Способ защиты тиристорного преобразователя Советский патент 1981 года по МПК H02H7/10 H02M1/18 

(54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Изобретение относится к защите. силоЕюй полупроводниковой техники электропоездов постоянного тока. По основному авт.св № 754558 извертев способ защиты тиристорного пр образователя, питающего тяговый элект родвигатель, содержавдй основной, ком мутирующий и перезарядный тиристоры, при котором контролир т -Величину и знак скорости изменения выходного тока и при определенном их значении воз действуют на импульсы управления тиристорами. При: этом способе подают импульсы управления на коммутирукщий тиристор с временной задержкой по от ношению к импульсам управления перезарядным тиристором в зависимости от параметров выходного тока 1 1. Недостатком этого способа защиты является невысокая надежность из-за отсутствия защиты преобразователя а режиме рекуперативного торможения при понижешш напряжейия контактной сети. Цель изобретения - повышение надежности. Указанная цель достигается тем, что дополнительно контролируют разность значений текущего и отстающего по времени напряжения сети, полууенный сигнал суммируют с сигналом, пропорциональным выходному току, сумму их сравнивают с сигналом уставки и в зависимости от величины сигнала сравнения регулируют коэффициент заполнения преобразователя, а при заданной величине сигнала сравнения снимают импульсы управления npeo6piaзователем. На чертеже приведена принципиальная схема устройства, реализующего способ. Устройство содержит тиристорный импульсный преобразователь 1, включенный меядчу якорем тягового двигатея- 2- и обмоткой 3 возбуждения, которые шунтированы диодами 4 и 5 соответственно. Последовательно с якорем тяговрго двигателя 2 включен датчик 6 тока якоря, присоединенный через контактор 7 моторного режима к общей точке соединения дросселя 8 и конденсатора 9 .входного фильтра преобразователя. Другой вьгоод дросселя 8 присоединен к положительйЬму полюсу источника 10 питания (контакт ной сети). Конденсатор 9 вторым выводом соединен с отрицательным полюсом источника 10 питания. Параллельно шунтируняцему диоду 4 включен контактор 11 тормозного режима. К вьшодам дросселя 9 присоединен блок 12 измерения напряжения. Между общей точкой контактора 7 и датчика 6 тока якоря и анодом шунтирунлце го диода 5 включен контактор 13 тормозного режи Тиристорный импульсный преобразователи 1 включает в себя главный тирис тор 14, шунтированный в обратном направлении диодом 15, коммутирующую цепь из конденсатора 16 и реактора 1 перезарядный тиристор 18, шунтирован ный в обратном направлении цепью из последовательно соединенных диода 19 и тиристора 20, анод которого соединен с его управляющим электродом посредством импульсного стабилитрона 21. Последовательно с перезарядным тиристором 18 включен датчик 22 нуля тока иего выход подключен к управляемой линии 23 задержки. Выход линии 23 задержки присоединен к управляющему электроду коммутирунлцего тиристора 24, анод которого присоеди нен к датчику 25 нуля тока, выход ко торото соединен с управляемой линией 26 задержки. Выход линии 26 задержки присоединен к управляющему Электроду главного тиристора 14. Выход датчика 6 тока якоря присоединен к первому входу сумматора 27 и блоку 28 управления. Управляющий:. Электрод тиристора 18 соединен с блоком..2 управления. Другой вход сумматора 27 соединен с выходом блока 12 измерени напряжения, а выход 27 соединение за датчмком 29 установки тока якоря. Вькоды 29 соединены с входом 28 с эл ментами сравнения линий 23 и 26 задержек . Между общей точкой датчика 22 нул тока и анода коммутирукицего тиристора 24 и отрицательным полюсом источника 10 питания включен зарядный ре зистор 30. 34 Переход из режима тяги в тормозной осуществляется после выбега при реверсировании Ьбмоток возбуждения тяговыэс двигателей. В зоне высоких скоростей торможение осуществляется при независимом возбуждении тяговых двигателей. В начальный период торможения возбзлкдение осуществляется от источника питания через кратковременно замкнутый контактор 11, а затем через диод 4, постоянно открытый при ЭДС вращения, большей напряжения контактной сети. При этом преобразователь работает в режиме амплитудной модуляции, реализуемой тиристором 24. Управляю цие сигналы на тиристор 24 поступают от линии 23 задержки, включен ной между датчиком 22 нуля тока и управляющим электродом тиристора 24. Контроль величины и знака скорости изменения выходного.тока осуществляется датчиком 6 тока якоря и блоком 28 управления. Регулирование режима амплитудной модуляции осуществляется изменением времени задержки линии 23 в зависимости от выходного напряжения устройства 27 через блок 29. При снижении скорости система автоматически переходит в режим широтного регулирования;с самовозбуждением тягового двигателя. В этом режиме начинает работать главный тиристор 14. Управление этим режимом осуществляется с помощью линии 26 задержки. Процесс рекуперации реализуется при значительных колебаниях напряжения контактной сети. В силу инерционности система не успевает отреагировать на изменение напряжения в контактной сети, что приводит к перерегулированию ч к варийному реж1шу преобразоэателя. Входной фильтр является инерционным звеном с большой постоянной времени. При изменении напряжения в контактной сети напряжение на конденсаторе фильтра изменяется до нового уровня напряжения в контактной сети за время, определяемое параметрами фильтра. Пользуясь этим, измеряют разность напряжения а контактной сети при его изменении и на конденсаторе 9, а затем су 1мируют выходные напряжения датчика 6 тока якоря и блока 12, при этом регулирование коэффициента заполнения преобразователя ведется в функ1: и выходного напряжения сумматора, что позволяет подготовить систему к новым условиям работы.

Опасным режимом для системы является уменьшение напряжения в контактной сети. В этом случае система работает следующим образом.

Ёлок J 2 измерения напряжения определяет велинину разности напряжений в контактной сети и на конденсаторе 9 фильтра преобразователя, блок 12 вьщает сигнал на сумматор 27, в соответствии с величиной выходного на пряжения сумматора регулируется ко.эффициент заполнения преобразователя, что приводит к уменьшению тока возбуждения тягового двигателя и ЭДС вращения, а это .в свою очередь приводит к снижению и тока якоря, далее начинает уменьшаться напряжение на конденсаторе 9 и нарастать ток якоря, параллельно уменьшается выходное напряжение блока 12. Процесс заканчивается при выходном напряжении блока 12 равном нулю. Причем процесс перехода к новым условиям проходит без перерегулирования и срыва системы.

В том случае, если напряжение в контактной сети продолжает уменьшаться до предельного уровня, определяемого работоспособностью системы, блок 29 вьщает сигнал в блок 28 на снятие управления преобразователем и;:замещение рекуперативного торможения. Блок 12 настроен таким образом, чтобы фиксировать разность напряжений

при нестационарном режиме измерения разности напряжений и не фиксировать разность напряжений в квазиустановившемся режиме.

Технико-экономическим преимущёством предлагаемого способа защиты является .пога Ш1ение надежности рекуперативного торможення в условиях колебания напряжения контактной сети, что позволит уменьшить расход энергии на движение подвижного состава.

Формула изобретения

Способ защиты тиристорного преобразователя по авт.св. № 754558, о тличающийся тем, что, с целью повышения надежности, дополнително контролируют разность значений текущего и отстающего по времени напряжения сети, полученный сигнал суммируют с сигналом, пропорциональным выходному току, сумму их сравнивают с сигналом уставки и в зависимости от величины сигнала сравнения регулируют коэффициент заполнения преобрАзователя, а при Заданной величине сигнала .сравнения снимают импульсы управления преобразователем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

fgcm.