Устройство для защиты и диагностирования полупроводникового преобразователя Советский патент 1989 года по МПК H02H7/10 

39

Л

у-5

ел

00 00

IJgI

fJ})}J UOIk

Изобретение относится к электротехнике , в частности, к преобразовательной технике, и может быть использовано в полупроводниковых преобразователях для электроприводов, систем возбуждения синхронных электрических машин и т.д. Цель изобретения - повышение надежности. Устройство содержит генератор 27 стробирующих импульсов, подключенный к счетчику 28. Коммутатор 22 сигналов через элемент И-НЕ 23, счетчик 24, первый дешифратор 25 подключен к исполнительному органу 26. Устройство снабжено третьим счетчиком 30, вторым дешифратором 31, элементом И-НЕ 23, элементом НЕ 29, N-входными и M-выходными формирователями 16-21 и 32-37 импульсов, где M-число плеч преобразователя, а N-число полупроводниковых приборов в каждом плече разделительных диодов 11 с числом, равным числу датчиков состояния. 3 ил.

фиг.г

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано в полупроводниковых преобра- , зователях для электроприводов в электротехнологии.

Цель изобретения - повьппение надежности,,

На фиг.1 представлен пример выпол- нения полупроводникового преобразователя с датчиками состояния вентилей , на фиг.2 - функциональная схема устройства для защиты и диагностирования полупроводникового преобразователя, на фиг.З - схема соединения выходных контактов состояния вентилей, объединенных в диагностический коммутатор с формирователем импульсов.

Полупроводниковьй преобразователь 1 (фиг.1) собран по трехфазной мостовой схеме с плечами 2 - 7, в каждом из которых по шесть параллельно включенных вентилей 8 (тиристоров) (на фиг.1 показаны первый и шестой вентй- ли 8). В качестве датчиков состояния используются последовательно включен- |ные с вентилями 8 датчики 9 с выходными контактами 10 и последовательно включенными с ними разделительными диодами 11.

Датчики состояния первых вентилей плеч 2-7 подключаются к формирователям импульсов через выводы 12 и 13 а. шестых вентилей - через выводы 14 и 15.

Устройство содержит (фиг.2) входные формирователи 16-21 импульсов, выходы которых подключены к информационным входам коммутатора 22 сигна- лов, выход последнего подключен к первому входу элемента И-НЕ 23, выход которого подключен к входу счетчика 24. Выход последнего через дешифрато 25 подключен к входу исполнительного органа 26. Выход генератора 27 стро- бирующих импульсов подключен к второму входу элемента И-НЕ 23, а также к входу счетчика 28, младшие разряды выхода которого подключены к управля ющему входу коммутатора 22, старший разряд выхода счетчика 28 через элемент НЕ 29 подключен к входу счетчик 30. Выход последнего через дешифрато 31 подключен к входам выходных форми рователей 32 - 37 импульсов. Выходы входных формирователей 16-21 и выходных формирователей 32 - 37 подключены к входам блока 38 индикации.

Выходы выходных формирователей 32-37 импульсов подключены через диагностический коммутатор 39 к входам входных формирователей 16 - 21 импульсов.

Выходы выходных формирователей 32 37 импульсов (фиг.З) через последовательно соединенные контакты 10 и разделительные диоды 11 подключены соответственно к входам входных формирователей 16-21.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения питания на всех выходах счетчиков 24, 28 и 30 устанавливаются сигналы О. При этом на выходе дешифратора 31 появляется сигнал, вызывающий срабатьшание формирователя 32. Положительное напряжение с выхода формирователя 32 подается на вывод 13 и 15 всех датчиков состояния Плеча 2 о

При исправном первом вентиле 8 плеча 2 контакт 10 датчика 9 разомкнут и положительное напряжение на вход формирователя 16 не поступает. На выход коммутатора 22 проходит сигнал О и запрещает прохождение через элемент 23 стробирующего импульса с выхода генератора 27 на вход счетчика 24.

При пробое первого тиристора 8 . срабатывает датчик 9 в плече 2, замыкается его контакт 10 и пололштель- ное напряжение через разделительный диод 11 поступает на вход входного

формирователя 16, с выхода которого сигнал 1 поступает на инфор- мационный вход коммутатора 22. На выходе коммутатора 22 также формируется сигнал 1, который, поступая на вход элемента И-НЕ 23, разрешает прохо дение стробирующего импульса с выхода генератора 27 на вход счётчика 24 и вызывает изменение его состояния на один При этом на первом выходе дешифратора 25 появляется сигнал, ко- торьш воздействует на исполнительный орган 26, сигнализируниций о перегорании одного вентиля 8 в плече 2 преобразователя 1.

