Способ защиты от перегрузки управляемого многофазного вентильного преобразователя Советский патент 1991 года по МПК H02H7/12 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты от перегрузки управляемого многофазного вентильного преобразователя, допускающего кратковременные перегрузки по току.

Целью изобретения является повышение эффективности использования вентилей по току.

Согласно изобретению, при аварийном отключении в одной из групп части параллельных вентильных ветвей и выходном токе преобразователя, превышающем заданное значение, путем изменения моментов подачи импульсов управления к вентилям групп определенных фаз преобразователя уменьшают длительность проводящего состояния вентилей аварийной группы на время, находящееся в диапазоне с предварительно определенными нижней, соответствующей предельной тепловой нагрузке этих вентилей и верхней, соответствующей минимальной температуре наиболее нагруженного вентиля в преобразователе границами.

При таком способе защиты преобразователя в случае аварийного отключения части параллельных вентильных ветвей в одной из групп преобразователя и его выходном токе, превышающем заданное значение, часть токовой нагрузки оставшихся в работе параллельных вентильных ветвей в аварийной группе берут на себя вентили в группах других фаз преобразователя. В результате токовая нагрузка вентилей преобразователя становится более равномерной в течение всего времени работы. Это позволяет обеспечить более высокий коэффициент использования вентилей по току, следовательно устанавливать в преобразователе вентили с меньшими номинальными токами либо уменьшить необходимое число параллельных вентильных ветвей в его группах.

сл

с

о

v4 О О О О

На фиг. 1 приведен пример устройства, реализующего предложенный способ защиты трехфазного мостового управляемого преобразователя с двумя параллельными вентильными ветвями в каждой его группе; на фиг. 2 - пример реализации элемента задержки.

Устройство (фиг. 1) содержит трехфазный мостовой управляемый полупроводниковый преобразователь 1, каждая из шести групп которого состоит из двух параллельных вентильных ветвей, каждая из которых, в свою очередь, содержит последовательно включенный тиристор 2 и предохранитель Зс размыкающимися при его перегорании блок- контактами. Устройство содержит также систему и импульсно-фазового управления (СИФУ) тиристорами 2 преобразователя, каждый из шести выходов которой через элементы 5 и 6 задержки подключен к тиристорам 2 одной из групп преобразователя 1, датчики 7 числа работающих параллельных вентильных ветвей в каждой группе преобразователя и элементов ИЛИ 8 по числу фаз преобразователя 1.

Выход преобразователя 1 через датчик 9 выходного тока подключен к нагрузке 10. В устройство входит также компаратор 11, второй вход которого подключен к выходу источника 12 сигнала, пропорционального изданному выходному току преобразователя, а первый вход подключен к выходу датчика 9 тока. Выход компаратора 11 подключен к вторым управляющим входам элементов 5 и 6 задержки.

Каждый из двух входов каждого датчика 7 подключен к размыкающемуся блок-контакту предохранителя 3 группы параллельных вентильный ветвей преобразователя 1. Выходы датчиков 7 каждой фазы преобразователя 1 подключены к первому и второму входам логического элемента 8, выход которого подключен к первым управляющим входам элементов 6 задержки, включенных в цепи управления тиристорами 2 этой фазы, и к первым управляющим входам элементов 5 задержки, включенных в цепи управления тиристорами 2 предшествующей по очередности фазы.

Каждый элемент 5, 6 задержки (фиг. 2) состоит из управляемого ключа 13, вход и выход которого являются входом и выходом элемента задержки, компаратора 14, генератора 15 линейно нарастающего напряжения и логического элемента И 16, первый и второй входы которого являются соответственно первым и вторым управляющими входами элемента задержки. Пусковой вход генератора 15 подключен к входу ключа 13, а выход к - второму входу компаратора 14,

первый вход которого подключен к выходу логического элемента 16.

Блок-схема (фиг. 1) работает следующим образом.

В нормальном (без перегрузки) режиме

работы преобразователя 1 сигнал на выходе источника 12 превышает выходной сигнал датчика 9 тока, на выходе компаратора 11 сигнал не формируется, ключи 13 в элемен0 тах 5 и 6 задержки открыты. В результате элементы 5 и 6 задержки не работают, импульсы управления без задержки поступают от СИФУ 4 к тиристорам 2 преобразователя 1.

