Устройство для управления тиристорным преобразователем Советский патент 1989 года по МПК H02M3/10 H02H7/12 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и предназначено для управления тиристорными преобразователями, состоящими из нескольких параллельно включенных силовых секций (мостов), например мощных выпрямителей, преобразователей частоты или автономных инверторов.

Цель изобретения - повышение надежности устройства управления.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для управления тиристорным преобразователем.

Устройство состоит из основной 1 и резервной 2 систем управления, блока 3 контроля, блоков усилителей формирователей основного 4 и резервного 5 блока 6 переключения систем управления и блока 7 подключения усилителей-формирователей. Каждая система 1 и 2 управления состоит из блока 8 или 9 питания и блока 10 или 11 им- пульсно-фазового управления соответственно. Блок 3 контроля состоит из узла 12 синфазного контроля импульсо управления и узла 13 группового контроля импульсов управления, Число каналов 14, 15 в узел 13 группового контроля импульсов управления равно числу параллельно включенных мостов (секций) (далее п) преобразователя. На чертеже изображено устройство, предназначенное для управления преобразователем, содержащим два параллельно включенных моста 16 и 17. При этом каждый канал 14, 15 может быть выполнен, например, в виде нес10

5

0

5

0

5

кольких одновибраторов 18, 19, число которых равно числу выходов системы управления (далее т), и одного элемента ИЛИ 20, входы которого подключены к выходам одновибраторов 18, 19. Число каналов 21, 22 в узел 12 синфазного контроля импульсов равно m (числу выходов системы управления), при этом каждый канал 21, 22 может быть выполнен, например, в виде двух элементов И 23, 24, один элемент 24 из которых с инверсными входами, выходами подключенных к элементу ИЛИ 25 узла 12 и соединенных попарно входами , при этом число входов каждого элемента И 23 и 24 равно п (числу параллельно соединенных мостов (секций) преобразователя). Число каналов 26, 27 в блоке 7 подключения усилителей-формирователей равно т, при этом каждый канал состоит из последовательно включенных селектора 28 длительности отказа и RS-триггера 29, а выходы триггеров всех каналов 26 и 27 подключены на вход элемента ИЛИ 30 блока 7. Блок 6 переключения систем управления состоит из последовательно включенных элемента И 31 , селектора 32 длительности отказа и RS- триггера 33. Основной блок 4 усилителей-формирователей содержит число каналов 34-37, равное суммарному числу входов всех мостов (секций) преобразователя. Вкоды каналов 34-37 блока 4, предназначенных для подключения своими выходами к одноименным входам различных мостов (секций) преобразователя, объединены. Резервный блок 5

усилителей-формироватепей содержит .число каналов, равное числу входов одного моста (секции) преобразовател Одноименные выходы систем управления 1 и 2 соединены между собой попарно и при этом каждая пара этих выходов соединена с соответствующей парой соединенных между собой одноименных входов основного 4 и резервного 5 блоков усилителей-формирователей. К каждой группе выходов блока 4, предназначенных для подключения к одноименным входам различных мостов (секций) преобразователя через раздели- тельные элементы подключен соответствующий одноименный выход блока 5. Каждая группа выходов блока 4, предназначенная для подключения к входам одного из мостов (секций) преобразо- вателя, соединена с входами одного из каналов 14, 15 узла 13 блока 3, Выходы каналов 14, 15 узла 13 блока 3 подключены на вход блока 6. На вхо каждого канала узла 12 блока 3 подключена группа выходов блока 4, предназначенных для подключения к одноименным входам различных мостов (секций) преобразователя. Выходы каналов узла 12 блока 3 подключены на входы блока 7. Первый выход блока 6 соединен с управляющим входом блока питания основной системы 1 управления, второй выход блока 6 соединен с управляющим входом блока питания системы 2 управления. Выход блока 7 со- соединен с управляющим входом блока 5

Устройство управления тиристорны преобразователем работает следующим образом.

Положим, что в исходном состоянии в работу включена система 1, с выходов которой последовательность импульсов поступает в блок 4, в котором осуществляется усиление и формирование параметров импульсов и их размножение. Вследствие этого импульсы с 1-го.выхода системы 1 попадают на выходы блока 4, предназначенные для подключения к первым входам различных мостов (секций) преобразователя и т.д. Сигналы на выходах блока 3 при этом отсутствуют. Неисправность одного из каналов блока 4, например первого, приводит к исчезновению импульсов на его выходе. Вследствие этого появится сигнал на выходе канала 14 узла 13 и канала 21 узла 12. Появление сигнала на выходе

.5

10

25

152 .

