Устройство для контроля состояния тиристоров Советский патент 1991 года по МПК H02H7/10 

Фиг.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля состояния тиристоров в схемах защиты ти- ристорных преобразователей.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение надежности устройства.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 - пояснительные временные диаграммы.

Устройство для контроля состояния тиристоров 1, управляемых от системы 2 управления, содержит формирователь 3 временных интервалов, выход которого подключен к входам элемента И 4 и элемента ИЛИ-НЕ 5, другие входы которых подклю- чены к выходу датчика б состояния тиристора, выполненного в виде датчика напряжения с падающей характеристикой, выход которого через дополнительный формирователь 7 временных интервалов подключен к третьему входу элемента ИЛИ- НЕ 5 Выходы элементов 4 и 5 подключены к входам выходного элемента ИЛИ 8.

Датчик напряжения с падающей характеристикой имеет обратную зависимость выходного сигнала от величины напряжения на тиристоре.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме работы (фиг. 2,а) вне интервалов проводимости контролируемого тиристора 1 на выходе датчика б напряжения, имеющего падающую характеристику, поддерживается сигнал на уровне логического нуля, а на выходе формирователя 3 - на уровне логической единицы, что обеспечивает на выходе элемента И 4 и на выходе логического элемента ИЛИ-НЕ 5 сигналы на уровне логического нуля. Значит, на выходе логического элемента ИЛИ 8 тоже будет сигнал на уровне логического нуля, что свидетельствует о нормальной работе преобразователя.

При поступлении управляющего сигнала от соответствующего канала системы уп- равления на управляющий электрод контролируемого тиристора 1 и на вход формирователя 3 происходит отпирание тиристора 1, и сигнал на выходе датчика 6 напряжения устанавливается на уровне логической единицы.Одновременно с этим на инверсном выходе формирователя 3 устанавливается сигнал на уровне логического нуля, что обеспечивает сигнал нулевого уровня на выходе элемента И 4. По сигналу единичного уровня на выходе датчика б напряжения запускается формирователь 7 временных интервалов. Сигналы единичного уровня с выхода датчика 6 напряжения и

формирователя 7 временных интервалов обеспечивают сигнал логического нуля на выходе логического элемента ИЛИ-НЕ 5 Поскольку на выходе элемента И 4 и на

выходе формирователя 7 временных интервалов будут сигналы на уровне логического нуля, то на выходе всего устройства тоже будет сигнал на уровне логического нуля, что соответствует исправному состоянию

контролируемого тиристора.

Длительность выходного сигнала не

уровне логического нуля элемента времени

3 принимается равной максимальной длительности интервала проводимости контролируемого тиристора 1 при работе в непрерывном режиме и отсутствии перегрузок.

Таким образом,

20

72 - + Умакс

где Г2 - длительность выходного сигнала на уровне логического нуля элемента 3 времени;

m - количество пульсаций выпрямленного напряжения;

2 я/m - длительность интервала проводимости контролируемого тиристора 1 при угле коммутации, равном нулю;

Умакс максимально допустимый угол коммутации контролируемого тиристора 1 при нормальном режиме работы вентильного преобразователя и отсутствии недопусти- мых перегрузок.

Длительность интервала проводимости контролируемого тиристора 1, например, в схеме выпрямителя определяется зависимостью:

3-2лго.„

А-- +у,

где А - длительность интервала прово- димости тиристора 1,

у- угол коммутации, зависящий от параметров схемы преобразователя и величины нагрузочного тока.

После запирания контролируемого ти- ристора 1 сигнал на выходе датчика б устанавливается на уровне логического нуля.

Таким образом, длительность выходного сигнала датчика 6 напряжения на уровне логической единицы равен длительности интервала проводимости контролируемого тиристора 1, т.е.

.

где TI - длительность сигнала на уровне логической единицы на входе датчика 6 напряжения ,

При нормальной работе преобразователя и отсутствии недопустимых перегрузок: У Хмакс, а значит, п гг. Такое соотношение между интервалами TI и та обеспечивает сигнал на уровне логического нуля на выходе элемента И 4, что свидетельствует об исправном состоянии тиристора 1.

