Формирователь мощных импульсов управления вентилями преобразователя Советский патент 1988 года по МПК H02M1/08 

Ю

N9

Изобретение относится к преобра- г овательной технике и может найти Применение в системах управления пре фбразователя энергии постоянного фока.

: Цель изобретения - защита от сбое йри коммутации тиристоров формирова- и вентилей преобразователя.

На чертеже представлена схема фор нироватёля мощных импульсов управления.

Формирователь содержит полумосто- ной последовательный инвертор с ем- постной средней точкой, выполненный на конденсаторах 1, 2 и тиристорах :, 4, узел 5 коммутации, выходные трансформаторы 6,:7 управляемые силовые ключи 8, 9, преобразователя 10 энергии постоянного тока, между вы ходными электродами вентилей 8,9 преобразователя 10 подключены излучатели 11 1 2 оптопар, выходы фотоприемников 13,14 этих оптопар соединены с одними входами блоков 15, 16 совпадения соот- ветственно, другие входы которьк соединены соотве тственно с В1зрсодами фотоприемников 17, 18 оптопар, излучатели которых 19, 20 подключены между анодом и катодом тиристоров фэрмирователя, а выходы блоков 15, 15 совпадения соединены с входами блоков 21, 22 управления тиристорами 3 и 4 формирователя соответственно . На чертеже изображены двухвходовые блоки, совпадения, характерные для двухтактного преобразователя: в мно- гЬтактных преобразователях необходим мйоговходовые блоки совпадения,

Формирователь работает следующим

образом,

Пусть под действием узла 5 коммут ции запирается тиристор 3 формиро- вАтеля. Тогда излучатель 19 оптопары н.|1чинает излучать и с выхода фотопри едаика 17 на вход блока 15 совпадения поступает 1, Если одновременно )И этом заперт силовой ключ 9 (би- пфлярный или полевой транзистор, ти- pitcTop, rpjTinoBoe соединение таких щ иборов, группа-силовых ключей в отдельных ячейках многоячейкЬвого niJFe образ сват еля) , то излучатель 11 и; лучает и с выхода фотоприемника 13 ог(топары на другой вход блока 15 сс падения также поступает 1. В p€ зyльтaтe состояние на выходе блока .IS совпадения изменяется и блок 22

|д

jj 0 5 О

0

е

5

0

5

управления отпирает тиристор 4, После этого излучатель 20 перестает излучать, что обеспечивает запрет формирования импульсов управления для тиристора 3 и,.соответственно, для тиристора 9 преобразователя. При запирании тиристора 4 при запертом тиристоре 8 преобразователя устройство работает аналогично, только в работе участвуют соответствующие симметричные элементы.

Важнейшим дoctoинcтвoм устройства является зависимость его работы от электрического состояния как силовых ключей преобразователя, так и тиристоров формирователя. Формирование мощного управляющего импульса ключей преобразователя обеспечивается только тогда, когда надежно выключились па- рафазные ключи как в преобразователе, так и в формирователе, т.е. алгоритм работы формирователя определяется не системой управления,а электрическим состоянием ключей преобразователя и тиристоров формирователя по переменному и по постоянному току. В результате как сам преобразователь, так иформирова- надежно защищены от сбоев при коммутации тиристоров формирователя и ключей преобразователя и, следовательно, от возникающего при этом короткого замыкания в цепи , источника питания. Все изложенное относится и к многотактным преобразователям постоянного тока, только при этом необходимо использовать много- входовую схему совпадения; упрощается и диагностика сбоев, так как цифровую информацию о состоянии тиристоров и ключей легко вывести на индикатор или исполнительное устройство защиты.

Устройство имеет повьштенную стойкость, к эффекту dU/dt тиристоров формирователя и, если в качестве ключей в преобразователе используются тиристоры, тиристоров преобразователя энергии постоянного тока. Дело в том, что скачки напряжения на запертом тиристоре появляются в момент включения парафазного тиристора (до этого напряжение на запертом тиристоре нарастает относительно медленно по закону, задаваемому узлом коммутации и нагрузкой), Момент включения парафазного тиристора в предлагаемом устрой- ,стве (например, тиристора 3) определяется моментом срабатывания излучателя 20 (или фотоприемника 18) опто- пары, 3 следовательно, при достижении между анодом и катодом тиристора 4 определенного (заданного из условия dU/dt-стойкости) уровня напряжения. В результате скачок напряжения накла- дьгоается на этот уровень и стойкость к эффекту dU/dt повьшается, что позволяет упростить за1Щ1тные цепи и улучшить массогабаритные и энергетические показатели устройства.

