Устройство для контроля времени выключения тиристора Советский патент 1982 года по МПК H02H7/12 H02M1/18 

1

Изобретен 16 относится к электротехнике, а именно к устройствам для контроля времени выключения тиристора, и может быть использовано для непрерывного контроля времени выключения силовых тиристоров в импульсном преобразователе, шунтированном обратным диодом.

Известно устройство для контроля времени выключения тиристора импульсного преобразователя, шунтированного обратным диодом, содержащее датчик выходного тока преобразователя и последовательно соединенные блок измерения времени и блок индикации l.

Недостатком устройства является то, что оно фиксирует отказ тиристора,, т.е. его невыключение после срабатывания коммутирующего контура и не фиксирует пр дотказное состояние тиристора, что ведет к снижению надежности работы преобразователя.

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля времени выключения тиристора в цепь обратного диода включен дополнительный датчик тока, блок измерения времени содержит линейный и нелинейный элементы, блок индикации состоит из

,Q индикаторного реле и счетчика, причем выход основного датчика тока соединен со входом нелинейного элемента, выход дополнительного датчика подключен ко- входу линейного

fj элемента, счетный вход счетчика соединен с блоком управления преобразователя, а выход старшего разряда счетчика соединен с индикаторным реле.

20

На фиг.1 представлено предлагаемое устройство для контроля времени выключения тиристора; на фиг.2 временные диаграммы его работы (а, бр 0, г, д/ е) .

Устройство предназначено для конроля схемного времени выключения силового тиристора 1, т..6. времени, в течение которого при помощи контура, содержащего конденсатор 2 и индуктивность 3 происходит обестомиванйе цепи силового тиристора 1, Для обеспечения нормального функционирования контура коммутации в преобразователе предусмотрены вспомогательные диоды и 5 и тиристор 6. Преобразователь,с элементами 1-6 включен между источником электропитания и и нагрузкой 7 которая зашуктирована диодом 8. Для управлени тиристорами 1 и 6 Прерывателя предусмотрен блок 9 управления, выходы которого соединены с управляющими электродами тиристоров 1 и 6. Вход блока 9 соединен с датчиком тока 10 вкл5очемным в цепь нагрузки 7. Собственно контрольное устройство содержит двоичный датчик тока 11, включенный в цепь диода 5 шунтирующего силовой тиристор I в преобразователе, а также блок измерения времени 12 и блок индикации 13. Датчик 11 и отличие от датчика 10является двоичным - он генерирует единичный выходной сигнал при наличии foKa в цепи диода 5 и нулевой сигнал при отсутствии тока в этой цепи. Блок измерения времени 12 содержит нелинейный элемент , генератор линейно изменяющегося напряжения 15, элемент сравнения 1б и генератор одиночных импульсов 17. Нелинейный элемент И подключен к датчику тока 10 и реализует характеристику

1Ш

(1)

ист) - а arccos

м

(

где а, 1 - постоянные коэффициенты, при IM пропорционально рассчетной амплитуде тока разряда конденсатора 2; IKI) входное напряжение нелинейного элемента, пропорциональное току нагрузки 7.

. Генератор 15 может быть выполнен яа базе операционного усилителя, включенного по схеме интегратора. Его максимальное выходное напряжение U(t) пропорционально времени протекания импульса тока через 5 т.е.

контролируемомусхемному времени выключения тиристора 1.

Элемент сравнения 16 реализует операцию вычитания

A(U) U(t) - U(r), (2) т.е. сравнивает фактическое схемное время выключения с заданным, соответствующим рабочему току 1 преобразователя. Выход элемента сравнения

16 соединен со входом генератора 17, который срабатывает лишь при .

Блок индикации 13 содержит счетчик 18, выход старшего разряда которого соединен с обмоткой реле 19,

а сбросовый вход - с выходом генератора одиночных импульсов 17. Контакты реле 19 могут быть соединены с блоком управления 9, а также с различными сигнальными и защитными ус ройствами (не показаны. Счетный вход счетчика 18 соединен с выходом блока управления.

