Устройство для защиты тиристорного инвертора напряжения Советский патент 1982 года по МПК H02H7/122 H02M1/18 

1

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение для построения систем управления и защиты тиристорных преобразователей.

Известно устройство для защиты тиристорного инвертора напряжения, содержащее элементы формирования запрета управляющих импульсов и команд на включение тиристоров контуров йскусственой -коммутации 1 .

Недостатком указанного устройства является одновременное снятие управляющих импульсов со всех тиристоров (основных и коммутирующих инвертора, что может быть недостаточным для нормального выключения тиристорного инвертора напряжения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для защиты тиристорного инвертора няпояжения с искусственной коммутацией, содержащее датчики, блок автоматического лрвторного включения С AfIB}, включенный в шину питания инвертора исполнительный орган, состоящий из тиристорного ключа с емкостным прерывающим контуром в виде последовательно соединенных предварительно заряжаемого конденсатора, дросселя и гасящего тиристора, подключенных параллельно тиристор10 . ному ключу, и цепь с тиристором перезаряда упомянутого конденсатора, элемент суммирования команд на включение инвертора по сигналам оперативного включения и АПВ, элемент суммирования команд на отключение инвертора по сигналам оперативного отключения и по сигналам датчиковi первый триггер и элемент задержки,

20 причем входы АПВ, элемента задержки и блока управления гасящего тиристора подключены к датчикам защиты, выход элемента задержки подключей к блоку управления тиристора перезаряда 23Данному устройству присущи недостатки приведенного, выше устройства и, кроме того, одновременное снятие запрета управляющих импульсов для основных, коммутирующих и ключевого тиристоров по командам на АПВ и оперативное включение без предварительной пoдгotoвки коммутирующей емкости может быть причиной неустойчивого включения инвертора . Цель изобретения - повыше ние надежности путем обеспечения гарантированного выключения основных тиристоров при наличии противо-ЭДС на грузки, а также путем повышения устойчивости включения инвертора при АПВ и опеоативном включении. Поставленная цель достигается тем, что устройство для защиты тиристорного инвертора напряжения сна жено дополнительным элементом задержки, вторым и третьим триггерами и двумя элементами И-НЕ, причем выход второго триггера подключен к блоку управления коммутирующими тиристорами, первый вход этого тригге ра подключен через Дополнительный элемент задержки к элементу суммирования команд на отключение инвертора, а второй - к выходу элемента суммирования команд на включение ин вертора и к первому входу третьего триггера, второй вход которого через первый элемент И-НЕ подключен к блокам управления тиристорами инвертора, выход третьего триггера подключен через второй элемент И-НЕ ко второму входу первого триггера, вторые входы элементов И-НЕ соедине ны между собой и подключены к выходу блока управления коммутирующим тиристорами.На чертеже изображена схема пред лагаемого устройства. Схема содержит блок импульсно-фа зового управления вентилями инвертора 1, выходаьм подключенный соответственно к управляющим электродам вентилей инвертора 2-7 рлок импульсно-фазового управления коммутирующими вентилями 8,выходами подключенный соответственно к управляю щим электродам коммутирующих вентилей 9 - I6j блок управления 17, тиристорного ключа 18, блок управления 19, гасящего тиристора 20, анодом подключенного к аноду ключа 18, а катодом через последовательно включенные конденсатор 21 и дроссель 22 - к катоду ключа 18, блок управления 23 тиристора перезаряда 2k, анодом подключенного к катоду гасящего тиристора 20, катодом - к катоду ключа 18. Вход блока управления 23 через элемент задержки 25 подключен ко входу блока АПВ 2б и одному входу элемента суммирования команд на отключение 27, выходом подключенного ко входу дополнительного элемента задержки 28 и к одному входу триггера 29, выход которого подключен к одному входу элемента И-НЕ 30, другой вход которого подключен к одному входу элемента И-НЯ 31, другим входом подключенного к выходу триггера 32. Один вход триггера 32 подключен к одному входу триггера 33 и к выходу элемента суммирования команд на включение 3 Другой вход триггера 33 подключен к ВЫХОДУ дополнительного элемента задержки 28, а выход - ко входу блока импульсно-фазового управления коммутирукхцими вентилями 8, соответствующий выход которого подключен к соединенным вместе входам основного и дополнительного элементов И-НЕ 30 и 31. Выход дополнительного элемента И-НЕ 30 подключен к другому входу триггера 32. Вход блока импульсно-фазового управления 1 подключен ко входу блока т1равления 17 и выходу триггера 29. Выход блока АПВ 2б подключен к одному входу элемента суммирования на включение 3, другой вход которого предназначен для ввода сигнала на включение. Вход блока управления 19соединен с одним входом элемента суммирования команд на отключение 27 и входом блока АПВ 26. Устройство работает следующим образом. Сигнал датчиков защиты через узел суммирования команд на отключение 27 переключает основной триггер 29, который запрещает формирование импульсов управления блоком импульснофазового управления .