Устройство для защиты тиристорного преобразователя Советский патент 1991 года по МПК H02H7/10 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано для защиты тиристорных преобразоватеяей.

Целью изобретения является повышение надежности и расширение функциональных возможностей.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство (фиг. 1) содержит шины 1 силовой сети, сопротивление 2 нагрузки, тиристор 3, импульсный трансформатор 4, отсекающий диод 5, ограничитель 6, форми- .рователь 7 прямоугольных импульсов, датчик 8 температуры, преобразователь 9 параметра датчика температуры в частоту импульсов, ограничительный резистор 10, инфракрасный светодиод 11, фотодиод 12,

усилитель-ограничителе 13, разделительный конденсатор 14, импульсный усилитель 15, частотный компаратор 16, блок 17 индикации, элемент ИЛИ 18, формирователь 19 импульсов по заднему фронту входного сигнала, блок 20 ммпульсно-фазового управления, элемент И 21, блок 22 контроля, блок 23 отключения.

Устройство работает следующим образом

К шинам 1 силовой сети приложено переменное напряжение (фиг.2а) Блок 20 им- пульсно-фазового управления формирует управляющие импучьсы (фиг.26), которые подаются на развязывающий импульсный трансформатор 4 и с его вторичной обмотки поступают на управляющий электрод тиристора 3. Под воздействием управляющих импульсов происходит включение тиристоО

чэ VI

VJ

VI

pa 3 и в зависимое и от фазы этих импульсов (фиг 26) относительна напряжения сильной сети (фиг2а) регулиоование мощности, выделяемой в сопротивлении 2 нагрузки. Положительная полярность напряжения, приложенного между катодом и анодом тиристора 3 чере отсекающий диод 5, подается на вход ограничителя 6. Это напряжение (фиг.2з) ограничивается ограничителем 6 до уровня, составляющего незначительную часть ог максимальной амплитуды положительного напряжения силовой сети, но дос га очного для нормального функционирования преобразователя 9 и светодиода 11. Выходное напряжение (фиг.2г) ограничителя 6 поступает иг вход формирователя 7 пмгупьсов, который из этого напряжения формирует импульс близкий по форг .с прямоугольному, ке изменяя существенно его амплитуду (фиг.2д). Это напряжение служит для питания преоб-, разователя 9 параметра датчика температуры в частоту импульсов. Часть этого напряжения через ограничительный резистор 20 подается на инфракрасный свегодп од 11.

Датчик 8 температуры, выполненный, например, на основе терморезистора, расположен в непосредственной близости о г тиристора 3 и осуществляет контроль его темпера уры.О юедолечному значению параметра датчи а. например сопротивлению соогветстаус определенная частота импульсов (фиг Vie) нз выходе преобразователя 9 параметра датчика температуры в частоту импульсоз. Выходной сигнал.преобразователя 9 подается на инфракрасный светодиод 1 , где он складывается с выходным сигналом формирователя 7 импупьеоз, подаваемым через ограничительные стоо 10(фиг.2ж).

При изменении температуры тирис , с-ps 3 изменяется параметр датчика 8 темпе.;з- туры и, соответственно, частота импульсов на выходе преобразователя 9.

Излучение светодиода 11 попадает на фотодиод 12, установленный на некотором , расстоянии or свзтодиода 11 для обеспече ния гальванической развязки элементов 1 - 11 от элементов 12 - 23 устройства. При этом сигнал на входе усилителя-ограничителя 13 аналогичен сигналу, изобрах.еы-юм на фиг.2ж. Усилитель-ограничитель 13 усиливает этот сигнал, зг счет чего происходит его ограничение сверху, и в результате этого сигнал приобретает вир, аналогичный изображенному на фИ1.2д. Выходной сигнал усилителя-ограничителя 13 подается на второй вход частотного компаратора 16 м нь аход формирователя 19 импульсов.

Сигнал на входе импульсного усилителя 15 благодаря соответствующему выбору величины разделительного конденсатора 14 имеет вид, близкий к изображенному на

фиг.2е, и после его усиления поступает с выхода импульсного усилителя 15 на первый вход частотного компаратора 16. В случае перегрева тиристора 3 частота импульсов на первом входе частотного ком0 паратора 16 во время действия импульса на ,его втором входе не соответствует заданной л нз выходе частотного компаратопа 16 появляется сигнал, поступающий па первый вход элемента ИПИ 18 и первый вход блока

5 17 индикации который индицирует это состояние тиристора 3.