Упрощается система управления и улучшаются массогабаритные и энерге- тические показатели формирователя, так как предлагаемый формирователь легко отслеживает изменения нагрузки преобразователя и обеспечивает самовозбуждение преобразователя, что позволяет упразднить такие сложные узлы системы управления, как независимое фазосдвигающее устройство и задающий генератор.

Формула изобретения

; Формирователь мощных импульсов управления вентилями преобразователя, содержащий полумостовой тиристорный инвертор в виде первого и второго тиристоров, к анодам которых подключены первые обкладки первого и второго конденсаторов, вторые обкладки ко торых объединены и соединены с нулевой шиной формирователя, управляющие, электроды первого и второго тиристоров соединены с выходами соответствующих блоков управления, первый и второй импульсные трансформаторы, первые

ных обмоток первого и второго импульсных трансформаторов предназначены для подключения к соответствую- с щему вентилю преобразователя, блок коммутации, первый вывод которого соединен с общей точкой вторых обкладок конденсаторов, второй - с общей точкой вторых выводов первичных обмо10 ток импульсных трансформаторов, аноды тиристоров инвертора подключены к вьшодам источника питания, отличающийся тем, что, с целью защиты от сбоев при коммутации тирис15 торов формирователя и вентилей преобразователя, введены четыре оптопа- ры, четыре резистора,.два блока совпадения, причем излучатель первой оптопары пЪследовательно с первым

20 резистором подключен параллельно первому тиристору формирователя, излучатель второй оптопары последовательно с вторым резистором - параллельно второму тиристору формирователя, пер25 вые выводы фотоприемников первой и второй оптопар соединены с нулевой

. шиной формирователя, вторые - с первыми входами первого и второго блоков совпадения соответственно, излучатели

30 третьей и четвертой оптопар последовательно с третьим и четвертым резисторами соответственно предназначены для подключения .параллельно соответствующим вентилям преобразователя,

35 первые выводы фотоприемников третьей и четвертой оптопар соединены с нулевой шиной формирователя, вторые - с вторыми входами первого и второго

блоков совпадени соответственно, вывыводы. первичных обмоток которых сое- 40 ходы первого и второго блоков совпа- динены с катодами первого к второго дения соединены с входами блоков уп- тиристоров соответственно, вторые равления первым и вторым тиристорами соединены между собой, выводы вторич- формирователя соответственно

.

ных обмоток первого и второго импульсных трансформаторов предназначены для подключения к соответствую- щему вентилю преобразователя, блок коммутации, первый вывод которого соединен с общей точкой вторых обкладок конденсаторов, второй - с общей точкой вторых выводов первичных обмоток импульсных трансформаторов, аноды тиристоров инвертора подключены к вьшодам источника питания, отличающийся тем, что, с целью защиты от сбоев при коммутации тиристоров формирователя и вентилей преобразователя, введены четыре оптопа- ры, четыре резистора,.два блока совпадения, причем излучатель первой оптопары пЪследовательно с первым

резистором подключен параллельно первому тиристору формирователя, излучатель второй оптопары последовательно с вторым резистором - параллельно второму тиристору формирователя, первые выводы фотоприемников первой и второй оптопар соединены с нулевой

шиной формирователя, вторые - с первыми входами первого и второго блоков совпадения соответственно, излучатели

третьей и четвертой оптопар последовательно с третьим и четвертым резисторами соответственно предназначены для подключения .параллельно соответствующим вентилям преобразователя,

первые выводы фотоприемников третьей и четвертой оптопар соединены с нулевой шиной формирователя, вторые - с вторыми входами первого и второго

Изобретение относится к преобразовательной технике и может найти применение в системах управления преобразователями энергии постоянного тока. Целью изобретения является защита от сбоев при коммутации тиристоров формирователя и вентилей преобразователя. Цель изобретения достигается тем, что при запирании тиристора 3 с выхода фотоприемника 17 на вход блока совпадения 15 поступает логическая единица. Если при этом заперт силовой ключ 9, то с выхода фотоприемника 13 также поступает логическая единица на другой вход блока 15, состояние на его выходе меняется, и блок управления 22 отпирает тиристор 4, излучатель 20 перестает излуча.ть, что обеспечивает запрет формирования импульсов управления для тиристора 3. При запирании тиристора 4 и запертом силовом ключе 9 формирователь работает аналогично. Т.о работа формирователя зависит от состояния как силовых ключей 8 и 9, так и тиристоров 3 и 4. 1 ил. «