Устройство для контроля тока вентильного преобразователя Советский патент 1986 года по МПК H02H7/12 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для защиты и управления вентильными преобразователями.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение надежности работы устройства.

На фиг. 1 представлен вариант схемы устройства с трехвходовым блоком управления; на фиг. 2 - вариант схемы трехвходового интегратора с вторым коммутатором и с ключевым элементом; на фиг. 3 - эпюры токов и напряжений в схеме устройства.

Устройство (фиг. 1) содержит первый 1 и второй 2 датчики напряжений, имеюш,ие одинаковые выходы, которые соединены встречно-последовательно и общим выходом подключены к второму входу блока 3 управления. Выход последнего через коммутатор 4 соединен с вторым входом интегратора 5. Выход первого датчика 1 напряжения соединен с первым входом блока 3 управления и с первым входом интегратора 5. Выход последнего служит выходом устройства и предназначен для подключения к схеме управления преобразователя через пороговый элемент или непосредственно.

Блок 3 управления может иметь синхронизирующий третий вход, предназначенный для подключения к схеме управления вентильного преобразователя.

Интегратор 5 может иметь закорачивающий третий вход, соединенный с вторым входом через ключевой элемент 6 и подключенный к выходу второго коммутатора 7, вход которого служит для подключения к схеме управления вентильного преобразователя.

Датчики 1 и 2 напряжения выполнены по однофазной мостовой схеме на диодах 8-11 и 12-15 соответственно.

В диагональ выпрямленного тока датчика 2 напряжения включен резистор 16. Клеммы 17 и 18 служат входом датчика 1 напряжения, а клеммы 19 и 20 - входом датчика 2 напряжения. Клеммы 21 и 22 являются общим выходом датчиков напряжения, а клеммы 22 и 23 - выходом датчика 1 напряжения.

Блок 3 управления содержит две ветви. Первая ветвь состоит из соединенных последовательно оптронного тиристора 24, резистора 25 и диода 26, вторая ветвь - из соединенных последовательно диода 27, резистора 28 и транзистора 29. Параллельно резистору 28 и транзистору 29 включен конденсатор 30. Клеммы 31 и 32 первой ветви служат вторым входом блока 3 управления, клеммы 32 и 33 - первым входом. Клеммы 34 и 35 служат синхронизирующим третьим входом, а клеммы 32 и 36 - выходом блока управления.

Коммутатор 4 состоит из транзистора 37, база-эмиттер (клеммы 38 и 39) которого служит входом коммутатора, а эмиттерколлектор (клеммы 39 и 40) -.его выходом.

Интегратор 5 содержит цепь из последовательно соединенных безындуктивных резистора 41 и конденсатора 42. Клеммы 43 и 44 служат вторым входом интегратора, а клеммы 44 и 45 - первым входом.

При выполнении интегратора 5 трехвходовым (фиг. 2) клеммы 44 и 46 служат его третьим входом и соединены с выходом второго коммутатора 7 (клеммы 47 и 48), содержащего оптронный тиристор 49, цепь управления которого (клеммы 50 и 51) служит входом коммутатора 7. Между первым и третьим входом интегратора 5 включен ключевой элемент 6, выполненный в виде диода. При работе устройства входные клеммы 17 и 18 датчика 1 напряжения должны быть подключены к клеммам переменного

0 тока преобразователя, а входные клеммы 19 и 20 датчика 2 напряжения - к клеммам переменного тока вентильного блока преобразователя, которые, как правило, в преобразователях соединяются с клеммами переменного тока преобразователя через силовой трансформатор, либо токоограничивающие реакторы. Клеммы 34 и 35 блока 3 управления должны быть подключены к выходу схемы управления вентилями преобразователя, связанными с фазой, в которой контролируется ток. При этом выпрямленное напряжение Uz на выходе датчика 2 напряжения (фиг. 3) повторяет по форме полуволны напряжения на клем.мах переменного тока вентильного блока преобразователя, имеющего на интервалах км коммутационные провалы. На межкоммутационных интервалах /м.км , а на интервалах /км . Выпрямленное напряжение Ui на выходе датчика 1 напряжения повторяет по форме полуволны напряжения (7п на фазах питающей цепи, причем на интервалах /м.км. На

0 клеммах 21 и 22 общего выхода датчиков 1 и 2 напряжения, соединенных между собой встречно-последовательно, на интервалах времени /м.км напряжение U,2 U2-t/i 0, а на интервалах/км U, (фиг. 3). Напряжение Ui,2, поступающее на клем5 мы 31 и 32 блока 3 управления, обеспечивает на его выходных клеммах 32 и 36 напряжение (Уз (фиг. 3). На интервалах /м.км (так как t/i,) ток в цепи с диодом 26 не протекает, транзистор 29 заперт и напряжение (равно напряжению на конденсаторе 30).

На интервалах /««, когда (У1, и оптронный тиристор 24 отперт сигналами схемы управления вентилями преобразователя, связанными с фазой, в которой измеряется 5 ток, в цепи с диодом 26 протекает ток, транзистор 25 отперт, .