Формирователь 19 импульсов по заднему фронту импульса (аналогичного изображенному на фиг.2д), поступающего на его

0 вход с выхода усилителя-ограничителя 13, формирует импульс (фиг.2з), поступающий на первый вход элемента И 21 На второй вход схемы И 21 поступает импульс с второго выхода блока 20 имнульсно-фазового уп5 равления, синхронный с импульсом (фиг.26) с первого выхода этого же блока. При нормальной работе тиристориого преобразователя на обои:; входах элемента И 21 присутствуют импульсы, совпадающие по

0 времени (фиг 26, з). что приводит к появлению импульса (фиг.2и) на выходе этой схемы, который подается на вход блока 22 контроля, осуществляющего контроль наличия этого импульса. Если не происходит

5 включение или выключение тиристора, или отсутствует напряжение на шинах силовой сети, то импульс на входе блока 22 контроля отсутствует. В этом случае на выходе зтого блока формируется сиг нал, поступающий на

O второй вход элемента ИЛИ 18 и ча второй зход блока 17 индикации, который индицирует и этот вид неисправности. Сигнал с выхода элемента ИЛИ 18 поступает нз вход блока 23 отключения, коюрый осуществля5 ет защитное отключение электроэнергии к а шинах 1 силовой сети и отключение других каналов управления (не показаны) в случае многофазных тирислгорных npe upasoB-j гелей. Кроме того, сигнал с аыходь олокз 23

0 отключения поступает на вход блока 20 им- пульсно-фазового управления для отключения управляющих импульсов, поступающих с первого выхода этого олока.

Формула изобретения

5 Устройство для защиты тиристорного преобразователя, снабжение.о блоком им- (тульсно-фазойого управлении с импульсным трансформаторсм нз выходе, подключенным к управляющему входу тиристора преобразователе, :; од которого подключей к одной шине силовой сети, а анод через клеммы для подключения нагрузки подключен к другой шине силовой сети, содержащее датчик температуры, одним выводом предназначенный для подключения к катоду тиристора, блик отключения, выходом предназначенный для подключения к входу блока импульсно-фазового управления, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и расширения фун- кциональных возможностей, веедены отсекающий диод, элемент ИЛИ, блок индикации, ограничитель, формирователь прямоугольных импульсов, преобразователь параметра датчика температуры в час- готу импульсов, ограничительный резистор, инфракрасный светодиод, фотодиод, усилитель-ограничитель, разделительный конденсатор, импульсный усилитель, частотный компаратор, формирователь им- пульсов по заднему фронту входного сигнала, элемент И и блок контроля, при этом первый вход блока индикации соединен с первым входом элемента ИЛИ и выходом частотного компаратора второй вход сое- динен с вторым входом элемента ИЛИ и выходом блока контроля, а выход элемента ИЛИ соединен с входом блока отключения, вход блока кон-роля соединен с выходом элемента И, первый вход которого предназ- начен для соединения с выходом блока им- пульсчо-фазового управления, второй вход элемента И соединен с выходом формирователя импульсов по заднему фронту вход

ного сигнала, вход которого соединен с выходом усилителя-ограничителя и перрым входом частотного компаратора второй вход частотного компаратора соединен с выходом импульсного усилителя, первый вход которого соединен с первым входом усилителя-ограничителя, второй вход импульсного усилителя соединен с первым выводом разделительного конденсатора, второй вывод которого соединен с вторым входом усилителя-ограничителя и первым выводом фотодиода, второй вывод которого соединен с первым входом усилителя-ограничителя, первый вывод инфракрасного светодиода соединен с первым выводом ограничительного резистора и выходом преобразователя параметра датчика температуры в частоту импульсов, первый вход которого соединен с вторым выводом датчика температуры, второй вход соединен с вторым выводом ограничительного резистора и. выходом формирователя прямоугольных импульсов, первый вход которого соединен с выходом ограничителя, первый вход которого соединен с катодом отсекающего диода анодом предназначенного для соединения с анодом тиристора, а второй вход соединен с вторым входом формирователя прямоугольных импульсов, третьим входом преобразователя параметра температуры в частоту импульсов, вторым выводом инфракрасного светодиода и предназначен для подключения к катоду тиристора.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано для защиты тиристорных преобразователей. Целью изобретения является повышение надежности и расширение функциональных возможностей Устройство обеспечивает контроль температуры тиристора и его функционирование, а также отключение тиристорного преобразователя в случае отклонения контролируемых параметров от нормы. Использование напряжения, действующего на защищаемом тиристоре для формирования сигнала, несущего информацию о темпе- рэтуре тиристора и процессах его включения и выключения, позволяет расширить функциональные возможности устройства зашиты и повысить надежность его работы. 2 ил. СЛ С

и.г /

U

П.

шиш

п

ц

л

ЛгЈ

Я

f

w

пппплл

л

л