При появлении аварийного режима, обусловленного неисправностью контролируемого тиристора 1 типа пробой в проводящем состоянии или недопустимых перегрузках преобразователя при увеличении нагрузочного тока до величин, превышающих максимально допустимое значение у умакс и т гг , поэтому по истечении времени та от момента подачи управляющего импульса на контролируемый тиристор 1 на выходе элемента 3 времени устанавливается сигнал на уровне логической единицы, а на выходе датчика 6 напряжения сохраняется сигнал на уровне логической единицы, чем обеспечивается появление на выходе элемента И 4 и на выходе логического элемента ИЛИ 8 /фиг. 2,6/ сигнала на уровне логической единицы, свидетельствующего об аварийном состоянии преобразователя. Если пробой контролируемого тиристора 1 произошел на интервале непроводящего состояния, то на выходе датчика 6 напряжения устанавливается сигнал на уровне логической единицы, который вместе с сигналом на уровне логической единицы на выходе элемента 2 времени обеспечит формирование аварийного сигнала на выходе элемента И 4. Таким образом, датчик 6 напряжения, элемент 3 времени и элемент И 4 обеспечивают обнаружение неисправности типа пробой. Работа формирователя временных интервалов 7 и ИЛИ-НЕ 5 в режимах б, в (фиг. 2) аналогична работе в режиме а (фиг. 2).

Если возникает неисправность контролируемого тиристора 1 - обрыв в проводящем состоянии или непроводящем состоянии тиристора, то на выходе датчика 6 напряжения устанавливается сигнал на уровне логического нуля, который будет сохраняться независимо от поступления управляющих импульсов, формирователь 7 временных интервалов на выходе будет иметь устойчиво сигнал на уровне логического нуля. При поступлении первого после момента возникновения аварии управляющего импульса на выходе элемента 3 времени устанавливается сигнал на уровне логического нуля, а на выходе логического

элемента ИЛИ-НЕ 5 - сигнал на уровне логической единицы, свидетельствующий об аварии /фиг, 2, г/.

Работа предлагаемого устройства в ре- жиме д прерывистых токов(фиг. 2) ана/iof ич- на работе в нормальном режиме. Длительность проводящего состояния контролируемого тиристора 1 будет меньше тг, а значит,длительность сигнала единичного

уровня на выходе датчика 6 напряжения Т1 Т2, поэтому в режиме прерывистых токов на первом и втором входах элемента ИЛИ-НЕ 5 в течение времени ta -т будут сигналы на уровне логического нуля.

Если использовать для обнаружения неисправности обрыв только выходные сигналы датчика 6 напряжения и элемента 3 времени и, соответственно, двухзходовую схему ИЛИ-НЕ, то в режиме прерывистых

токов будет формироваться ложный сигнал неисправности обрыв. Использование формирователя 7 временных интервалов и трехвходовой схемы ИЛИ-НЕ 5 исключает возможность формирования ложного аварийного сигнала, поскольку при отпирании тиристора 1 по выходному сигналу датчика 6 напряжения запускается формирователь 7 временных интервалов, а длительность его выходного сигнала единичного уровня раена га.

Таким образом, за счет введения дополнительного формирователя временных интервалов и расширяются функциональные возможности устройства вследствие идентификации дополнительных аварийных режимов, а выполнение датчика состояния тиристора в виде датчика напряжения с падающей характеристикой повышает его надежность.

Формула изобретения Устройство для контроля состояния тиристоров, управляемых от системы управления, содержащее датчик состояния

тиристор, формирователь временных интервалов, вход которого предназначен для подключения к выходу сие темы управления, а выход - к одному из входов элемента И, отличающееся тем, что, с целью

расширения функциональных возможностей и повышения надежности, оно снабжено дополнительным формирователем временных интервалов, элементом ИЛИ-НЕ и выходным элементом ИЛИ, а датчик состояния тиристора выполнен в виде датчика напряжения с падающей характеристикой, выход которого подключен к другому входу элемента И и к одному и второму входам элемента ИЛИ-НЕ, одному непосредственно и второму через дополнительный формирователь временных интервалов, третий вход которого подключен к выходу формирователя временных интервалов, а выход вместе с выходом элемента И - к входам выходного элемента ИЛИ.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля состояния тиристоров в схемах защиты преобразователей. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение надежности. Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля состояния тиристоров снабжено дополнительным формирователем 7 временных интегралов 7, элементом ИЛИ-НЕ 5 и элементом ИЛИ 8, а датчик 6 состояния тиристора выполнен в виде датчика напряжения с падающей характеристикой, что позволяет идентифицировать дополнительные аварийные режимы и упростить устройство. 2 ил.

Фаг. 2