Устройство для защитного отключения тиристорного преобразователя при обрыве его вентильной цепи Советский патент 1989 года по МПК H02H7/10 

. .1 .Т .т.

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является расширение области использования, повышение надежности и устойчивости срабатывания защиты и упрощение устройства. В случае обрыва цепи любого из силовых тиристоров 6 или 7, этот тиристор прекращает шунтировать собой электрическую цепь включенную последовательно со вспомогательным тиристором соответственно 8 или 11. Если при этом тиристоры 8 или 11 находятся во включенном состоянии, то начинается заряд конденсатора 9 или 12. При достижении напряжением на конденсаторе значения, равного порогу срабатывания соответствующего порогового элемента 14 или 15, последний срабатывает, подает сигнал на узел 18 запрета подачи управляющих импульсов и на цепь отключения автоматического выключателя 2. 3 ил.

фие.1

3151

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено для защиты тиристорных преобразователей напряжения или частоты при обрыве их вентильных цепей.

Целью изобретения является расширение области использования устройства, повьшение устойчивости и надежности срабатывания защиты, упроще- ние устройства.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - схема узла запрета подачи управляющих импульсов; на фиг. 3 - схема ис- полнительного элемента защиты.

Устройство содержит блок 1 управления тиристорами коммутаторов, автоматический выключатель 2 и включенные на его выходе в фазах сети иден- тичные по схеме блоки тиристорных коммутаторов 3-5. Казвдый такой блок содержит силовой тиристорный комму- татор, собранньй на встречно-параллельно соединенных тиристорах 6 и 7. Параллельно им включены цепи вспомо- нательного тиристорного коммутатора, состоящие из соединенных цоследова- тельно тиристора, конденсатора и резистора. При этом параллельно тирис- тору 6 включены соединенные последовательно тиристор 8, конденсатор 9 и резистор 10, а параллельно тиристору 7 - соединенные последовательно тиристор 11, конденсатор 12 и резистор 13. Катоды тиристоров 8 и 11 соединены с катодами соответственно тиристоров 6 и 7, а их управляющие электроды - с управляющими электродами соответственно тиристоров 6 и 7. Па- раллельно конденсаторам 9 и 12 включены пороговые элементы 14 и 15.

Блок 1 управления содержит соединенные последовательно формирователь 16 синхронизирующих импульсов, форми рователь 17 управляющих импульсов, узел 18 запрета подачи управляющих импульсов и узел 19 гальванической развязки, выходы которого подключены к управляющим цепям тиристоров бло- ков тиристорных коммутаторов 3-5. Вход формирователя 16 синхронизирующих импульсов подключен к сети на выходе автоматического выключателя 2.

Исполнительный элемент 20 защиты является выходом пороговых элементов 14 и 15 каждого из блоков тиристорных коммутаторов 3-5 и подклю

0 5 0 5 0

5 п

5

чен к отключающему входу узла 18 запрета подачи управляющих импульсов и к цепи отключения автоматического выключателя 2.

Узел 18 запрета подачи управляющих импульсов содержит двухвходовые элементы И 21-26 по числу выходов формирователя 17 управляющих импульсов и инвертор 27, подключенный выходом к вторым входам элементов И 21- 26, первые входы которых предназначены для подключения к соответствующим выходам формирователя 17, а выходы - к соответствующим каналам узла 19 гальванической развязки. Вход инвертора 27 является отключающим в-ходом узла 18.

Исполнительный элемент 20 защиты формирует -1 на выходе при срабатывании любого из пороговых элементов

14,15 в любом блоке тиристорных коммутаторов 3, 4 или 5. Если при сра- батьшании порогового элемента 14, 15 на его выходе формируется 1, то

в этом случае в качестве исполнительного элемента 20 защиты можут слу жить многовходовой логический элемент ИЛИ, входы которого подключены к выходам пороговых элементов 14 и

15,расположенных в блоках 3-5. В качестве пороговых элементов могут быть приняты электромагнитные реле постоянного тока. В этом случае ис.полнительный элемент 20 содержит соединенные последовательно их размыкающие контакты , включенные параллельно резистору 34 и последовательно с резистором 35. Общая точка 36 резисторов 34 и 25 является выходом исполнительного элемента 20 защиты, второй вьшод резистора 35 соединен с положительным выводом 37 источника питания, а второй вывод резистора 34 - с общим выводом 38 устройства.

Выходы блоков тиристорных коммутаторов 3-5 предназначены для подключения к ним нагрузки преобразователя, например трехфазного асинхронного двигателя 39.

Устройство работает следующим об- разом.