5 В режиме рабочей перегрузки преобразователя 1 и всех работающих параллельных вентильных ветвей при превращении выходным сигналом датчика 9 тока выходного сигнала источника 12 на выходе компа0 ратора 11 формируется сигнал, который создает необходимое условие для работы элементов 5 и 8 задержки. Блок-контакты предохранителей 3 при этом замкнуты, поэтому на выходах датчиков 7 сигналы не фор5 мируются. he формируются они и на выходах элементов 8, следовательно, не создается второе необходимое условие для начала работы соответствующих элементов 5 и 6 задержки. Поэтому и в этом режиме

0 преобразователь 1 работает как известный трехфазный мостовой преобразователь с симметричным управлением.

Если в режиме рабочей перегрузки преобразователя 1 в какой-либо группе в ре5 зультате перегорания предохранителя, например, по причине внутреннего короткого замыкания происходит аварийное отключение параллельной вентильной ветви, то блок-контакт предохранителя 3 ветви раз0 мыкается, на выходе датчика 7 группы формируется сигнал, который вызывает появление сигнала на выходе элемента 8 фазы, в которой произошла авария.

Этот сигнал и сигнал с выгида компара5 тора 11 обеспечивают вступление в работу элементов 6 задержки, включенных в цепи управления тиристорами 2 упомянутой фазы, и элементов задержки 5, включенных в цепи управления тиристорами 2 фазы, пред0 шествующей по очередности упомянутой. При этом осуществляется задержка на заданную величину поступления импульсов управления к тиристорам 2 фазы, в которой произошла авария, и задержка на половину

5 упомянутой заданной величины поступления импульсов управления к тиристорам 2 фазы, предшествующей по.очередности упомянутой. Величина задержки определяется априорно в результате, например, теп- яовых испытаний преобразователя и

устанавливается заданием соответствующих скоростей нарастания линейно иэменя- ющегося напряжения, формируемого генератором 15, соответствующих элементов задержки 5 и 6. В результате длитель- ность проводящего состояния тиристоров 2 аварийной фазы становится меньше, чем у тиристоров 2 двух других фаз, тем самым обеспечивается разгрузка по среднему току тиристора 2 в аварийной группе за счет до- прлнительной нагрузки тиристоров 2 других фаз. Таким образом, осуществляется защита тиристора 2 аварийной группы, а следовательно, и всего преобразователя в целом от недопустимого перегрева тиристоров.

Поэтому отпадает необходимость ис- попьзования в преобразователе тиристоров с большими номинальными токами либо дополнительных параллельных вентильных ветвей, обеспечивающих допустимую токовую загрузку тиристоров при аварийных отключениях параллельных вентильных ветвей, и тем самым обеспечивается более эффективное использование тиристоров по току.

Формула изобретения Способ защиты от перегрузки управляемого многофазного вентильного преобразователя, выполненного в виде групп вентилей, состоящих из параллельных вет- вей, при котором контролируют количество исправных ветвей в каждой из групп вентилей, контролируют выходной ток преобразователя и отключают преобразователь при превышении током наиболее нагруженного вентиля допустимого значения, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности использования вентилей по току, при превышении выходным током преобразователя заданного значения в случае аварийного отключения в одной из групп части параллельных ветвей. уменьшают длительность проводящего состояния вентилей аварийной группы на время, находящееся в предварительно выбранном диапазоне, нижняя граница которого соответствует предельной тепловой нагрузке этих вентилей, а верхняя граница соответствует минимальной температуре наиболее нагруженного вентиля в преобразователе.

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение эффективности использования вентилей по току. При аварийном отключении ветвей в одной из групп вентилей уменьшают длительность проводящего состояния вентилей этой группы на время, выбранное предварительно в диапазоне, определенном согласно изобретению. Это приводит к равномерному распределению нагрузки между оставшимися вентилями и, следовательно, повышению эффективности их использования. 2 ил.

Фиг.2