Устройство для контроля состояния тиристоров трехфазного мостового преобразователя Советский патент 1987 года по МПК H02H7/10 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для диагностики и защиты трехфазных преобразователей, выполненных по мостовым схемам.

Целью изобретения является упрощение устройства, уменьшение его массы, габаритов и стоимости.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство для контроля состояния тиристора мостового преобразователя содержит первый 1 и второй 2 элементы развязки, входы которых соответственно соединены с управляющими переходами контролируемого тиристора 3 и тиристора 4 следующей по порядку коммутации фазы той же группы вентилей, первый элемент ЗАПРЕТ 5, первый элемент 6 задержки, формирователь 7 импульсов, триггер 8, первый вход которого подключен к выходу формирователя 7 импульсов, а второй - к выходу второго элемента 2 развязки, первый двухвходовой элемент И 9, первый вход которого соединен с выходом элемента 6 задержки, а второй - с инверсным выходом триггера 8, трехвхо- довой элемент И 10, второй элемент ЗАПРЕТ 11, второй двухвходовой элемент И 12, три шунта 13, 14 и 15, второй элемент 16 задержки, элемент И-НЕ 17, три элемента ИЛИ 18, 19 и 20, три датчика 21, 22 и 23 тока и датчик 24 тока нагрузки. Вход каждого I из трех датчиков 21, 22, 23 тока подключен к шунту 13 (14, 15), включенному между фазным выводом источника переменного напряжения иЛ(В,С и фазны.м выводом прообразователя Uafe,cj. Один выход датчика 21 тока объединен с первым входом трехвходового элемента И 10, с входом формирователя 7 импульсов и одним входом элемента ИЛИ 18, второй выход объединен с прямым входом второго элемента ЗАПРЕТ 11, первым входом второго двухвходового элемента И 12, а также с вторым входом элемента ИЛИ 18. Второй вход трехвходового элемента И 10 объединен с входом второго элемента 16 задержки и выходом элемента И-НЕ 17, входы которого подключены к выходам элементов ИЛИ 18, 19 и 20, выход трехвходового элемента И 10 соединен с прямым входом первого элемента ЗАПРЕТ 5, а выход второго э„1емента 16 задержки - с вторым входом второго двухвходового элемента И 12.

Устройство работает следующим образом. При прямом пробое тиристора 3 на инверсный вход первого 5 элемента ЗАПРЕТ через элемент 1 развязки поступает «О, так как напряжение на управляющем переходе упадет до нуля, на первый вход этого элемента подается «1 в результате поступления «1 на все три входа трехвходового элемента И 10 (от датчика тока нагрузки с выхода датчика 21 тока, наличие сигнала на котором соответствует прямому направлению тока в тиристоре 3, и с выхода эле

мента И-НЕ 17), а на выходе появляется «1, свидетельствующая о прямом пробое тиристора 3.

Если произошел обратный пробой тиристора 3 (при приложении к нему обратного напряжения), когда работали смежный с ним тиристор второй группы вентилей и тиристор другой фазы этой же группы вентилей, то через тиристор 3 и работающий тиристор этой же группы протекает ток короткого замыкания, а ток в нагрузке уменьшается до нуля. В результате на прямой вход второго элемента ЗАПРЕТ 11 поступает «1, а на его второй вход - «О, что дает на выходе «1, свидетельствующую об обратном

пробое тиристора 3 во время работы тиристора второй группы вентилей этой же фазы преобразователя.

Когда же происходит обратный пробой тиристора 3 во время работы тиристоров двух других фаз преобразователя, то на

первый вход второго двухвходового элемента И 12 поступает «1 с выхода датчика тока, наличие сигнала на котором соответствует обратному направлению тока в тиристоре 3, на второй - «1 с выхода второго элемента 16 задержки, на инвертирующий вход которого поступает «О, свидетельствующий о наличии тока во всех трех фазах преобразователя. В результате этого на выходе второго двухвходового элемента И 12 появляется «1, свидетельствующий об обратном пробое тиристора 3, когда работают тиристоры двух фаз преобразователя. Соединение выхода элемента И-НЕ с третьим входом трехвходового элемента И 10 необходимо для устранения ложного сигнала о прямом пробое тиристора 3, когда он не