Устройство работает следующим образом.

Импульсный преобразователь, контролируемый предложенным устройством, работает по общеизвестному принципу. Ток в нагрузке 7 поддерживается на заданном уровне путем периодического включения тиристора 1 с последующим его выключением, для чего включают тиристор 6. При включении тиристора 6 сначала происходит подготовительный перезаряд, а потом

рабочий разряд конденсатора 2. Когда ток разряда превысит ток I нагрузки, то, начиная от момента ty, избыток тока будет протекать через диод15. Время протекания тока через

диод 5 и есть контролируемое схемное время выключения тиристора 1 ()В течение этого времени датчик тока 11 генерирует единичный сигнал, вызывающий линейное возрастание напряжения U(t) на выходе генератора- 15. Максимальное значение этого напряжения пропорционально, следовапельно, контролируемому времени tpv. 1

Расчетное (нормативное значение

схемного времени определяется в функции тока 1 нагрузки при помощи элемента И по формуле (1). Сравнение значений U(C} и U(t) , пропорциональных соответственно нормативному и фактическому значениям времени включения тиристора 1, производится элементом 16, реализующим операцию (2.

5

Если фактическое время t больше заданного С , то на выходе элемента 16 имеемЛи О, в результате чего генератор 17 генерирует импульс При отсутствии сбоев в работе коммутирующего контура, т.е. еслиШ всегда больше нуля, импульсы на выходе генератора 17 появляются при каждой коммутации, их частота равна ipa6oчей частоте преобразователя f|,n

При случайных сбоях в работе коммутирующего контура импульсы на выходе генератора 17 пропадают довольно редко. Это может быть по причине провалов питающего напряжения, случайных электромагнитных помех и т.д. Однако при расстройке контура коммутации (снижение емкости конденсатора 2 из-за обрыва секции, межвитковое замыкание в дросселе 37 импульсы будут постоянно отсутствовать.

Регистрация пропусков импульсов осуществляется счетчиком 18, который в нормальном режиме периодически сбрасывается генератором 17. На счетный вход счетчика 18 поступают импульсы с выхода блока управления 9 преобразователя. Нормально частоты импульсов на входах сброса и счетном счетчике 18 равны, поэтому этот счетчик не успевает заполняться. Реле 19 остается невозбужденным Такое же положение имеет место и при случайных сбоях, когда на эходе сброса имеют место отдельные пропуски импульсов.

.При расстройке контура имеют место массовые пропуски импульсов на выходе генератора 17 ( пачкамиJ, так что счетчик 18 успевает заполниться импульсами от блока 9 что приводит к включению реле 19- Срабатывание реле 19 может быть использовано для отключения или ограничения

936

тока преобразователя, для сигнализации и технической диагностики. Целесообразно применять реле с бликером, запоминающее факт снижения контролируемого параметра ниже нормативного значения.

Технико-экономическая эффективность устройства обеспечивается введением непрерывного контооля за функционированием контура искусственной коммутации тиристора с запоминанием соответствую1ией информации, что в конечном итоге дает повышение надежности преобразователя.

Формула изобретения

Устройство для контроля времени выключения тиристора импульсного преобразователя, шунтированного обратным диодом, содержащее датчик выходного тока преобразователя и последовательно соединенные блок измерения времени и блок индикации,о т личающ ееся тем, что, с целью повышения надежности, в цепь обратного диода включен дополнительный датчик тока, блок измерения времени содержит линейный и нелинейный элементы, блок индикации состоит из индикаторного реле и счетчика, причем выход основного датчика тока соедине со входом нелинейного элемента, выход дополнительного .датчика подключен ко входу линейного элемента, сченый вход счетчика соединен с блоком управления преобразователя, а выход старшего разряда счетчика соединен с индикаторным реле.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Акцептованная заявка Японии № , кл. 56 А k2, 1Э78.

L.

furl «

VL

и)

/

Si

gi

s)

)