Устройство для управления полупроводниковым преобразователем Советский патент 1992 года по МПК H02M7/12 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к. устройствам для управленияполупроводниковымипреобразователями или регуляторами, выполненными на тиристорах или симисторах.

Известно устройство, содержащее последовательно соединенные своими главными контактами автоматический выключатель и контактор, подключающие тиристорный преобразователь к питающей сети, кнопки управления Пуск и Стоп, включенные своими контактами в цепь управления контактором, блок импульсно-фа- зового регулирования с блокировочным входом, к которому подключен выход блока

защиты преобразователя, и подключенный к питающей сети через автоматический выключатель блок питания с отдельными источниками питания для блока импульсно-фазового регулирования и блока защиты преобразователя.

Недостатком указанного устройства является то, что оно имеет пониженный коммутационный ресурс. Обусловлено это тем, что при выключении преобразователя контактор коммутирует полный ток, потребляемый преобразователем из питающей сети. При этом происходит электрическая эрозия контактов контактора, что приводит к снижению коммутационного ресурса как конXJ

CJ

XI о

vj О

тактора, так и устройства в целом. Кроме того, указанное устройство увеличивает число операций при включении и отключении преобразователя, так как при этом требуется включать и выключать не только контактор, но и автоматический выключатель. В результате этого усложняется процесс управления преобразователем.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее автоматический выключатель с контактной системой для подключения тиристорного преобразователя к питающей сети и с электромагнитным приводом, снабженным четырьмя управляющими выводами, из которых первый и четвертый выводы подключены к источнику питания, а второй и третий - к контактам кнопок управления Пуск и Стоп, блок импульсно-фазового регулирования, снабженный блокировочным входам, к которому подключен выход блока защиты тиристорного преобразователя, блок питания с источниками питания для блока импульсно-фазового регулирования и блока защиты преобразователя и коммутирующий аппарат, через который блок питания подключен к питающей сети. Для управления выключателем к первому и второму управляющим выводам его привода подключены замыкающий контакт кнопки Стоп и последовательно соединенные размыкающие контакты кнопки Пуск и блок-контакта выключателя, а к второму и третьему управляющим выводам привода - последовательно соединенные замыкающий контакт кнопки Пуск и размыкающий контакт кнопки Стоп.

Недостатком указанного устройства является то, что оно не обладает высокой надежностью. Обусловлено это тем, что во время выключений преобразователя автоматический выключатель коммутирует полный ток, потребляемый преобразователем из питающей сети, т.е. выключатель отключается под нагрузкой. При этом вследствие эрозии контактов снижается коммутационный ресурс выключателя и устройства в целом. Кроме того, указанное устройство усложняет процесс управления преобразователем из-за того, что требуется раздельно включать и выключать автоматический выключатель и коммутирующий аппарат для блока питания.

Цель изобретения - повышение надежности и упрощение процесса управления устройством.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для управления полупроводниковым преобразователем, содержащем выключатель с контактной системой, предназначенной для подключения полупроводникового преобразователя к питающей сети и с электромагнитным приводом, выполненным из первого и второго путевых выключателей и из двух последовательно или параллельно соединенных электромагнитов, в цепь питания которых последовательно включены диод и замыкающий и

размыкающий контакты соответственно первого и второго путевых выключателей, блок импульсно-фазового регулирования полупроводникового преобразователя, блок питания, коммутирующий аппарат с

контактной системой, через которую блок питания подключен своим входом к питающей сети, и кнопки управления Пуск и Стоп, последовательно включенные своими контактами в цепь управления коммутирующего аппарата, кнопка управления Стоп дополнительно снабжена размыкающим контактом, коммутирующий аппарат снабжен дополнительно замыкающим и размыкающим блок-контактами, а блок импульсно-фазового регулирования - разре- шающе-блокировочным входом, причем дополнительные замыкающий и размыкающий блок-контакты коммутирующего аппарата подключены параллельно

соответственно к замыкающему и размыкающему контактам путевых выключателей электромагнитного привода выключателя, а разрешающе-блокировочный вход блока импульсно-фазового регулирования через

дополнительный размыкающий контакт кнопки управления Стоп подключен к выходу блока питания.

