Устройство для управления и защиты тиристоров многофазного выпрямителя Советский патент 1979 года по МПК H02P13/16 H02H7/10 

ных сельсинах. Однако это усложняет конструкцию устройства, увеличивает его габариты и вес, снижает энергетические показатели.

Кроме того в таких устройствах не обеспечивается защита силовых тиристоров при токовых перегрузках.

Целью изобретения является упрош,ение устройства, повышение его энергетических показателей, уменьшение веса и габаритов.

Это достигается тем, что блоки ограничения диапазона изменения угла управления выполнены в виде интегратора и двух нуль-органов, а усилители мощности - на тиристорных оптронах, причем вход интегратора каждого блока ограничения диапазона изменения угла управления подключен к клемме смещения постоянного напряжения, цепи сброса каждого интегратора подключен соответственно к фазе питающей сети, а выход интегратора подключен к первым входам нуль-органов, вторые входы которых подключены к клеммам смещения источников постоянного напряжения, выход первого нуль-органа подключен к инверсному входу элементов И и к одному входу триггера, а выход второго нуль-органа через элемент ИЛИ к второму входу триггера, вторые входы элементов И подключены к выходам триггера канала распределителя опережающей фазы, а третьи входы элементов И подключены к выходу нуль-органа, управляющие цепи силовых тиристоров соединены с каналами кольцевого распределителя через тиристорные оптроны, фотодиоды которых включены в цепи управления силовых тиристоров, а светодиоды к-выходам первых нуль-органов блоков ограничения диапазона изменения угла управления и к выходам триггеров каждого канала распределителя импульсов, а датчик тока через пороговый элемент подключен ко вторым входам первых нуль-органов блоков ограничения диапазона изменения угла управления.

На чертеже показана структурная схема предлагаемого устройства.

Выпрямитель 1 подключен к вторичной обмотке трансфор.матора 2, первичная обмотка которого подключена к сети через группу силовых тиристоров 3. Каждая группа силовых тиристоров состоит из тиристоров 4, 5, переключающихся в момент естественной коммутации, и тиристоров 6, 7, момент включения которых зависит от сигнала ошибки. Выход выпрямителя 1 соединен со входом интегратора 8. Интегратор 8 через нуль -орган 9 подключен к входу кольцевого распределителя импульсов по числу фаз, состоящего из трех каналов 10. Каждый канал 10 содержит логический трехвходовый элемент И 11, двухвходовый элемент ИЛИ 12 и триггер 13, через логический элемент ИЛИ 14 управляющий цепью

сброса интегратора 8. На другой вход нульоргана 9 подается сигнал смещения 15. Один из входов триггера. 13 и инверсный вход элемента И 11 соединены с выходом нульоргана 16 ограничения минимального угла управления. Один из входов элемента ИЛИ

12 соединен с выходом нуль-органа 17 ограничения максимального угла управ.1ения. Нуль-органы 16, 17с интегратором 18, подключенным к клемме смещения постоянного напряжения 19, образуют блок 20 ограничепня диапазона регулирования изменения угла управления. Цепь сброса каждого интегратора 18 связана с напряжением соответствующей фазы сети. Другие входы нуль-органов 16, 17 подключены к клеммам смещения источников постоянного напряжения 21, 22. Выход нуль-органа ограничения минимального угла управления 16 через фазочувствите.1ьп1 1е усилители монлности на тиристорных oirrponax 23, 24 подключен к управляющим пеням силовых тиристоров 4,

5,переключение которых происходит в момент естественной коммутации. Управляющие цепи силовых тиристоров 6, 7 подключены к выходу триггера 13 через фазочувствительные усилители мощности на тиристорных оптронах 25, 26. Вход нуль-органа

блока ограничения минимального угла равления через пороговый элемент 27 ее динен с датчиком тока 28.

Устройство работает следующим обра

ЗОМ.

Так как цепь сброса интегратора 18 свя зана с напряжением сети, сигнал на вы.ходе нуль-органов 17. 16 изменяется синхронно с сетью. Напряжения смещения подобраны такими, что срабатывание нуль-органов 16, 17 происходит в моменты естественной коммутации силовых тиристоров. Но, если срабатывание нуль-органа 16 происходит в .момент включения силовых тиристоров, срабатывание нуль-органа 17 происходит в момент выключения силовых тиристоров.

При срабатывании нуль-органа 16 ток проходит через входные цепи тиристорных оптронов 23, 24. Из двух тиристорных оптронов 23, 24 открывается тот, на выходной цепи которого напряжение в это время положительно. Это напряжение используется, как управляющее для силовых тиристоров 4, 5. На выходе выпрямителя 1 появляется напряжение, которое подается на интегратор 8. Одновременно сигнал с выхода нуль-органа 16 подается на инверсный вход

логического элемента И 1I и взводит триггер 13.