835666

канала 14 узла 13 связано с тем, что из-за отсутствия одного из импульсов в последовательности, поступающей на входы элемента ИЛИ 20 канала 14, будет зафиксирован интервал времени, в котором не будет наличия импульсов ни на одном из входов элемента ИЛИ 20 узла 13, так как од- новибраторы 18, 19 канала 14 узла 13 формируют выходные импульсы длительностью, равной интервалу времени между двумя соседними импульсами последовательности, поступающей на вход канала. Однако появление сигнала на вы- . ходе канала 14 узла 13 блока 3 не вырывает изменения комбинации выходных сигналов блока 6, так как на второй .вход элемента И 31 блока 6 поступает сигнал с выхода второго канала 15 уз- ma 13. В то же время появление сигна- чла на выходе канала 21 узла 12 приведет к переключению RS-триггера 29 канала 26 узла 7 и появлению сигнала на выходе блока 7, вследствие чего включится в работу блок 5. Так как исходной причиной включения блока 5 является исчезновение выходного импульса в первом канале блока 4, то

30 при включении блока 5 импульс с выхода его первого канала будет через - разделительный диод поступать только1 на первый вход моста 16 преобразователя. На первый вход моста 17 выход35 ной импульс первого канала блока 5 не пройдет, так как в момент поступления этого импульса на выход рассматриваемого канала блока 4 поступит собственный импульс этого канала

40 и разделительный диод, разделяющий выход первого канала блока 5 и рассматриваемого канала блока 4, не откроется. Аналогично при отказе любого другого канала блока 4 при под45 ключении блока 5 будет обеспечиваться подача сформированного в блоке 5 импульса на тот вход моста преобразователя, к которому подключен неисправный в данный момент канал блока 4. Таким образом, работоспособное состояние преобразователя в целом и всех его мостов будет при этом полностью сохранено. Роль селекторов 32, 28 длительности отказа, входящих в состав блоков 6 и 7, состоит в том, чтобы защитить эти блоки от воздействия кратковременных импульсных помех с длительностью, меньшей той, на которую настроены селекторы 32,

50

55

28. Положим теперь, что отказ произошел в одном из каналов системы 1, например в первом. В этом случае импульсы исчезнут одновременно на всех выходах блока 4, предназначенных для подключения к первым входам мостов (секций) преобразователя. На выходах каналов 21, 22 узла 12 блока 3 сигналы при этом не появятся, так как каналы 21, 22 узла 12 блока 3 чувствительны лишь к пропаданий одного из импульсов группы сигналов, подаваемых на одноименные входы мостов преобразователя. В то же время на выходе всех каналов 14, 15 узла 13 блока 3 сигналы появятся, так как на входах элементов ИЛИ всех каналов этого узла будет зафиксировано отсутствие одного импульса. Одновре- менное поступление сигналов со всех выходов узла 13 блока 3 на входы элемента И 31 блока 6 приведет к переключению RS-триггера 33 блока 6, снятию разрешающего сигнала с уп- равляющего входа блока 8 питания системы 1 и подаче разрешающего сигнала на управляющий вход блока 9 питания системы 2,Вследствие этого система 1 с неисправным каналом отключится, а исправная система 2 включится. Таким образом, работоспособное состояние всех мостов преобразователя и всего преобразователя в целом будет сохранено и при такой неисправности устройства управления.

Технико-экономические преимущества предлагаемого устройства по сравнению с прототипом видны на основе сопоставительного анализа. В извест- ном устройстве-прототипе контроль наличия импульсов осуществляется непосредственно на выходе каждой системы управления за счет того, что выходы основной и резервной сидтем управле- ния подключены к входу одного и того же многоканального усилителя-формирователя, и к этим же выходам основной и резервной систем управления подключены входы блока контроля. По этой причине в прототипе выявляется всякое нарушение импульсной последовательности на выходах систем управления, в то время как отказ усилителя-формирователя не обнаруживается и непосредственно ведет к отказу преобразователя в целом. В прототипе перенос контроля с выхода систем управления на выход усилителей-формирователей и введение в устройство резервного блока усилителей-формирователей не позволяют получить поставленную цель. Это обусловлено тем, что в прототипе контролируется всякое нарушение импульсной последовательности в точках контроля. Вследствие этого отказ на выходе одного канала усили- теля-формирователя группы каналов или всех каналов одновременно воспринимаются блоком контроля в прототипе как условие для переключения на резервную систему управления с основной или наоборот, с одновременным подключением резервного блока усилителей-формирователей к основному, так как невозможно выяснять в данном случае отказала ли работавшая система управления или отказал основной блок усилителей-формирователей. При этом резервный блок усилителей-фор- |4йрователей должен быть полностью аналогичен основному. В описанном устройстве контроль импульсов осуществляется на самом выходе устройства, т.е. после блока усилителей-формирователей. При этом в устройстве не только выявляется любое нарушение порядка следования выходных импульсов, но и производится идентификация отказа. Использование метода контроля импульсов непосредственно на выходе устройства в сочетании с введением резервного блока усилителей-формирователей каждый канал которого резервирует одновременно все каналы основного блока усилителей-формирователей, предназначенные для подключения к одноименным входам мостов преобразователя, управляемого от блока подключения формирователей, позволяет в предлагаемом устройстве обеспечить резервирование основного блока усилителей- формирователей значительно более простым блоком, чем исходный (основной) блок, т.е. с меньшим количеством каналов. Возможность достоверного определения места (причины) отказа устройства (блок формирователей или система управления) обеспечивается при этом за счет того, что контроль выходных импульсов устройства производится как по признаку их принадлежности к одноименным входам мостов преобразователя, так и по признаку к их принадлежности к группе, предназначенной для подключения к одному мосту преобразователя. В зависимоети от вида неисправности устройства нарушение импульсной последовательности в одном из каналов в группе для одного моста или во всех каналах в группе, предназначенной для подключения к одноименным входам разных мостов обеспечивается подключение блока резервных формирователей через блок подключения формирователей или соответственно по команде блока контроля осуществляется переключение на резервную систему управления с основной через блок переключения систем. Таким обдазом, в предлагаемом устройстве при любом виде неисправности в любом функциональном блоке обеспечивается возможность сохранения работоспособности преобразователя в целом.

