Тиристорный преобразователь с защитой Советский патент 1989 года по МПК H02H7/12 

фиг.1

Изобретение относится к тяговой преобразовательной технике и может быть использовано в устройствах для защиты тиристорных преобразователей.

Цель изобретения - повышение надежности.

На фиг. 1 представлена функциональная схема тиристорного преобразоватеду коммутирующего тиристора 3, Управляющий вход ключевого элемента 18 подключен к выходу узла II контроля .

Блок 10 управления тиристорного преобразователя состоит из стандартных известных элементов.

Генератор 19 напряжения треуголь

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности. При поступлении информации с выхода узла контроля 14 на второй вход элемента И 15 об исчезновении напряжения питающей сети или снижении этого напряжения до значения, меньшего нижнего допустимого уровня, на выходе элемента И 15 формируется "запрет" на прохождение импульсов через ключевой элемент 17. Так как при исчезновении напряжения на токоприемнике 7 постоянная времени снижения напряжения на выходе узла питания 12 значительно больше постоянной времени исчезновения напряжения на его входе, узел контроля 11 накладывает "запрет" на прохождение импульсов на управляющий электрод коммутирующего тиристора 3 через ключевой элемент 18 позже, чем формируется "запрет" на прохождение импульсов на управляющий электрод главного тиристора 1 через ключевой элемент 17. Этим обеспечивается требование к порядку следования импульсов на главный 1 и коммутирующий 3 тиристоры преобразователя при исчезновении напряжения на токоприемнике 7, то есть последним должен прийти импульс на коммутирующий тиристор 3. 3 ил.

ля с защитой; на фиг.2 - то же, блока ю ° формы выполнен на базе операциуправления тиристорным преобразова- телем; на фиг.3 - пример конкретной реализации узлов, введенных в тирис- торный преобразователь.

Преобразователь состоит из силово- 15 РОВ 22, 23 и дифференцирующих звеньго тиристора 1, катод которого соединен с одним из выводов коммутирующего конденсатора 2 ,катодом коммутирующего тиристора 3, общей точной схекы. Анод тиристора 1 соединен с анодом разделительного диода 4, анодом обратного диода 5, одним из выводов нагрузки 6, второй вывод которой соединен с катодом обратного диода 5 и через токоприемник 7 подключен к питающей сети 8. Катод разделительного диода 4 соединен с анодом коммутирующего тиристора 3, одним из выводов коммутирующего дросселя 9,

ев 24, 25. Канал 26 вым тиристором 1 со тов НЕ277 И28| и импульсов, вход кот

20 выходом элемента И2 которого подключен тора 20 импульсов. НЕ27 соединен с вто мента И28. Канал 30

25 тирующим тиристором мент ИЛИ 31, формир пульсов, вход котор ходом элемента ИЛИ которого подключен

второй вывод которого соединен с вто- 30 тора 21 импульсов.

рым выводом коммутирующего конденсатора 2. Первый вход блока 10 управления, который подсоединен к датчику напряжения, подключенного к коммутирующему конденсатору 2, второй вход блока 10 управления подключены к датчику тока, включенного,в цепи нагрузки 6, третий вход блока 10 управления подключен к входу узла 11 контроля напряжения и выходу узла 12 питания блока 10 управления, входными цепями включенного к общей точке cxeNfci и через разделительный диод 13 к токоприемнику 7, и первому входу узло 14 контроля напряжения, второй вход которого соединен с общей точкой cxebfci. К выходу узла 14 контроля подключен первый вход элемента И15, второй вход которого подключен. к выходу узла 16 контроля частоты : коммутации, подключенного к дросселю 9, Первый выход блока 10 управления через ключевой элемент 17 подключен к упра вляющему электроду силового тиристора I. Управляющий вход ключе- вого элемента 17 подключен к выходу элемента И15. Второй выход блока 10 управления через ключевой элемент 18 подключен к управляющему электроонных усилителей. Генератор 20 импульсов силового тиристора и генератор 21 импульсов коммутирующего тиристора выполнены на базе компаратоев 24, 25. Канал 26 управления силовым тиристором 1 состоит из элементов НЕ277 И28| и формирователя 29 импульсов, вход которого соединен с

