нагрузки, входящего в систему управления преобразователем, при этом на выходе элемента ИЛИ-НЕ 21 появляется 1 и на выходе второго элемента И 22 также 1, свидетельствующая о пробое т фистора 5 обратным напряжением. Любая другая комбинация входных сигналов второго элемента И 22 и элемента ИЛИ-НЕ 21 дает на выходе элемента И 22 О.

Аналогично осуществляется выяв- леннр пробоя обратным напряжением второго тиристора 6 с учетом изменения подключаемого датчика 9 тока к первому входу второго элемента . И 22, указанного ранее. При пробое обратным напряжением третьего 7 и отпирании первого 5 трфисторов ток протекает по контуру: источник переменного напряжения. При этом на первый вход второго элемента И 22 и третьего блока 14 контроля г первго выхода датчика 9 тока поступает 1, потому что поступающий с шунта 11 на второй вход датчика тока сигнал имеет полярность, обратную нормальной, на входы элемента ИЛИ-НЕ 2 поступает О с выходов третьего элемента 3 развязки и датчика тока нагрузки, что соответствует 1 на выходе второго элемента И 22, свдетельствующий об обратном пробое третьего тиристора 7.

Также обнаруживается подобная неисправность « четвертом тиристоре 8 с учетом изменения знака выходного сигнала датчика тока 9.

Таким образом, сигнал о прямом или обратном пробое тиристора поступает на блок индикации и отключения практически одновременно с возникновением неисправности.

Канал контроля за неисправностью типа обрыв работает следующим образом.

При нормальной работе тиристора 5 на первый вход первого элемента И 20 через элемент 17 задержки, необходимый для обеспечения нарастания тока до уровня чувствительности датчика 9 тока, поступает 1 на первый вход триггера 19 через формирователь 18 импульсов то же - 1, устанавливающая на инверсном выходе триггера 19 О. В результате на вькоде элемента И 20 имеет место О

свидетельствующий об отсутствии обрыва. При включении второй пары тиристоров 6,7 с управляющего перехода тиристора 7 через элемент 3 развязки на второй вход триггера 19 пос тупает 1, в результате на его инверсном выходе устанавливается 1, а на выходе первого элемента И 20 О. Очередное включение пары тиристоров 5,8 приводит к установке на инверсном выходе триггера 19 О,Если в тиристоре 5 происходит обрыв, то поступление на него управляющего импульса вызывает появление с некоторой задержкой 1 на первом входе первого элемента И 20, а на первый вход триггера 19 1 не поступает, следовательно, на втором входе элемента И 20 присутствует 1, что дает на его входе 1, являющуюся сигналом на индикацию неисправности типа обрыв и на отключение преобразователя. Уменьшение тока в тиристоре 5 до нуля по причине режима прерывистых токов, наступающее после поступления управляющего импульса я после первого импульса тока, не вызывает в течение полупериода переменного напряжения переброса триггера 19 из того состояния, в которое его установил первый импульс тока, а следовательно, не вызывает появления ложного сигнала об обрьгее в тиристоре 5. Обнаружение обрыва в остальных тиристорах преобразователя осуществляется аналогичным образом с помощью соответствующих блоков контроля.

На чертеже показана схема блока 12 контроля первого тиристора 5,на остальных блоках указаны входы и их подключение к источникам информационых сигналов.

В качестве элементов развязки могут быть применены оптронные пары.При построении блока индикации и отключения преобразователя могут быть использованы RS-триггеры, на установочные входы которых поступают сигналы с выходов элементов ЗАПРЕТ 16, первого 20 и второго 22 элементов И блоков контроля, а к их выходам могут быть подключены светодиоды и вход отключакицего устройства.

Формула изобретения

Устройство для контроля состояния тиристоров однофазного мостового

преобразователя,, снабженного системой управления с датчиком тока нагрузки, содержащее элементы развязки,входы которых предназначены для подклю- че1;ия к управляющим переходам контролируемых тиристоров, датчик тока, блоки контроля состояния тиристоров по числу тиристоров, каждая из которых включает в себя элемент ЗАПРЕТ, элемент задержки, формирователь импульсов, триггер и первый элемент И, причем в каждом блоке контроля состояния тиристора инверсный вход элемента ЗАПРЕТ и вход элемента за- держки соединены с выходом элемента развязки контролируемого тиристора, выход элемента задержки соединен с одним входом первого элемента И,выход формирователя импульсов соединен с первым входом триггера, второй вход которого : подключен : к выходу элемента развязки тиристора параллельного плеча по отношению к контролируемому, а инверсньй выход - к второму входу первого элемента И, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства и расширения его функциональных возможностей, введена последовательная цепь шунтов, а в каждый блок контроля состояния тиристора введены элемент ИЛИ-НЕ и второй элемент И, причем выводы цепи шунтов предназначены для подключения к разноименным электродам тиристоров одной ветви моста и подключены к двум входам датчика тока, вьшолненного на операционном усилителе и снабженного двумя выходами сигналов, соответствующих определенной полярности сум- маркого входного сигнала, к одному выходу датчика тока присоединены

прямые входы элементов ЗАПРЕТ и входы формирователей импульсов первого и четвертого блоков контроля состояния тех тиристоров, которые включены в одних противоположных плечах параллельных ветвей моста,а также одни входы вторых элементов И второго и третьего блоков контроля состояния тех тиристоров, которые включены в других противоположных .плечах параллельных ветвей моста, к второму выходу датчика -тока присоединены прямые входы элементов ЗАПРЕТ и входы формирователей импульсов второго и третьего блоков контроля состояния тиристоров, а

7. 12528638

также одни входы вторых элементов И элемента ИЛИ - НЕ предназначен первого и четвертого блоков контро- для соединения с выходом датчи- ля бостояния тиристоров, в каждом ; ка тока нагрузки, входящего в блоке контроля состояния тиристора систему управления преобразоваодин вход элемента Ш1И-НЕ соединенj телем, а выход элемента ИЛИ - с выходом элемента развязки контро- НЕ подключен к второму входу лируемого тиристора, второй вход второго элемента И.

- Составитель О.Мещерякова Редактор О.Головач Техред м.Ходанич Корректор Е.Сирохман

Заказ 4627/53Тираж 612Подписное

ВНИШТИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для контроля состояния тиристоров и защиты преобразователя, выполненного по однофазной мостовой схеме. Цель изобретения - повьшение надежности и расширение функциональных возможностей устройства для контроля. Устройство содержи 1 элементы развязки 1-4, входы которых подключены соответственно к управляющим переходам тиристоров 5-8, датчик тока 9, цепь шунтов 10, 11, блоки контроля 12-15 тиристоров.Каждый блок контроля включает элемент А датчика тот c.-.d