Устройство для защиты управляемого вентильного преобразователя Советский патент 1992 года по МПК H02M7/537 H02H7/12 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано для защиты от опрокидывания управляемых выпрямителей и инверторов тока, а также для контроля работы системы управления вентильным преобразователем.

Одно из известных устройств для защиты управляемого вентильного преобразователя, включающего силовой коммутатор с выводами, предназначенными для подключения переменного напряжения, и систему управления коммутатором, содержит узел отключения, узел защиты от опрокидывания, включающий датчики тока вентилей силового коммутатора и элементы сравнения по числу вентилей силового коммутатора, входы элементов сравнения подключены к соответствующим выходам системы управления и выходам соответствующих датчиков тока, а выходы элементов сравнения подключены к входу узла отключения преобразователя.

Недостатком известного устройства для защиты управляемого вентильного преобразователя является низкая надежность, связанная со сложностью узла защиты и ограниченным диапазоном его работы по частоте переменного напряжения, что связано с насыщением трансформаторных датчиков тока.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для защиты управляемого вентильного преобразователя, включающего систему импульсно-фазового управления, состоящую из распределителя импульсов и аналогового мультиплексора, управляющими входами соединенного с выходами распределителя импульсов, а входами связанного через согласующий элемент с силовыми выводами переменного напряжения вентильного преобразователя, содержащее узел отключения, предназначенный для включения на входе преобразователя, датчик напряжения, предназначенный для подключения

k

силовым выводам постоянного напряжения преобразователя.

Недостатком известного устройства - является низкая надежность устройства защиты, так как оно включает в себя трансформаторные датчики тока на входе и выходе вентильного преобразователя, которые насыщаются при низкой частоте переменного тока на входе или выходе.

Цель изобретения - повышение надежности защиты.

Цель достигается тем, что устройство для защиты управляемого вентильного преобразователя, включающего систему им- пульсно-фазового управления, состоящую из распределителя импульсов и аналогового мультиплексора, управляющими входами соединенного с выходами распределителя импульсов, а входами связанного через согласующий элемент с силовыми выводами переменного напряжения вентильного преобразователя, содержащее узел отключения, предназначенный для включения на входе преобразователя, датчик напряжения, предназначенный для подключения к силовым выводам постоянного напряжения преобразователя, снабжено апериодическим усилителем и двухпороговым компаратором, причем один вход апериодического усилителя подключен к выходу датчика напряжения, другой вход апериодического усилителя предназначен для подключения к выходу аналогового мультиплексора, выход апериодического усилителя подключен к входу двухпорогового компаратора, выходом соединенного с входом узла отключения. Кроме этого, устройство снабжено управляемым ключом, вход управления которого предназначен для подключения к входу распределителя импульсов, а коммутирующие выводы управляемого ключа включены между входом и выходом апериодического усилителя,

На фиг,1 представлена принципиальная электрическая схема устройства; на фиг.2 - диаграммы работы устройства при неисправностях в управляемом вентильном преобразователе или сбоях в системе им- пульсно-фазового управления.

Устройство для защиты управляемого вентильного преобразователя, включающего систему 1 импульсно-фазового управления, состоящую из распределителя 2 импульсов и аналогового мультиплексора 3, управляющими входами соединенного с выходами распределителя 2 импульсов, а входами связанного через согласующий элемент 4 с силовыми выводами 5 переменного напряжения вентильного преобразователя 6, содержит узел 7 отключения,

предназначенный для включения на входе преобразователя, датчик 8 напряжения, предназначенный для подключения к силовым выводам 9 и 10 постоянного напряжения преобразователя, апериодический усилитель 11 и двухпороговый компаратор 12. При этом один вход 13 апериодического усилителя подключен к выходу датчика 8 напряжения, другой вход 14 апериодическо0 го усилителя предназначен для подключения к выходу 15 аналогового мультиплексора, выход 16 апериодического усилителя подключен к входу двухпорогового компаратора, выходом 17 соединенного с

5 входом узла отключения.

Кроме того, устройство снабжено управляемым ключом 18, вход 19 управления которого предназначен для подключения к входу 20 распределителя импульсов, а ком0 мутирующие выводы управляемого ключа включены между входом и выходом апериодического усилителя.

Управление вентильным преобразователем 6 осуществляется через формирова5 тели 21 импульсов. Нагрузка подключается к вентильному преобразователю через сглаживающие дроссели 22 и 23. Импульсы на счетный вход 20 распределителя 2 импульсов формируются, например, узлом 24 фазо0 вого управления, на входы которого подаются сигнал задания с потенциометра 25 и сигнал обратной связи с выхода 15 аналогового мультиплексора 3.

Узел 7 отключения преобразователя мо5 жет быть включен только на входе преобразователя, если он работает в режиме выпрямителя, только на выходе преобразователя, если он работает в режиме инвертора (например, при разряде аккумуляторной

0 батареи, полярность подключения которой показана в скобках), либо на входе и выходе. При работе управляемого вентильного преобразователя (ВП) в составе преобразователя частоты по схеме инвертора тока,

5 узлы отключения управляемых вентильных преобразователелей включаются только со стороны выводов 5, предназначенных для подключения переменного напряжения к выпрямителю и инвертору тока.