При отсутствии управляющих импульсов на выходах блока 1 управления тиристоры 6 и 7 силового коммутатора, также тиристоры 8 и 11 вспомргатель - ного коммутатора заперты независимо от величины их анодных напряжений.

51

Напряжения на конденсаторах 9 и 12 равны нулю, и пороговые элементы 14 и 15 не срабатьтают.

При наличии управляющих импульсов на выходах блока 1 управления тиристоры 8 и 11 вспомогательного коммутатора и соответствующие тиристоры 6 и 7 силового коммутатора отпираются во всех трех блоках тиристорных коммутаторов 3-5 при наличии анодных напряжений на них. Это создает возможность заряда .соответствующих конденсаторов 9 и 12. Однако электрические цепи, включенные последовательно с тиристорами 9 и 11, шунтируются силовыми тиристорами 6 и 7 соответственно, отпираемыми синхронно с тиристорами 8 и 11 вспомогательного коммутатора. В результате, напряжения на конденсаторах 9 и 12 близки к нулю и пороговые элементы 14 и 15 не срабатывают.

В случае обрьша цепи любого из силовых тиристоров 6 или 7, этот тиристор прекращает шунтирой-ать собой электрическую цепь, включенную последовательно со вспомогательным тиристором соответственно 8 или 11. Если при этом тиристоры 8 или 11 находятся во включенном состоянии, начинается заряд конденсатора 9 и 12, и при достижении напряжением на конденсаторе значения, равного порогу срабатьшания соответствующего порогового элемента 14 или 15, последний срабатывает, подает сигнал на узел 18 запрета подачи управляющих импульсов и на цепь отключения автоматического выключателя 2. Этим про- изводится защитное отключение преобразователя.

В случае обрыва цепи силового тиристора 6 или 7 при вращающемся роторе подключенного к выходу преобразователя электродвигателя 39, снижается значение тока по цепи заряда соотетствующего конденсатора 9 или 11 из-за наличия ЭДС самоиндукции двиателя 39. Конденсатор заряжается о меньшей величины напряжения, котоое, тем не менее, значительно преышает нулевое значение. Минимальная еличина напряжения заряда конденсатора имеет место при вращающемся роторе электродвигателя 39 и значении гла управления тиристорами, равном 120 эл.град. Таким образом, защита, астроенная на величину напряжения

100456

заряда конденсатора при указанных условиях, во всех остальных случаях срабатьшает с большим быстродействием, так как в этих случаях уменьшается время заряда конденсатора до величины срабатывания соответствующего порогового элемента.

Таким образом, устройство защиты

10 преобразователя позволяет произвести защитное отключение преобразователя при обрыве цепи любого из его силовых тиристоров как при невращающемся, так и при вращающемся роторе электро15 двигателя, подключенного к выходу этого преобразователя. Этим предотвращается работа двигателя и, особенно, его пуск в неполнофазном режиме. В то же время при пуске двигателя при

20 отсутствии одной из полуволн его фазного напряжения существенно возрастают знакопеременные составляющие его электромагнитного момента и величина потребляемого им тока. Это может

25 вызвать повреждение его статорной обмотки, что зачастую имеет место в ее лобовой части.

Устройство посредством защитного отключения преобразователя предотв-

30 ращает выход из строя электродвигателя по указанной причине. В то же время, защитного отключения не происходит при нормальной работе силовых тиристоров преобразователя, т.е.

при одновременном включении силовых и соответствующих им вспомогательных тиристоров независимо от алгоритма управления тиристорами.

40 Формула изобретения

Устройство для защитного отключения тиристорного преобразователя при обрыве его вентильной цепи, снабженд5 ного блоком управления тиристорами, содержащее вспомогательный слаботочный тиристорньш коммутатор тока, схема которого аналогична схеме силово- го тиристорного коммутатора защищае50 мого преобразователя, пороговый элемент и исполнительный элемент защиты,о тличающееся тем, что, с целью расширения области использования, повьшения надежности и

,с устойчивости срабатывания защиты и упрощения устройства, введены резисторы и конденсаторы по числу тиристоров силового коммутатора, пороговые элементы, общее количество которых

равно количеству тиристоров силового коммутатора, причем каждая цепочка из последовательно соединенных резисторов, конденсатора и тиристора вспомогательного коммутатора предназначена для подключения параллельно соответствующему тиристору с илового коммутатора, при этом параллельно каждому конденсатору цепочки включен поОт 28

Фие.2

роговый элемент, выходы всех порого - вых элементов подключены к входам ис- полнительного элемента защиты, а катоды и управляющие электроды тиристоров вспомогательного коммутатора предназначены для соединения с катодами и управляющими электродами соответствующих тиристоров силового коммутатора.