На фиг. 1 представлена принципиальная электросхема устройства для управленияполупроводниковым

преобразователем; на фиг. 2 - принципиальная элекстросхема электромагнитного привода автоматического выключателя. Устройство содержит автоматический

выключатель 1 с контактной системой 2, через которую тиристорный преобразователь 3 подключен к питающей сети, и с электромагнитным приводом 4, имеющим управляющие выводы 5-8, блок 9

импульсно-фазового регулирования с блокировочным входом, к которому подключен выход блока 10 защиты преобразователя 3, блок 11 питания, состоящий из источника 12 питания для блока 9 импульсно-фазового

регулирования и из источника 13 питания для блока 10 защиты, коммутирующий аппарат с контактной системой 14, через который блок 11 питания подключен к питающей сети, кнопку 15 Пуск с замыкающим контактом и кнопку 16 Стоп с двумя размыкающими контактами. В этом устройстве в цепь управления магнитным пускателем 14 включены одним контактом кнопка 15, за- шунтированная блок-контактом 17 магнитного пускателя 14, и кнопка 16, через другой размыкающий контакт которой выход источника 13 питания подключен к разрешаю- ще-блокировочному входу блока 9 импульсно-фазового регулирования. Для управления электромагнитным приводом 4 его управляющие выводы 5 и 8 подключены к питающей сети, выводы 5 и 6 - к размыкающему блок-контакту 18 коммутирующего аппарата 14, а выводы 6 и 7 - к замыкающему блок-контакту 19 того же пускателя. В указанном устройстве электромагнитный привод 4 содержит два параллельно соединенных электромагнита 20 и 21 и последовательно соединенные с ними диод 22 и путевые выключатели 23 и 24 с соответственно размыкающим и замыкающим контактами.

Устройство работает следующим образом.

После нажатия кнопки 15 Пуск коммутирующий аппарат 14 включается и с помощью блок-контакта 17 удерживается во включенном состоянии. После этого через диод 22, замкнувшийся блок-контакт 19 и размыкающийся контакт путевого выключателя 23 на электромагниты 20 и 21 электропривода 4 поступает питание. В результате электропривод 4 переводит выключатель 1 во включенное состояние и оставляет его в этом состоянии, так как в это время блок- контакт 18 разомкнут, а контакт путевого выключателя 23 размыкается и отключает питание с электромагнитов 20 и 21. Кроме того, сразу после включения коммутирующего аппарата 14 в блок 11 питания поступает напряжение питающей сети, под действием которого на выходах источников 12 и 13 питания появляются напряжения, питающие соответственно блок 9 импульсно-фазового регулирования и блок 10 защиты. Напряжение с выхода источника 13 питания поступает также через второй размыкающий контакт кнопки 16 на разрешаю- ще-блокировочный вход блока импульсно-фазового регулирования и является для этого блока 9 разрешающим сигналом. В результате блок 9 импульсно-фазового регулирования начинает формировать импульсы управления для тиристоров преобразователя 3. Таким образом, устройство осуществляет включение преобразователя.

Выключение преобразователя 3 осуществляется кнопкой 16 Стоп после ее нажатия. При этом как только размыкаются

контакты кнопки 16, прекращается подача разрешающего сигнала на разрешающе- блокировочный вход блока 9 импульсно-фазового регулирования и разрывается цепь

управления коммутирующего аппарата 14. В результате блок 9 прекращает формировать импульсы управления для тиристоров преобразователя 3 и последний перестает работать и потреблять ток из питающей се0 ти. Одновременно с этим коммутирующий аппарат 14 выключается и через его замкнувшийся блок-контакт 18, а также через замкнутый контакт путевого выключателя 24 и диод 22 на электромагниты 20 и 21

5 электропривода 4 начинает поступать питание. В результате электропривод4 переводит выключатель 1 в выключенное состояние и оставляет его в таком состоянии потому, что в это время блок-контакт 19

0 разомкнут, а контакт путевого выключателя 24 размыкается и отключает питание с электромагнитов 20 и 21. Следовательно, произошло полное отключение от питающей сети преобразователя 3 и его системы уп5 равления и защиты.

