Устройство для защиты и автоматического повторного включения инвертора тока Советский патент 1992 года по МПК H02H7/122 

1

(21)4696757/07 (22)31.05.89 (46)07.10.92. Бюл. №37 (75) Ю. В. Малых

(56)1. Авторское свидетельство СССР № 879700, кл. Н 02 Н 7/10, 1980.

2. ЭП Преобразовательная техника, 1971, выл, 16, с. 22-23. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ И АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ ИНВЕРТОРА ТОКА

(57)Сущность изобретения: сигнал датчика тока 6 нагрузки сравнивают с сигналом задатчика 7 тока нагрузки при неработающем задающем генераторе 5 распределителя импульсов. В момент их равенства на выходе компаратора формируется импульс запрета пускового сигнала блока 1 запуска, на выходе первого элемента 3 выдержки времени появляется нулевой потенциал, запрещающий подачу силового напряжения, и после паузы, определяемой первым элементом 3 выдержки времени, пусковой сигнал блока 1 запуска вновь разрешает подачу силового напряжения. 2 ил.

X

fe

Vj

С VI

СХ

Фиг. 1

Изобретения относится к преобразовательной технике, в частности к устройствам для защиты тиристорных инверторов тока от чрезмерного снижения тока нагрузки.

Известно устройство защиты инвертора тока, в котором силовое напряжение подается на инвертор при пуске на время, определяемое длительностью импульса запуска. В случае возникновения режима холостого хода датчик „тока нагрузки не вы- дает сигнала, и силовое напряжение по истечении длительности 4и мпульса запуска снимается.

Известно устройство защиты инвертора тока на основе контроля напряжения на коммутирующем конденсаторе, которое при повышении напряжения на нем снимает управляющие импульсы с тиристоров.

Известные устройства обладают низкой надежностью.

Целью изобретения является повышение надежности устройства для защиты инвертора тока. Предлагаемое устройство исключает аварийные процессы в инверторе при пуске при чрезмерном сни- жении тока нагрузки, прогнозируя их возникновение. Так, при возникновении неблагоприятного режима отсутствия нагрузки, предлагаемое устройство не допускает коммутации тиристоров и ждет благоприятного режима. Известные устройства в этом случае коммутируют тиристоры и параллельно анулируют ток нагрузки или напряжение коммутирующих конденсаторов и при неблагоприятном режиме отклю- чают силовое напряжение на вводе или снимают управляющие импульсы с тиристоров. При этом время реагирования защиты может не всегда гарантировать сохранность силовых элементов схемы. Защита на осно- ве контроля напряжения на коммутирующих конденсаторах не дает эффекта при холостом ходе последовательного инвертора тока. Кроме того, меньшая надежность этой защиты связана с необходимостью ус- тановки дополнительных датчиков напряжения, тогда как предлагаемая защита обходится традиционным обязательным датчиком тока нагрузки.

Преимуществом предлагаемой защиты является то, что она предусматривает возможность повторного включения при ложных срабатываниях ее от помех, а также другие кратковременных факторов, напри- мер, снижения напряжения источника питания, что позволяет создавать надежное бесперебойное питание нагрузки.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на

фиг. 2 - диаграммы напряжений на элементах устройства (индексы на диаграммах на- пряжений соответствуют номерам элементов).

Устройство для защиты и автоматического повторного включения инвертора тока, содержащее датчик тока 6, предназначенный для установки на входе инвертора, блок 1 запуска, выходом подключенный к одному входу элемента И 2, другой вход которого связан с выходом датчика 6 тока/ первый элемент 3 выдержки времени, входом подключенный к выходу элемента И 2, а одним выходом к элементу управления силовым напряжением, и задающий генератор 5, отличается тем, что, с целью повышения надежности путем при- вентивного упреждения аварийного включения и обеспечения АПВ, оно снабжено вторым элементом 4 выдержки времени, за- датчиком 7 и компаратором 8, а первый элемент 3 выдержки времени выполнен с тремя выходами, причем выход датчика 6 тока подключен к другому входу элемента И 2, второй и третий выходы первого элемента 3 выдержки времени подключены соответственно через второй элемент 4 выдержки времени и задатчик 7 тока к входам задающего генератора 5 и другому входу компаратора 8.