работает, а происходит обратный пробой смежного с ним тиристора этой же фазы преобразователя. Второй элемент 16 задержки необходим для устранения ложного сигнала об обратном пробое тиристора во время коммутации тиристоров в двух следующих друг за другом фазах. При этом уставка времени элемента задержки должна быть не менее времени коммутации. Выходы со второго элемента 11 ЗАПРЕТ и второго двухвходового элемента И 12 можно использовать раздельно или объединить через элемент ИЛИ.

Если тиристор 3. имеет неисправность типа обрыва, то при поступлении управляющего импульса ток через него не протекает и на первый вход триггера 8 установочный

импульс не подается, с инверсного выхода триггера 8 на второй вход первого 9 элемента И постуцает «1, обусловленная тем, что на второй вход триггера 8 подан импульс сброса с выхода второго элемента 2 развязки в момент включения тиристора 4 следующей по порядку коммутации фазы; на первый вход первого 9 элемента И через первый 6 элемент задержки подается «1, в результате чего на выходе пояляется «1,

свидетельствующая о неисправности типа обрыва.

При нормальной работе преобразователя после подачги управления импульса на тиристор 3 через последний протекает ток. С выхода первого элемента 1 развязки на инверсный вход первого 5 элемента ЗАПРЕТ поступает «1 вследствии того, что на управляющем переходе тиристора 3 падает напряжение. На прямой вход этого же эле- ЗАПРЕТ также поступает «1 с выхода трехвходового элемента И 10 так же, как на все входы его поступают сигналы в виде логических «1 от датчика тока нагрузки с одного выхода датчика 21 тока (сигнал о наличии прямого тока в контролируемом тиристоре 3) и с выхода элемента И-НЕ 17. Последний сигнал свидетельствует о том, что в одной из фаз преобразователя ток не протекает. В результате «О на выходе первого элемента ЗАПРЕТ 5 свидетельствует об отсутствии прямого пробоя тиристора 3.

При этом на прямой вход второго элемента ЗАПРЕТ 11 и первый вход второго двухвходового элемента И 12 поступает «О (сигнал об отсутствии обратного тока в контролируемом тиристоре), а на вторые входы - «1 и «О соответственно, что дает на их выходах «О, свидетельствующие об отсутствии обратного пробоя тиристора 3.

При появлении прямого тока в тиристоре 3 с формирователя 7 импульсов подается импульс на первый вход триггера б, на инверсном выходе которого устанавливается «О. Этот сигнал подается на второй вход первого элемента И 9, на первый вход которого приходит «1 с управляющего перехода тиристора 3 через элемент 1 развязки и первый элемент 6 задержки. Это приводит к наличию на выходе первого 9 элемента И «О, свидетельствующего об отсутствии обрыва в тиристоре 3.

При контроле тиристора второй группы вентилей преобразователя выводы датчика 21 тока по назначению меняются местами, т. е. наличие сигнала на верхнем выводе соответствует прямому направлению тока в контролируемом тиристоре, а на нижнем - обратному. Используемый в данном блоке второй элемент 2 развязки при контроле тиристора 4 выполняет такую же роль, как и первый элемент 1 развязки при контроле тиристора 3, а первый элемент развязки при контроле тиристора предыдущей фазы по порядку коммутации выполняет такую же роль, как и второй 2 при контроле тиристора 3.

Наличие четырех выходов позволяет путем выведения их на блок индикации и отключения определить вид неисправности тиристора после отключения преобразователя за счет этих же сигналов.