Напряжение Us подается на входные клеммы 38 и 39 коммутатора 4 и при транзистор 37 отперт и блокирует работу интегратора 5, закорачивая конденсатор 42. На интервалах /км, когда , транзистор 37 заперт, что создает возможность работы интегратора. При этом на клеммы 44 и 45 интегратора поступает напряжение U и на выходных клеммах 43 и 44, соединенных с конденсатором 42, возникает сигнал напряжения (фиг. 3), пропорциональный иизменению тока вентилей на интервалах коммутации, т. е. измеряемому току / зм:

,(1)

где LBX - индуктивность силового трансформатора или токоограничивающих реакторов, имеющихся в цепи переменного тока преобразователя между входными клеммами первого и второго датчиков напряжения; К,- - коэффициент пропорциональности. Блок 3 управления может быть выполнен двухвходовым и не содержит оптронный тиристор 24, например, в случае однофазных преобразователей или когда коммутационные провалы напряжения или коммутации тока в соседних фазах многофазного преобразователя не оказывают влияния на работу устройства.

При трехвходовом интеграторе 5 и наличии второго коммутатора 7 отличие заключается в том, что при блокировке работы интегратора 5 коммутатором 4, когда открыт транзистор 37, на интервалах /м.км конденсатор 42 сохраняет неизменной величину выходного сигнала U до тех пор, пока сигнал от схемы управления преобразователя не отопрет оптронный тиристор 49 второго коммутатора.

Расширение функциональных возможностей и повышение надежности работы устройства обеспечивается благодаря тому, что при соединении датчиков напряжения встречно-последовательно и подключении их общего выхода к второму входу блока управления, а выхода первого датчика к его первому входу работа устройства обеспечивается импульсами напряжения {/1,, существенно отличающимися от нуля. Это позволяет контролировать ток в мощных преобразователях, содержащих делители токов вентилей, в которых напряжение на интервалах коммутации не падает до нуля.

Кроме того, выполнение блока управления трехвходовым и подключение третьего синхронизирующего входа к схеме управления вентилями преобразователя обеспечивает работу устройства только при коммутации измеряемого тока в контролируемой фазе преобразователя, что позволяет контролировать ток в многофазных преобразователях, работающих как в выпрямительном, так и в инверторном режиме, когда напряжение в контролируемой фазе может обращаться в нуль при коммутации тока в соседних фазах преобразователя.

Кроме того, выполнение интегратора трехвходовым и подключение его третьего входа к дополнительно введенному второму коммутатору, а также наличие дополнительного ключевого элемента позволяет получить на выходе устройства сигнал любой требуемой длительности.

Формула изобретения

1.Устройство для контроля тока вентильного преобразователя, содержащее первый датчик напряжения, выполненный в виде выпрямителя по мостовой однофазной схеме, блок управления, выполненный в виде пер5 вого диода, анод которого подключен к первому входу блока управления, соединенному с положительным выходным выводом первого датчика напряжения, катод через конденсатор соединен с общей шиной устройства и подключен к первому выводу

0 первого резистора, транзистор, эмиттер которого подключен к отрицательному выводу первого датчика напряжения и общей щине, и второго резистора, и интегратор, выпапненный в виде резистора, первый вывод

5 которого соединен с выходом устройства и через интегрирующий конденсатор подключен к общей шине, а второй вывод соединен с входом интегратора, подключенным к первому выходу первого датчика напряжения, отличающееся тем, что, с целью

0 расширения функциональных возможностей и повыщ ния надежности, введень первый коммутатор и второй датчик напряжения, выполненный в виде выпрямителя по мостовой однофазной схеме, выход которого шунтирован резистором, блок управления снаб5 жен вторым входом и в него введен второй диод, катод которого подключен к общей шине, анод соединен с первым выводом второго резистора, второй вывод которого подключен к второму входу блока управления, и базой транзистора, коллектор которого подключен к второму выводу первого резистора и выходу блока управления, при этом вход первого датчика напряжения предназначен для подключения к клеммам переменного тока преобразовате5 ля, вход второго датчика напряжения предназначен для подключения к выводам переменного тока вентильного блока преобразователя, выходы датчиков напряжения включены встречно-последовательно, отрицательный выходной вывод второго датчика на0 пряжения подключен к второму входу блока управления, выход которого через первый коммутатор соединен с выходом интегратора.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в блок управления введен тиристорный

5 оптрон, вход которого предназначен для подключения к выходу блока управления вентилями преобразователя, а выход включен между вторым входом управления и

отрицательным выходным выводом второго датчика напряжения.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что введены ключевой элемент и второй коммутатор, вход которого предназначен для

подключения к выходу блока управления вентилями преобразователя, а выход соединен с интегрирующим конденсатором интегратора, подключенным к выходу первого коммутатора через ключевой элемент.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано для защиты и управления вентильными преобразователями. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение надежности работы устройства. При работе устройства входные клеммы 17 и 18 датчика напряжения 1 подключены к фазам силовой цепи преобразователя, а входные клеммы 19 и 20 датчика напряжения 2 - к клеммам переменного тока преобразователя. Клеммы 34 и 35 блока управления 3 подключены к выходу системы управления вентилями преобразователя, связанными с фазой, в которой контролируется ток. Поставленная цель достигается благодаря тому, что при соединении датчиков напряжения 1 и 2 встречно-последовательно и подключении их общего выхода к второму входу блока управления 3, а выхода первого датчика 1 к его первому входу, работа устройства обеспечивается импульсами напряжения и,, существенно отличающимиCS S ся от нуля. Это позволяет контролировать ток в мощных преобразователях, содержа(Л щих делители токов вентилей, в которых напряжение на интервалах коммутации не падает до нуля. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. р I

а.

Г