Способ защиты от перегрузок статического преобразователя с искусственной коммутацией Советский патент 1988 года по МПК H02H7/10 

(21)

(22)

(46)

(71)

тут

(72)

4154399/24-07

01.12.86

23.05.88. Бюл. К 19

Криворожский горнорудный инстиО.Н.Синчук, Э.с.ГУзов, Е.В.Афанасьев и И.А.Луценко (53) 621.316.925.4(088.8) (56) Патент СССР № 614759, кл. Н 02 Н 7/10, 1976.

Авторское свидетельство СССР № 725141, кл. Н 02 Н 7/10, 1980.

(54) СПОСОБ ЗАВ(ИТЫ ОТ ПЕРЕГРУЗОК СТАТИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ С ИСКУСС-. ТВЕННОЙ КОММУТАЦИЕЙ

(57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности преобразователя. При резких провалах напряжения питающей сети коммутирующий конденсатор 9 заряжается до пониженных напряжений, что обуславливает снижение предельно коммутируемого тока. В этот момент нарастающий ток нагрузки превышает

Напрям.ение заданил

(Л

00

со эо о

:о

13

iipeAenbHO коммутируемый ток. Превышение входного сигнала, пропорционального току нагрузки, над входным сигналом, пропорциональным напряжению на коммутирукяцем конденсаторе, приводит к появлению сигнала на выходе ре- jieftHOro элемента 10, который поступа- т на дифференцирующий элемент 12, |1оследний устроен так, что импульс а его выходе появляется только в интервале времени, лежащем между моментом подачи импульса на управляющий электрод силового тиристора 1 и моментом подачи импульса на управляю1дий электрод тиристора искусственной ком: . . -1

Изобретение относится к электро- гехнике и может.быть применено в устройствах защиты вентильных преобразователей.

Цель изобретения - повьшение на- |лежности работы преобразователя. I Ка фиг.1 представлена структурная Ьхема устройства для реализации спо- Ьоба защиты от перегрузок статичес- |-ore преобразователя с искусственной Коммутациейi на фиг,2 - принципиальная схема устройства.

Устройство содержит силовой тирис- top 1, катодом подклюгченный к одному выводу дросселя 2 и катоду коммутирующего тиристо ра 3, анод которого подключен к катоду диода 4, анодом подключенного к анодам силового тири ciTopa. 1 и блокирующего диоДа 5 и к одному выводу нагрузки 6, другой вы- 1бод которой подключен к катоду блокирующего диода 5 и через скользящий контакт 7 к контактной шине 8 источ- гшка питания л Анод коммутирующего тиристора 3 подключен через конденсатор 9 к другому выводу дросселя 2. Релейный элемент 10 с двумя входами выходом подключен к первому входу 11 дифференцирующего элемента 12, одному 18ХОДУ канала 13 управления силовым Иристором и первому входу 14 канала 15 управления коммутирующим тиристором, выход кбторого подключен к второму входу 16 дифференцирующего эле19

мутации 3. Сформированный импульс через канал управления поступает на управляющий электрод тиристора искусственной коммутации 3. Одновременно выходной сигнал релейного элемента 10 поступает в канал управления силовым тиристором 13, и канал управления тиристором искусственной коммутации 15 предотвращает тем самым прохождение очередных импульсов системы управления на силовой тиристор 1 и тиристор искусственной коммутации 3 во время снижения коммутационной способности коммутирующего конденсатора 9, 2 ил.

мента 12 и входу управления коммутирующего тиристора 3.

Выход канала 13 управления силовым тиристором подключен к управляющему входу силового тиристора 1 и к третьему входу 17 дифференцирующего элемента 12, выход которого подключен к второму входу 18 канала 15 управления тиристором искусственной коммутации, третий 19 вход которого подключен к выходу первого генератора 20 импульсов управления, неинвертирующий вход 21 которого соединен с инвертирующим входом 22 второго генератора

23 импульсов управления и подключен к выходу генератора 24 напряжения треугольной формы.

Инвертирующий вход 25 первого генератора 20 импульсов управления соединен с неинвертирующим входом 26 второго генератора 23 импульсов управления и подключен к выходу 27 источника напряжения задания. Один и другой входы релейного элемента 10 подключены соответственно к конденсатору 9 и выходу датчика 28 тока, установленного в цепи нагрузки 6. Выход второго генератора 23 импульсов управления подключен к другому входу

канала 13 управления силовым тиристором.

Генератор 24 напряжения треугольной формы вьтолнен на базе операционных усилителей. Первый 20 и второй

23 генераторы импульсов управления

выполнены на базе первого 29 и второго 30 компараторов, выходами подключенных к первому 31 и второму 32 дифференцирующим звеньям соответственно, служащим выходами первого 20 и второго 23 генераторов импульсов уп упранления.

Канал 13 управления силовым тирис- TopioM состоит из первого злемента И 33, один и другой входы которого служат входами канала управления силовым тиристором, а выходом его служит пер- вьгй формирователь 34 импульсов управления, входом подключенный к выходу первого элемента И 33.

Канал 15 управления коммутирующим тиристором содержит второй элемент И 35, выходом подключенный к одному входу элемента ИЛИ 36, второй формирователь 37 импульсов управления, входом подключенный к выходу элемента ИЛИ 36. Выход второго формирователя 37 импульсов управления служит выходом канала управления коммутирующим тиристором. Один вход второго элемента И 35 служит первым входом 14, а другие входы элементов ИЛИ 36 и И 35 служат соответственно вторым

18 и третьим 19 входами канала управ- зо Ференцирукнцим элементом 12 на управления коммутирукщим тиристором.