выходом элемента И28| лервый вход которого подключен к выходу генератора 20 импульсов. Выход элемента НЕ27 соединен с вторым входом элемента И28. Канал 30 управления коммутирующим тиристором 3 содержит элемент ИЛИ 31, формирователь 32 импульсов, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 31, первый вход которого подключен к выходу генера5

0

Дифференцирующий узел 33 состоит из элемента И34, дифференцирующего звена 35, триггера 36, выход которого подключен к первому входу элемента И34, выход которого подключен к второму входу элемента И31. Первый вход триггера 36 подключен к выходу элемента И28, второй вход триггера 36 соединен с выходом генератора 21 импульсов. Второй вход элемента И34 подключен к выходу дифференцирующего звена 35, вход которого подключен к выходу релейного элемента 37- {например, компаратора) и входу элемента 5 НЕ27, Один их входов релейного элемента 37 является первым входом блока 10 управления, второй вход релейного элемента 37 является вторым входом блока 10 угфавления. Выходы формирователей 29, 32 импульсов являются соответствующими выходами блока Ш управления. Блок 10 управления формирует импульсы управления главным I и коммутирующим 3 тиристорами. На случай превышения тока преобразователя предельно коммутирующего тока в блоке 10 управления предусмотрена защита преобразователя от перегрузок по то ку.

0

5

514

В качестве узла 12.питания может использоваться двухтактный преобразователь постоянного напряжения с самовозбуждением. Узел 14 контроля (фиг. выполнен на базе реле. Узел 16 контроля состоит из параллельно -включен- ных реле 38 и конденсатора 39, подключенных параллельно дросселю 9 через последовательно соединенные диод 40 и резистор 41,

Элемент И15 выполнен на базе реле 42, подключенного к узлу 12 питания через контакт 43 реле 13 и контакт 4 реле 38. Узел 11 контроля содержит оптопару 45,резистор 46, стабилитрон 47, транзистор 48, в змиттерную цепь которого включена обмотка реле 49, один вывод которой соединен с эмми- тером транзистора48, а второй вывод - с общей точкой схемэ. Контакт реле 49 является ключевым элементом 8. Анод световода оптопары 45 соединен с катодом фотодиода оптопары.45, коллектором тиристора 48 и подключен к выходу блока 12 питания. Анод фотодиода оптопары 45 соединен с базой транзистора 48. Катод светодиода оптопары 45 через резистор 46 подключен к катоду стабилитрона 47, анод которого соединен с общей точкой схе ,

Стабилитрон 47 выбирается таким, чтобы его напряжение стабилизации и было не меньше минимального допустимого уровня напряжения питания системэ управления, обеспечивающего установившуюся работу блока управления,

ПосЛе подключения токоприемника 7 К питающей сети 8 напряжение на выходе блока 12 питания нарастает от О до номинального значения UM«

После пробоя стабилитрона 47 превышение напряжения, равное

ли и „- UCT,

прикладывается к последовательной цепи: резистор 46, светодиод оптопары 45, Прохождение тока через свето-. диод приводит фотодиод оптопары 45, а следовательно, и транзистор 48 в проводящее состояние, К обмотке реле 49 прикладывается напряжение, Заьы- кается контакт 18 и импульсы блока управления могут беспрепятственно проходить на управляющий электрод коммутирукщего тиристора 3,

15

0

После подачи управляющего сигн;и1а на коммутирукхций тиристор 3 импульс напряжения перезаряда на дросселе 9 через ограничительный резистор 41 и

диод 20 заряжает конденсатор 39 до величины срабатывания реле 38 . Контакт 44 реле 38 в цепи 42 замыкается, В случае, если напряжение пита10 ющей сети выше нижнего допустимого уровня, срабатывает реле 14 и через его контакты 43 и контакт 44 получает питание реле 42, контакт которого является ключевь м элементом 17.