ВНИИПИЗаказ 393/57Тираж 619Подписное

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

Формула изобретения Устройство для контроля состояния тиристоров трехфазного мостового преобразователя, содержащее датчики тока тирис- , торов, первый и второй элементы развязки, входы которых предназначены для подключения к управляющим переходам, соответственно, контролируемого тиристора и тиристора следующей по порядку коммутации фазы той же группы вентилей, а выход пер0 вого элемента развязки подключен к входу первого элемента задержки и инверсному входу первого элемента ЗАПРЕТ, формирователь коротких импульсов, выходом подключенный к первому входу триггера, второй вход которого подключен к выходу второго элемента развязки, а инверсный выход триггера подключен к первому входу первого двухвходового элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого элемента задержки, а выходы первого двух0 входового элемента И и первого элемента ЗАПРЕТ подключены к соответствующим входам блока индикации, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, уменьшения его массы, габаритов и стоимости, в него введены датчик тока нагрузки,

5 трехвходовый элемент И, второй элемент ЗАПРЕТ, второй двухвходовый элемент И, три шунта, второй элемент задержки, элемент И-НЕ и три элемента ИЛИ, причем вход каждого датчика тока подключен к щунту, предназначенному для включения между фазным выводом источника переменного напряжения и соответствующим фазным выводом преобразователя, один выход датчика тока, наличие сигнала на котором соответствует прямому направлению тока

0

5

в контролир емом тиристоре, объединен

с первым входом трехвходового элемента И, с входом формирователя коротких импульсов и одним входом соответственно ИЛИ, второй выход датчика тока, наличие сигнала на котором соответствует обратному на0 правлению тока в контролируемом тиристоре, объединен с прямым входом второго элемента ЗАПРЕТ и первым входом второго двухвходового элемента И, а также с вторым входом упомянутого элемента ИЛИ, второй вход трехвходового элемента И соединен

5 с инверсным входом второго элемента ЗА- TIPET и с выходом датчика тока нагрузки, третий вход трехвходового элемента И объединен с входом второго элемента задержки и выходом элемента И-НЕ, входы которого подключены к выходам элементов ИЛИ, выход трехвходового элемента И соединен с прямым входом первого элемента ЗАПРЕТ, а выход второго элемента задержки - с вторым входом второго двухвходового элемента И, выход которого и выход второго эле5 мента ЗАПРЕТ подключены к соответствующим входам блока индикации.

0

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для диагностики и защиты трехфазных преобразователей, выполненных по мостовой схеме. Целью изобретения является упрощение устройства, уменьшение его массы, габаритов и стоимости. При прямом пробое тиристора 3 на выходе элемента развязки 1 появляется логический «О, а на выходе датчика тока, соединенном с вторым входом элемента И 10,- логическая «1. На первый и третий входы элемента И 10 поступают «1 от датчика тока нагрузки и элемента И-НЕ 17 соответственно. В результате на выходе элемента ЗАПРЕТ 5 появляется «1, что свидетельствует о пробое тиристора 3. Обратный пробой контролируемого тиристора 3 возможен при работе смежного с ним тиристора ЭТОЙ же фазы и при работе тиристоров двух других фаз преобразователя. В первом случае появляется «1 на выходе элемента ЗАПРЕТ 11, а во втором - на выходе элемента И 12. В первом случае на прямой вход элемента ЗАПРЕТ 11 с датчика тока 21 приходит «1, соответствующая обратному направлению тока в тиристоре 3, а на второй - «О с датчика тока нагрузки, так как ток в нагрузке при этом равен нулю. Во втором случае «1 на первом входе элемента И 12 несет информацию о протекании обратного тока в тиристоре 3, а «1 на его втором входе - о наличии тока во всех трех фазах преобразователя. Выход элемента И-НЕ 17 соединен с третьим входом элемента И 10 для устранения ложного сигнала о прямом пробое тиристора 3, когда он не работает, а происходит обратный пробой смежного с ним тиристора этой же фазы. В случае обрыва в тиристоре 3 на первый вход элемента И 9 с выхода элемента развязки I через элемент задержки 6 поступает «1, с соответствующего выхода датчика тока 21 через формирователь импульсов на первый вход триггера 8 - «О, что дает «1 на инверсном выходе этого триггера и втором входе элемента И 9. Установка триггера 8 в такое состояние осуществляется подачей «1 на второй вход с выхода элемента развязки 2 тиристора следующей по порядку коммутации фазы. 1 ил. (Л N0 СО со 00 о 05 , От датчика тока Z f нагрузки