Устройство работает следующим образом. При подаче сигнала на включение инвертора тока с блока 1 запуска, который задает режим работы инвертора (включен- выключен), на второй вход элемента И 2 подается единичный потенциал. При этом на его первом входе присутствует в исходном состоянии единичный потенциал с выхода компаратора 8, и сигнал пуска проходит на вход первого элемента 3 выдержки времени. Выдержка времени нужна для разряда напряжения на элементах схемы инвертора тока, который может быть осуществлен, например, запуском инверсным выходом элемента 3 выдержки времени задающего генератора 5 системы управления инвертора. Если не производить такого разряда элементов схемы, в процессе повторных пусков при уменьшенной нагрузке накапливается энергия, что приводит к опасному повышению напряжения на элементах схемы. После соответствующего промежутка времени с выхода элемента 3 выдержки времени поступает разрешение на подачу силового напряжения в момент времени ц (фиг. 2). Также с выхода первого элемента 3 выдержки времени поступает сигнал на задатчик 7 тока нагрузки, который под воздействием этого угнала начинает задавать напряжение минимально допустимого значения тока нагрузки, и на вход второго элемента 4 выдержки времени. Задающий генератор 5 в этот момент заблокирован, и распределитель импульсов постоянно находится в одном произвольном состоянии, разрешая подачу импульсов на определенные силовые тиристоры. При этом через нагрузку и коммутирующие конденсаторы протекает определенный пусковой ток, который отра- жается датчиком 6 тока нагрузки и сравнивается на компараторе 8 с напряжением задатчика 7 тока нагрузки. Если значение напряжения датчика 6 тока нагрузки выше напряжения задатчика 7 нагрузки, на выхо- де компаратора 8 сохраняется единичный потенциал, который продолжает разрешать прохождение сигнала включения на вход элемента 3 выдержки времени. При этом на выходе последнего сохраняется единичный потенциал, который присутствует на входе элемента 4 выдержки времени, и после соответствующего промежутка времени, необходимого для первоначального заряда коммутирующих конденсаторов и анализа величины нагрузки, на выходе второго элемента 4 выдержки времени в момент времени t2 (фиг. 2) появляется сигнал, разрешающий работу задающего генератора 5 распределителя импульсов. В момент равенства напряжения датчика 6 тока нагрузки и задатчика 7 тока нагрузки в момент времени ta (фиг. 2) в результате возникновения режима холостого хода или изменения параметров нагрузки, или кратковременно- го исчезновения или чрезмерного снижения напряжения силовой сети, что свидетельствует о наличии предаварийной ситуации, так как коммутирующие конденсаторы не получили достаточного заряда для гаранти- рованной искусственной коммутации силовых тиристоров, компаратор 8 выдает запрет прохождения сигнала включения в виде нулевого потенциала на первый вход

элемента И 2. На входе и выходе элемента 3 выдержки времени появляется нулевой потенциал, который запрещает подачу силового напряжения, устанавливает задат- чик 7 тока в исходное предпусковое состояние с нулевым потенциалом на выходе и выход элемента 4 выдержки времени делает нулевым потенциалом. При этом блокируется задающий генератор 5 распределителя импульсов. На выходе компаратора 8 появляется единичный потенциал, который вновь разрешает прохождение сигнала блока 1 запуска через элемент И 2. Таким образом происходит автоматическое повторное включение.

ч

Формула изобретения

1V

Устройство для защиты и автоматического повторного включения инвертора тока, содержащее Датчик тока, предназначенный для установки на входе инвертора, блок запуска, выходом подключенный к од- нбму входу элемента И, другой вход которого связан с выходом датчика тока, первый элемент выдержки времени, входом подключенный к выходу элемента И, а одним выходом к элементу управления силовым напряжением, и задающий генератор, о т- личающееся тем, что, с целью повышения надежности путем привентивного упреждения аварийного включения и обеспечения АПВ, оно снабжено вторым элементом выдержки времени, задатчиком тока и компаратором, первый элемент выдержки времени выполнен с тремя выходами, причем выход датчика тока подключен к одному входу компаратора, выход которого подключен к другому входу элемента И, второй и третий выходы первого элемента выдержки времени подключены соответственно через второй элемент выдержки времени и задатчиктока к входам задающего генератора и другому входу компаратора.

Фиг. 2