Затем на вькоде генератора 27 формируется очередной стробирующий импульс, который вызывает изменение состояния на единицу счетчика 28. В результате на выход коммутатора 22 подается сигнал с выхода следующего входного формирователя 17. После этого стробирующий импульс появляется на входе элемента 23 и при сработав- шем втором датчике 9 в плече 2 вызывает изменение состояния счетчика 24 еще на единицу. При этом на следующем выходе дешифратора 25 появляется сигнал, который воздействует на исполнительный орган 26, сигнализирующий о пер егорании двух вентилей 8 в плече 2 преобразователя 1. Дальнейшая работа схемы протекает аналогично до тех пор, пока к выходу коммутатора 22 не окажется подключенным выход последнего (шестого) входного формирователя 21. При появлении следующего строби- рующего импульса с выхода генератора 27 счетчик 28 переходит в состояние, при котором на его старшем разряде выхода появляется сигнал 1, который, проходя через элемент НЕ 29, вы- зывае1Г изменение состояния счетчика 30 на. единицу. Счетчики 24 и 28 возвращаются в исходное состояние. На

вьгходе выходного формирователя 33 по- 25 обслуживающего персонала и при- является положительное напряжение, нятия необходимых мер. которое подается на объединенные раз- Наличие второго канала с

блоком

делительные диоды 11 датчиков состояния всех вентилей 8 плеча 3 (фиг.З), далее работа схемы происходит аналогично описанному .до тех пор, пока не будет проведена диагностика состояния контактов 10 всех оставшихся плеч 3-7. После этого на очередном выходе дешифратора 31 появляется сигнал, которьм вызывает переход счетчика 30 в исходное состояние. После этого цикл диагностирования повторяется.

Исполнительный орган 26 сигнализирует о количестве неисправньгх вентилей в плече преобразователя. Этот орган может быть ис пользован также для аварийного отключения преобразователя при выходе из строя заданного числа вентилей в одном плече.

Выходные сигналы входных формирователей 16 - 21 и выходных формирователей 32 - 37 поступают на блок 38, в котором с помощью светодиодов высвечивается место расположения вьш1ед- шего из строя вентиля (или нескольких вентилей)„ Высвечивается номер плеча преобразователя и номер вентиля в плече.

Таким образом, введение третьего счетчика, второго дешифратора, элементов И-НЕ, входных и выходных фор- мирователей импульсов, разделительных диодов позволяет проводить диаг0

5

0

ностирование состояния вентилей преобразователя без использования импульсов от блока управления тиристорами преобразователя, т.е. выполнить устройство для диагностирования, независящее от блока управления. Это повышает надежность устройства для диагностировани и достоверность регуляторов контроля.

Наличие в устройстве двух каналов позволяет определять количество вышедших из строя тиристоров в плече преобразователя, что необходимо для определения работоспособности последнего. Сигналы о неисправности с выхода органа 26 канала предназначены, как правило, для автоматики, обеспечивающей перевод преобразователя в другой режим работы (например, с ограничением по току нагрузки, аварийное отключение преобразователя и т.д.)о Указанные сигналы могут быть использованы для привлечения внима25 обслуживающего персонала и при- нятия необходимых мер. Наличие второго канала с

блоком

38, содержащего, например, ячейки на светодиодах, подключенных к выходам 20 формирователей 16 -21 и 32 -37, обеспечивает сигнализацию о том, какой именно тиристор вышел из строя. Эта информация необходима обслузкива- ющему персоналу для быстрого отыскания вьш1едшего из строя тиристора и замены его. В современных тиристор- ных преобразователях, содержащих в каждом плече значительное количество параллельно и последовательно включенных тиристоров, проблема отыскания вышедшего из строя тиристора является актуальной.

35

40

Формула изобретения

45

5С

Устройство для защиты и диагностирования полупроводникового преобразователя, состоящего из m плеч с п вентилями в каждом плече, содержащее для каждого вентиля датчик состояния с выходным контактом, генератор стро- бирующих импульсов, два счетчика, коммутатор сигналов, первьй дешифратор, исполнительный орган, блок индикации, выход генератора стробирующи х 55 г

импульсов соединен с входом первого счетчика, выходы второго счетчика через первый дешифратор подключены к входу исполнительного органа.

отличающееся тем, что, с целью повьшения надежности, оно .снабжено третьим счетчиком, вторым дешифратором, элементами , элементом НЕ, п входными и m выходными формирователями импульсов и m-n разделительными диодами, причем выход каждого i-rp (,2...,m) выходного формирователя импульсов соединен с входом j-ro (,2..,n) входного формирователя импульсов через соответствующий разделительньй диод и выходной контакт датчика состояния j-ro вентиля в i-M плече, выходы входных формирователей импульсов подключены к первым входам блока индикации и информационным входам коммутатора сигналов, выход которого подключен к первому входу элемента И-НЕ, второй вход которого подключен к выходу генератора стробирующих импульсов, управляющие входы коммутатора сигналов подключены к млад1иим разрядам выхода первого счетчика, старший разряд которого через элемент НЕ подключен к входу третьего счетчика, выход третьего счетчика подключен к входу второго дешифратор, m выходов которого подключены к входам m выходных формирователей импульсов, а in+1-й выход второго дешифратора подключен к входу установки третьего счетчика, выход элементов И-НЕ подключен к входу вторе го счетчика, выходы m выходных формирователей импульсов подключены к вторым входам блока индикации.

фие.

ff Фиг.