0 На фиг.2 приняты следующие обозначения: 26 и 27 - напряжения на силовых выводах 9 и 10 вентильного преобразователя 6 и выходе 15 аналогового мультиплексора 3 соответственно, при работе управляемого

5 вентильного преобразователя в выпрямительном (фиг.2а,б) или инверторном (фиг.2в) режимах; 28 - импульсы на выходе узла 24 фазового управления (вход 20 распределителя 2 импульсов); 29 - напряжение на выходе апериодического усилителя 11; 30 напряжение на выходе двухпорогового компаратора 12.

Устройство работает следующим образом.

При нормальной работе управляемого вентильного преобразователя в выпрямительном или инверторном режимах (диаграммы на фиг.2) мгновенные значения напряжений 26 и 27 на выходах 9 и 10 вентильного преобразователя и выходе 15 аналогового мультиплексора 3 равны между собой, но противоположны по знаку. Это достигается, например, соответствующей фазировкой входного сигнала датчика 8 напряжения. В этом случае суммарный сигнал на входе апериодического усилителя 11, поступающий по входам 13 и 14, близок к нулю, а напряжение на его выходе независимо от знака меньше напряжения переключения двухпорогового компаратора 12. Так как входной сигнал двухпорогового компаратора 12 меньше уровня напряжения его переключения, то и сигнал на его выходе отсутствует, и команда на узел 7 отключения ВП не подается.

При нарушениях в работе управляемого вентильного преобразователя (фиг.2 а,б) или системы импульсно-фазового управления ВП (фиг.2в) напряжение на выходе аналогового мультиплексора по абсолютной величине становится больше (фиг.2 а,в) или меньше (фиг. 26) сигнала, снимаемого с выхода датчика 8 напряжения. Это приводит к увеличению по абсолютной величине напряжения 29 на выходе апериодического усилителя 11 до уровня, определяющего один из порогов переключения компаратора 12. На выходе порогового компаратора появляется импульс 30, который, воздействуя на вход узла 7 отключения, обеспечивает его срабатывание и отключение ВП. Если ВП нагружен на активную нагрузку, то достаточно ограничиться узлом отключения в цепи переменного напряжения. Если ВП нагружен на источник ЭДС (например, аккумуляторную батарею), то узел отключения целесообразно подключать к силовым выводам 9 и 10, предназначенным для подключения постоянного напряжения преобразователя.

Таким образом устройство защиты ВП осуществляет эффективный контроль за правильной работой как системы импульсно-фазового управления ВП, так и самого ВП независимо от частоты тока на силовых выводах 5 переменного напряжения вентильного преобразователя.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в том, что значительно упрощается устройство для защиты ВП и его настройка, расширяется диапазон допустимой частоты тока на выводах переменного напряжения управляемого вентильного преобразователя (практически до нулевых частот), расширяются функциональные возможности устройства для защиты управляемого ВП, так как оно осуществляет защиту ВП не только от опрокидывания ВП но и других нарушений как в работе ВП, так и системы импульсно-фазового управления им, что позволяет отключить ВП раньше, чем развитие аварии приведет к срабатыванию других защит

преобразователя. Контроль за работой управляемого ВП и его системы импульсно- фазового управления уменьшает токовые перегрузки вентильного оборудования ВП в аварийных режимах и позволяет уменьшить

его установленную мощность.

Фор м у ла изобретения 1. Устройство для защиты управляемого вентильного преобразователя, включающего систему импульсно-фазового управления, состоящую из распределителя импульсов и аналогового мультиплексора, управляющими входами соединенного с выходами распределителя импульсов, а входами

связанного через согласующий элемент с силовыми выводами переменного напряжения вентильного преобразователя, содержащее узел отключения, предназначенный для включения на входе преобразователя,

датчик напряжения, предназначенный для подключения к силовым выводам постоянного напряжения преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности защиты, оно снабжено апериодическими усилителем и двухпороговым компаратором, причем один вход апериодического усилителя подключен к выходу дат- чика напряжения, другой вход апериодического усилителя предназначен

для подключения к выходу аналогового мультиплексора, выход апериодического усилителя подключен к входу двухпорогового компаратора, выходом соединенного с входом узла отключения.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю ще е- с я тем, что, с целью повышения надежности защиты в переходных режимах, оно снабжено управляемым ключом, вход управления которого предназначен для подключения к входу распределителя импульсов, а коммутирующие выводы управляемого ключа включены между входом и выходом апериодического усилителя.

Ј

п

заб{иД

I

гь

Hh

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение надежности защиты. Устройство содержит систему 1 импульсно-фазового управления, состоящую из распределителя импульсов 2 и аналогового мультиплексора 3, вентильный преобразователь 6, согласующий элемент 4, узел отключения 7, датчик напряжения 8, апериодический усилитель 11 и двухпороговый компаратор 12. 1 з.п.ф- лы, 2 ил.