Формула изобретения

Устройство для управления тирис- торным преобразователем, состоящим из нескольких параллельно включенных силовых мостов, содержащее основную и резервную системы управления, блок усилителей-формирователей, блок контроля импульсов управления, блок переключения систем управления, при этом каждая система управления содержит блок импульсно-фазового управления и блок питания с управляющим входом, управляющий вход каждого блока питания соединен с одним из выходов блока переключения систем управления , число выходов каждой из систем управления равно числу входов управления каждого из мостов преобразователя, одноименные выходы систем управления соединены между собой и с соответствующими входами блока усилителей-формирователей, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства управления, введены резервный блок усилителей-формирователей с управляющим входом, число каналов в котором равно числу выходов каждой из систем управления, диоды по числу выходов резервного блока усилителей-формирователей и блок подключения усилителей-формирователей, блок контроля импульсов управления выполнен в виде узла синфазного контроля импульсов управления с числом каналов, равным числу выходов системы управления и узла группового контроля импульсов управления с числом каналов, равным числу силовых мостов преобразователя, причем на вход каждого канала узла синфазного контроля импульсов управления подключены выходы блока усилиQ телей-формирователей, предназначенные для соединения с одноименными входами мостов преобразователя, на вход каждого канала узла группового контроля импульсов управления под5 ключены выходы блока усилителей-формирователей импульсов, предназначенные для соединения с входами одного из мостов преобразователя, блок переключения систем управления выпол0 нен в виде последовательно соединенных элемента И, селектора длительности отказа и триггера, при этом входы элемента И блока переключения систем управления соединены с выходами уз5 ла группового контроля импульсов,

блок подключения усилителей-формирователей выполнен в виде каналов по числу каналов узла синфазного контроля импульсов управления и элемента ИЛИ,

0 причем каждый канал включает в себя последовательно соединенные селектор длительности отказа и триггер, при этом выходы триггеров лодключены к входам элемента ИЛИ, а входы селектос ра длительности - к выходам узла синфазного контроля импульсов, прямой выход триггера блока переключения систем управления соединен с управ- шяющим входом блока питания основ0 ной системы управления, а инверсный выход этого триггера - с управляющим входом блока питания резервной системы управления, выход элемента ИЛИ блока подключения усилителей-форми5 рователей соединен с управляющим входом резервного блока усилителей- формирователей, информационные входы резервного блока усилителей-формирователей подключены к одноименным выходам систем управления, каждый из выходов резервного блока усилителей- формирователей через диоды подключен к выходам блока усилителей-формирователей, предназначенным для подключес ния к одноименным входам мостов преобразователя.

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности устройства управления. Неисправность одного из каналов блока 4 усилителей-формирователей, например первого, приводит к исчезновению импульсов на его выходе. Это приведет к переключению триггера 29 блока 7 подключения усилителей-формирователей, вследствие чего включится в работу резервный блок 5 усилителей-формирователей, с выхода первого канала которого импульс будет поступать через разделительный диод только на первый вход моста 16 преобразователя. На первый вход моста 17 выходной импульс первого канала блока 5 не пройдет, т.к. в момент поступления этого импульса на выход рассматриваемого канала блока 4 поступит собственный импульс этого канала. Таким образом, работоспособное состояние преобразователя в целом и всех его мостов будет при этом полностью сохранено. Если отказ произошел в одном из каналов системы 1, импульсы исчезнут одновременно на всех выходах блока 4. При этом переключится триггер 33 блока 6 переключения систем управления, система 1 с неисправным каналом отключится, а исправная система 2 включится . 1 ил.