вентилями инвертора 1 и блоком управления 17. Одновременно по сигналу защиты блок управления 19 вырабатывает импульс на включение гасящего тиристора 20 Вентильный ключ 18 запирается и пр рывает аварийный ток инвертора. Сигналом защиты запускаются основной 25 и дополнительный 28 элементы задержки и блок АПВ 2б, Импульсом с выхода основного элемента задержки 25 через блок управления 23 включается тиристор перезаряда 2k, а импульсом дополнительно го элемента задержки 28 через 2-3 периода частоты инвертора триггер 33 переключается в состояние, при котором его выходной уровень осуществляет запрет работы блока импульсно-фазового управления коммутирующими вентилями 8. По сигналу оперативного отклЬчё ния также запрещается работа блока импульсно-фазового управления вентилями инвертора 1 и с задержкой в времени блока импульсно-фазового управления коммутирующими вентилями 8, причем включение гасящего тиристора 20, основного элемента з держки 25 и блока АПВ 2б при этом не производится. Сигнал оперативного включения или АПВ через узел суммирования ко манд на включение 3 переключает триггеры 32 и 33- При этом выходной уровень триггера 33 является разрешающим для формирования управ ляющих импульсов блоком импульснофазового управления коммутирующими вентилями, а на первом входе основного элемента И-НЕ 31 присутствует уровень второго дополнительного три гера 32. Поэтому первый из последовательности импульсов блока импульс но-фазового управления коммутирующими вентилями 8, поступая на второй вход дополнительного элемента И-НЕ 31 обеспечивает совпадение си налов на входах этого элемента и переключение импульсом с его выхода триггера 29, выходной уровень которого является разрешающим для формирования управляющих импульсов блоком импульсно-фазового управлени вентилями инвертора 1. После переключения триггера 29 также формируется импульс блоком управления 17 для включения вентильного ключа 18. Положительный технический эффект предлагаемого устройства заключаетс в повышении надежности инвертора обеспечением гарантированного выклю чения основных тиристоров инвертора Ири наличии противо-ЭДС нагрузки пу тем предоставления дополнительного времени для работы коммутирующих ти ристоров в течение двух-трех периодов частоты инвертора после введения запрета управляющих импульсов для основных-тиристоров и тиристорного ключа, а также в повышении устойчивости инвертора в пусковых режимах. Формула изобретения Устройство для защиты тиристорного инвертора напряжения с искусственной коммутацией, содержацее датчики, блок автоматического повторного включения (АПВ), включенный в шину питания инвертора испрянительный о ган, состоящий из тиристорного ключа с емкостным прерывающим контуром в виде последовательно соединенных предварительно заряжаемого конденсатора, дросселя и гасящего тиристора, подключенных параллельно тиристорному ключу, и цепь с тиристором перезаряда упомянутого конденсатора, элемент суммирования команд на включение инвертора по сигналам оперативного включения и АПВ, элемент суммирования команд на отключение инвертора по сигналам оперативного отключения и по сигналам датчиков, первый триггер и элемент задержки, причем входы АПВ, элемента задержки, и блока управления гасящего тиристора подключенык датчикам защиты, выход элемента задержки подключен к блоку управления тиристора перезаряда, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью гтовышения надежности, оно снабжено дополнительным элементом задержки, вторЪ1м и третьим триггерами и двумя элементами И-НЕ, причем выход второго триггера подключен к блоку уНравления коммутирующими тиристорами, пер- вый вход этого триггера подключен через дополнительный элемент задержки к элементу суммирования команд hia отключение инвертора, а вто рой - к выходу элемента суммирования команд на включение инвертора и к первому входу третьего триггера второй вход которого через первый элемент И-НЕ подключен к блокам .управления тиристорами инвертора, выход третьего триггера подключен через второй элемент И-НЕ ко второму

входу первого триггера, вторые вхо/ ы элементоЬ И-НЕ соединены между собой и подключены к выходу блока управления коммутирующими тиристорами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

936.1988

I . Авторское свидетельство СССР № 208091, кл. Н 02 Н 7/12, 19652. Разработка и внедрение быстродействующих систем защиты силовых S преобразовательных устройств. Тезисы докладов и сообщений. М., Тяжпромэлектропроект, 1975, с. 13-16.