Во время переходного процесса, происходящего после подключения токоприемника 7 к питающей сети 8, на время нарастания на выходе узла 12 питания до напряжения, обеспечивающего нормальную установившуюся работу блока 10 управления, узел 11 контроля накладывает запрет на прохождение импульсов управления через ключевой элемент 18 на управляющий

25 электрод коммутирующего тиристора 3. Одновременно узел 14 контроля контролирует уровень напряжения на токоприемнике 7, узел 16 контроля - частоту коммутации. При достижении напряжения на выходе узла 12 питания, близкого к номинальному значению, узел 11 контроля формирует разрешающее вогщействие на прохождение импульсов управления через ключевой элемент 18 на управляющий электрод коммутирующего тиристора 3, включающего в работу коммутирующий контур преобразователя.

На выходе элемента И15 формируется разрешающее воздействие на прохождение импульсов через ключевой элемент 17 только в том случае, если на первый вход И15 поступает информация о частоте коммутации преобразователя,

4g не меньшей заданной, а на второй вход элемента И15 поступает информация о значении напряжения на токоприемнике, большем нижнего допустимого уровня.

При поступлении информации с выхода узла 14 контроля на второй вход элемента И15 об исчезновении напряжения питающей сети (отрыв токоприемника от питаюцей сети) или снижеg кия этого напряжения до значения, меньше нижнего допустимого уровня, на выходе элемента И15 формируется запрет на прохождение импульсов через ключевой элемент 17.

30

35

0

0

7149

Так как при исчезновении напряжения на токоприемнике 7 постоянная времени снижеьшя напряжения на выходе узла 12 питания значительно больше постоянной времени исчезновения напряжения на его входе, узел 1| контроля накладывает запрет на прохождение импульсов на управляющий электрод коммутирукщего тиристора через ключевой элемент 18 позже, чем форми11уется запрет на прохождение импульсов на управляющий электрод главного тиристора через ключевой . элемент 17, Этим обеспечивается требование к порядку следования импульсов на главный и коммутирунщий тиристоры преобразователя при исчезновениях напряжения на токоприемнике, т.е. последним должен прийти импульс на коммутиругаций тиристор 3.

Формула изобретения

ля напряжения входом подключен к вы-

Тиристорный преобразователь с за- 25 ходу узла питания блока управления щитой, содержащий силовой тиристор.

блок искусственной коммутации, выполненный в виде коммутирующего тиристора, подключенного к цепи, включающей в себя соединенные последовательно коммутирующие дроссель и конденсатор, блок управления, вход контроля выходного тока преобразователя и вход контроля напряжения на коммупреобразователя, а выходом соединен с управляющим входом второго ключев го элемента, при этом выходы для управления силовым и коммутирующим ти- 30 ристорами блока управления подключены к управлякщим входам силового и коммутирующего тиристоров соответственно через первый и второй ключевые элементы.

Q

0

8

тирующем конденсаторе которого подключены соответственно к выходу датчика тока -нагрузки преобразователя и к коммутирукщему конденсатору, и узел питания блока управления преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, введены первый и второй ключевые элементы, первый и второй узлы контроля напряжения, элемент И и узел контроля частоты коммутации, .причем входы первого узла контроля напряжения и узла контроля частоты коммутации подтшючены соответственно к выводам для подключения питающей сети и к коммутирующему дросселю, выходы первого узла контроля напряжения и узла контроля частоты коммутации подключены к соответствующим входам : элемента И, выход которого подключен к управляющему входу первого ключевого элемента, второй узел контроходу узла питания блока управления

преобразователя, а выходом соединен с управляющим входом второго ключевого элемента, при этом выходы для управления силовым и коммутирующим ти- ристорами блока управления подключены к управлякщим входам силового и коммутирующего тиристоров соответственно через первый и второй ключевые элементы.

cpue.Z