Дифференцирующий элемент 12 содержит элемент НЕ 38, выходом через третье дифференцирующее звено 39 подклю- ченньй к одному входу третьего элемента И 40, другой вход которого подключен к выходу триггера 41, а выход подключен к другому входу элемента ИЛИ . 36 и служит выходом дифференцирующего элемента. Вход элемента НЕ 38 служит первым входом, и входы триггера 41 - соответственно вторым и трет тьим входами дифференцирующего элемента. Релейный элемент 10 вьтолнен на базе коммутатора напряжения.

Способ осуществляют следующим образом.

Генератор 24 напряжения треугольной формы формирует на своем выходе сигнал, поступающий на неинвертируго- щий вход первого компаратора 29 и инвертирующий вход второго компаратора 30. Эти сигналы сравниваются с напряжением задания,и в результате-на выходах обоих коммутаторов формируют- .ся сигналы напряжения прямоугольной формы, которые дифференцируются и поступают в каналы управления соответственно силовым и коммутирующим тирисQ

торами. При достаточной коммутационной способности коммутирующего контура на выходе релейного элемента формируется сигнал логической единицы, что обеспечивает прохождение импульсов управления силовым тиристором через первый элемент И 33. Аналогично второй элемент И 35 не препятствует прохождению импульсов управления ком- мутирукяцим тиристором.

В случае появления такого соотношения тока нагрузки б и напряжения на конденсаторе 9, при котором коммутация не может быть успешной, на выходе релейного элемента 10 формируется сигнал логического нуля. При этом первый 33 и второй 35 элементы И блокируют прохождение импульсов управления сиповым и коммутирующим тиристорами.

Так как последним является импульс, пришедший на коммутирующий тиристор, происходит запирание силового 5 тиристор-а 1 и установка на выходе

триггера 41 логического нуля. Последний, присутствуя на входа третьего элемента И 40, предотвращает прохож- дение сформированного импульса диф5

5

ляющий электрод комкгутирующвго тиристора 3. Таким образом запрещается попадание сформированного импульса дифференцирующим элементом 12 на управ- лякщий электрод тиристора 3 искусственной коммутации во время непроводящего периода силового тиристора 1, так как логический-ноль на выходе триггера 41 сменяется на логическую единицу только после прихода импульса на управляющий электрод силового -тиристора 1, соответствующий вход триггера 4t,

Ток нагрузки замыкается через обратный диод 5 и уменьшается. Если к началу следукицего импульсного цикла регулирования ток нагрузки не превышает предельный коммутируемый ток, т.е. напряжение заряда коммутирующего конденсатора оказьшается достаточным для обеспечения времени выключения силового тиристора t, выходной сигнал релейного элемента 10 - логический- ноль сменяется на логическую единицу. В результате этого импульсы силового 1 и коммутирующего 3 тиристоров разблокируются .

В течение первого интервала проводимости силового тиристора 1 с момен5

O

5

513

та разблокировки импульсов в результате резкого увеличения его длительности или уменьшения сопротивления нагрузки 6 ток, протекающий через силовой тиристор 1, может достигнуть величины предельно коммутиругацего то

iЬредоставляемое ему схемой, становит- :ся равным допустимому. В этот момент iна выходе релейного элемента 10 появляется сигнал логического моля, который дифференцируется дифференцирующим элементом 12 и через канал 15 управления коммутирующим тиристором поступает на упра18ля)ющий электрод коммутирутацего тиристора 3 до момента подачи на его управляющий электрод : очередного импульса от nepBioro гене- jpaTopa 20 импульсов ущ авления. Ком- Iмутирующий тиристор открьгоается что |приводит к выключению силового тирис- |тора 1,

I Одновременно выходной сигнал (ло- тический ноль) релейного элемента 12 поступает на первый 33 и второй 35 элементы И, предотвращая тем самым |прохоявдение очередных импульсов на силовой 1 и коммутирующий 3 тиристоры и осуществляя контроль коммутаци- 0ННОЙ способности узла искусственной коммутации. Причем блокирование импульсов управления коммутируемого тиристора 3 так же, как и блокирова- 1ие импульсов силового тиристора 1, является необходимым условием для на- ежной работы тиристорного преобразо- ателя, так как не исключена возмож- kocTb попадания импульсов системь управления на управляквций электрод ком

5

Q 0

5

0

5

0

мутирующего тиристора во время перезаряда конденсатора 9, вызванного импульсом, сформированным дифференцирующим элементом. Таким образом, конденсатор 9, не закончив перезаряд, начинает повторно перезаряжаться, что может привести к .срыву коммутации тиристорного преобразователя.

Повышение надежности работы тиристорного преобразователя обеспечивается путем блокирования очередных импульсов коммутиругацего тиристора 3 на время превышения тока нагрузки над предельно коммутируемым током, пропорциональным напряжению на конденсаторе 9.

Формулам зобретения

Способ защиты от перегрузок статического преобразователя с искусственной коммутацией, содержащего силовой и коммутирующий тиристоры с системой управления и защиты, при котором контролируют ток нагрузки преобразователя и напряжение на коммутирующем конденсаторе, сравнивают их и при определение соотношении их по результату сравнения формируют блокирукщий очередные импульсы силового тиристора сигнал защиты, дифференцируют его и подают на управлякяций вход коммутирующего тиристораj отличающийся тем, что, с целью повьшения надежности работы преобразователя, одновременно в течение времени рассогласования сравниваемых сигналов блокируют очерёдные импульсы управления коммутирующим тиристором.