Условием срабатывания эле.мента И 11 является срабатывание предыдущего канала кольцевого распределителя и наличие сигнала от нуль-органа, 9. Инверсный вход

служит для запирания цепей сброса триггера 13 в момент взвода от нуль-органа 16. Если триггер 13 не сработал в необходи.мом диапазоне угла управления, его сброс

производится сигналом от нуль-органа 17, поступающим через логический элемент ИЛИ 12. При срабатывапии триггера 13 происходит сброс интегратора 8, а через входные цепи тиристорных оптронов 25, 26 проходит ток.

Из двух TVipHCTOpnbix оптронов 25, 26 открывается тот , на выходной цепи которого напряжение в это время положительно. Это напряжение используется, как управляющее для силовых тиристоров 6, 7.

Так как нaпpяжeниet:мeщeния (15) нульоргана 9 выбрано таким, что при сигнале ошибки равном нулю, время интегрирования до значения, определяемого напряжением смещения (15), соответствует , где Т - период сетевого напряжения, при отклонении выходного напряжения выпрямителя 1 от заданного, сигнал на выходе интегратора 8 раньще или позже достигает порога срабатывания нуль-органа 9, что приведет к изменению угла управления силовых тиристоров 6, 7.

При превышении током допустимого значения по сигналу от датчика тока 28 пробивается пороговый элемент 27, и напряжение смешения нуль-органа 16 изменяется по абсолютной величине, становясь равным сигналу смешения (22) Это приводит к запиранию силовых тирсторов 4, 5, 6, 7.

Выполнение блоков ограничения угла управления в виде интегратора, соединенного с нуль-органом, использование нуль-органа ограничения минимального угла управления для фазоступенчатого регулирования и уменьшение вдвое числа каналов кольцевого распределителя выгодно отличают предложенное устройство от известного.

Устройство легко реализуется на интегральных схемах, так как состоит в основном из стандартных элементов счетной техники.

Формула изобретения

Устройство для управления и защиты тиристоров многофазного выпрямителя, подключенного ко вторичным об.моткам трансформатора, первичные обмотки которого выполнены ступенчатыми и каждая ступень которого подключена к фазе сети через группу встречно-параллельно включенных тиристоров, содержащее интегратор сигнала ошибки с частотой выходных импульсов в 2п1 раза большей частоты питаюшей сети, подключеннь й к выходу выпрямителя, выход

интегратора через нуль-орган подключен на входы кольцевых распределителей импульсов по числу фаз, каждый из которых состоит из трехвходового элемента И, двухвходового элемента ИЛИ и триггера, выход каждого распределителя импульсов через элемент ИЛИ подключен ко входу сброса интегратора, блоки ограничения диапазона регулирования изменении угла управления, усилители по числу фаз, усилители мошности отпирающих импульсов, датчик тока и пороговый элемент, отличающееся тем, что, с целью его упрощения, улучшения энергетических показателей, уменьп1ения веса и габаритов, блоки ограничения выполнены в виде интегратора и двух нуль-органов, а усилители мошности - на тиристорных оптронах. причем вход интегратора каждого блока ограничения диапазона изменения угла управления подключен к клемме смещения постоянного напряжения, цепи сброса каждого интегратора подключены соответственно к ()1азепитающей сети, а выход интегратора подключен к первым входам нуль-органов, вторые входы которых подключены к к.1еммам смещения источников постоянного нанряжения, выход первого нуль-органа подк.тючен к инверсному входу элемента И , к одному входу триггера, а выход второго ну.ть-органа через элемент ИЛИ к второму входу триггера, вторые входы элементов И подключены к выходам триггера канала распределителя опережающей фазы, а третьи входы элементов И подключены к выходу нульоргана, унравляюнще цепи силовых тиристоров соединены с каналами кольцевого распределителя через тиристорные оптроны. фотодиоды которых включены в neini управления силовых тиристоров, а светодиоды к выходам первых ну,чь-органов блоков ограничения диапазона изменения угла унравления и к выходам триггеров каждого канала распределителя импульсов, а датчик тока через пороговый элемент подк,тючен ко вторым входам первых нуль-органов блоков ограничения диапазона изменения угла управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Барановский В. Ю. и Эфендизаде К. К.

Одноканальная система импульсно-фазового управления выпрямителем, «За технический прогресс 1974, N° 5, с. 3.

2. Деткин Л. П. Система управления тиристорными и ионннымп электроприводами,

Д1., «Информэлектро, 1971, с. 56.