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство перед выключением автома- тического выключателя выключает тиристоры преобразователя. В результате

0 выключатель коммутирует уже не полный ток, потребляемый из сети при работе преобразователя, а только ток, потребляемый преобразователем в режиме холостого хода. В этом случае коммутируемый ток не

5 превышает тока холостого хода преобразовательного трансформатора или 10% от величинытока,потребляемого преобразователем при его работе в номинальном режиме. При коммутации такого

0 тока снижается эрозия контактов выключателя, что увеличивает коммутационный ресурс, срок службы выключателя и всего устройства управления. Так по данным технического описания и инструкции по экс5 плуатации ОБЕ 140.010 ТО на выключатели автоматические серии А 3790 коммутационный ресурс под нагрузкой, например, выключателей типа А 3794 БУЗ, составляет 3000 коммутаций, а без нагрузки 10000 ком0 мутаций, т.е. увеличивается более чем в 3 раза.

Устройство обеспечивает одним нажатием кнопки Пуск или Стоп соответственно полное включение или отключение

5 преобразователя и его системы управления, сокращая тем самым вдвое число ручных операций по управлению преобразователем. Кроме того, устройство не позволяет преобразователю находится под напряжением в случаях аварийного отключения сети, питающей систему управления и защиты преобразователя, так как при этом магнитный пускатель отключается и своим блок- контактом вызывает отключение силового выключателя. Тем самым предотвращается выход из строя преобразователей, например, от сетевых перенапряжений, при неработающемблокезащитыпреобразователей.

Еще одним преимуществом предлагаемого устройства является то, что оно не позволяет работать преобразователю при исчезновении питающего напряжения на его блоке защиты. Обеспечивается это тем, что указанное напряжение использовано в устройстве в качестве разрешающего сигнала для блока импульсно-фазового регулирования. В результате предотвращения выход из строя силовой части преобразователей.

Экономический эффект достигается за счет увеличения срока службы устройства и сокращения объема ремонтных работ в преобразователе.

Формула изобретения Устройство для управления полупроводниковым преобразователем, содержащее выключатель с контактной системой, предназначенной для подключения полупроводникового преобразователя к питающей сети, и с электромагнитным приводом, выполненным из первого и второго путевых выключателей и из двух последовательно или параллельно соединенных электромагСеть

QA ОВ ОС

rt

0

5

0

5

0

нитов, в цепь питания которых последовательно включены диод и замыкающий и раз- мыкающий контакты соответственно первого и второго путевых выключателей, блок импульсно-фазового регулирования полупроводникового преобразователя, блок питания, коммутирующий аппарат с контактной системой, через которую упомянутый блок питания подключен своим входом к питающей сети, и кнопка управления Пуск и Стоп, последовательно включенные своими контактами в цепь управления упомянутого коммутирующего аппарата, о т- личающееся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения процесса управленияполупроводниковымпреобразователем, кнопка управления Стоп дополнительно снабжена размыкающим контактом, коммутирующий аппарат снабжен дополнительно замыкающим и размыкающим блок-контактами, а блок импульсно-фазового регулирования - разре- шающе-блокировочным входом, причем дополнительные замыкающий и размыкающий блок-контакты коммутирующего аппарата подключены параллельно соответственно к замыкающему и размыкающему контактам путевых выключателей электромагнитного привода выключателя, а разрешающе-блокировочный вход блока импульсно-фазового регулирования через дополнительный размыкающий контакт кнопки управления Стоп подключен к выходу блока питания.

Сеть ОА

16

Сущность изобретения: коммутирующее устройство снабжено замыкающим и размыкающим блок-контактами, из которых размыкающий блок-контакт подключен к первому и второму, а замыкающий - к второму и третьему управляющим выводам электромагнитного привода, выключателя, кнопки управления Пуск и Стоп своими последовательно соединенными контактами включены в цепь управления коммутирующим устройством, при этом кнопка управления Стоп выполнена с вторым размыкающим контактом, механически связанным с первым, а выход источника для блока защиты полупроводникового преобразователя или регулятора подключен через второй размыкающий контакт кнопки Стоп к второму управляющему входу системы управления тиристорами 2 ил. (Л

Фиг.1

Фиг. 2