Устройство для управления переключением групп тиристорного преобразователя Советский патент 1982 года по МПК H02P13/16 

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно к устройствам управления тиристорными преобразователями, и может быть использовано для управления переключением групп тиристоров реверсивных вып зямителей и преобразователей частоты при раздельном управлении тиристорными группами.

Известно устройство для- раздельного управления реверсивнымвентильным преобразователем, содержащее два канала переключения, казвдый из которых состоит из включенных последовательно элементов И, задержки и общего для обоих каналов триггера.Управление реверсом в данных устройствах осуществляется с помощью логических сигналов отсутствия тока и задания направления тока (прямого и инверсного)1.

Недостатком устройства является то, что оно не обеспечивает повторного включения выходящей из работы тиристорной группы при отсутствии погасания одного из ее тиристоров.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для управления преобразователем, содержащее датчик состояния тиристоров и блок фазового управления с блоками задания направления тока, соединенные выходами через элементы И с входами первого триггера,а через элемента задержки - с входами второго триггера, выходы которого присоединены ко входам блока переключения с двумя ключевыми элементами. В состав устройства входят также по10следовательно соединенные третий элемент задержки и элемент НЕ, два элемента И, выходы которых через дифференцирующие цепочки подключены к входам первого триггера, а входы 15к выходам второго триггера и элемента НЕ. Вход третьего элемента задержки подсоединен к выходу датчиков состояния тиристоров 2.

Однако, если после начала отсче20та времени первым или вторым элементом задержки на выходе датчиков состояния тиристоров появляется кратковременный сигнал, соответствующий сигналу наличия тока (например, в

25 моменты перехода через ноль приложенного к тиристорам напряжения при использовании датчиков, основанных на принципе контроля напряжения на тиристоре), отсчет задержки прекра30щается на время данного сигнала,

а затем отсчитывается снова вся задержка. Это приводит к существенному затягиванию бестоковой паузы.

Кроме того, в ряде типов тиристорных преобразователей, в частности в преобразователях частоты, для управления тиристорами необходимо использовать 1тшрокие импульсы, длительность которых 120 электрических градусов частоты питающей сети 50(60)Гц Наличие таких импульсов на управляющих переходах тиристоров выходящей из работы группы увеличивает время запирания тиристоров после спадания тока до нуля в связи с вливанием в тиристоры значительных зарядов. Соответственно/ увеличивается и время переключения групп. Ликвидация данного эффекта известным устройством не обеспечивается.

Целью изобретения является повышение надежности и сокращение времени переключения групп тиристоров.

Поставленная цель достигается тем что устройство для управления переключением групп тиристорного преобразователя снабжено датчиком тока с инверсным выходом, а датчик состояния тиристоров снабжен инверсным выходом,подключенным к первым входам третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых соответственно через второй и третий элементы задержки подключены к выходам первого и второго элементов И, причем инверсный выход датчика тока подключен к вторым выходам первого и второго элементов И, к третьим входам которых подключены выходы блоков задания направления тока блока фазового управления .

При этом устройство снабжено последовательно соединенными формировaтeля ет широких и узких импульсов, блок переключений снабжен четырьмя элементами И, элементом ИЛИ и блоком выбора режима работы, подсоединенным выходагет к первым входам ключевых элементов, вторые входы которых подсоединены к первым входам первого и второго элементов И,выходы которых подсоединены через элемент ИЛИ к первым входам третьего и четвертого элементов И, подсоединенных выходами к двум входам блока выбора режима работы., входы первого и второго элементов И, вторые входы третьего и четвертого элементов И и третий, четвертый входы блока выбора режима работы являются входами блока переключений, а выход третьего элемента И является выходом блока переключений.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство состоит из блока 1 фазового управления с входящими в его состав блоками 2 и 3 задания

направления тока, формирователем 4 широких импульсов управления тиристорами и- формирователем 5 узких импульсов, датчика б тока, датчика

7состояния тиристоров, элементов 8-10 задержки, элементов И 11-14,

триггера 15 и блока 16 переключений.

8состав блока 16 входят элементы

И 17-20, элемент ИЛИ.21, блок 22 выбора режима работы, ключевые элементы 23 и 24.

Устройство работает следующим образом.

На входы элементов И 11 и 12 поступают сигналы с инверсного выхода 5 датчика 6 тока и - через элемент 8 задержки с инверсным выходом с датчика 7 состояния тиристоров.При наличии в любой из тиристорных групп существенного по уровню тока сигналы

ша выходе датчика 6 и элемента 8 защержки равны О. При спадании тока до уровня, меньшего уровня уставки, на выходе датчика 6 появляется сигнал 1. Когда тиристоры работавшей

группы закрываются, появляется сигнал JO на неинверсном выходе датчика состояния тиристоров, а через время Т появляется сигнал 1 на выходе элемента 8 задержки.

С выходов блоков 2 и 3 на входы

элементов 11 и 12 поочередно поступают задающие направления тока сигналы, единичное (1) значение которых является разрешением на открывание соответствующей группы тиристоров.

5 Если один из сигналов равен 1, то второй сигнал обязательно равен О. При отсутствии тока и закрытом состоянии тиристоров данные сигналы пропускаются через элемент И 11 12), элемент 9(10) задержки и элемент И

13(14) на входытриггера 15 и поочередно переключают его. Выходными сигналами триггера осуществляется переключение групп тиристоров.

5 Если в момент изменения выходных сигналов блоков 2 и 3 (сигналов задания направления тока) через из тиристорных групп протекает , то выходные сигналы датчика 6, элемента

n 8 задержки равны О и триггер 15 не переключается. Его переключение происходит только после спадания тока до нуля, появления на выходах датчика б и элемента 8 задержки сигнала 1 и отсчета времени бестоковой паузы элементом 9или 10 задержки.

Контроль работы тиристоров одновременно двумя датчиками (6 и 7) повышает надежность работы канашов переключения триггера. Кроме того,

в данном устройстве предусмотрена возможность бло1сирования переключений триггера без прекращений отсчета времени элементами 9 и 10 задержки при появлении на выходе датчика 7

5 кратковременного сигнала, соответствующего сигналу наличия тока. Это обеспечивается тем; что к выходам элементов И 11 и 12, выходные сигна которых проходят через элементы 9 и 10 задержки, датчик 7 подключен чер элемент 8 задержки, а к входам элементов И 13 и 14 - непосредственно инверсным выходом. Элемент 8 задержки не пропускает на интервале отсчета бестоковой пау зы на входы элементов 11 и 12 кратк временные выходные сигналы датчика 7, соответствующие сигналу наличия тока {сигналы, вызванные помехой или обусловленные устройством датчика). Этими сигналами (поступающими с инверсного выхода датчика 7 на элементы 13 и 14) осуществляется блокиlioBaHHe прохождения выходных сигналов элементов 9 и 10 задержки на входы триггера 15. В результате исключаются затяжки при отсчете бестоковой паузы элементами 9 и 10 задержки, а в случае повторного включения тиристоров работавшей группы ос5уществляется мгновенное блокирование переключения триггера с последующим (через время С, элемента 8 задержки) сбросом элементов 9 и 10 задержки. При формировании переменного выходного тока преобразователя . (например, синусоидального тока на выходе преобразователя частоты) ток, как правило, отстает от сигнала задания. Поэтому если при изменении знака сигнала задания тока перевести преобразователь в предельный инверторный режим (как это делается в известном устройстве), произойдет интенсивное гашение тока и его форма в общем случае будет отличаться от формы сигнала задания. В данном устройстве форма така при гашении не искажается. Это обеспечивается тем, что преобразователь переводится в предельный инверторный режим не в момент изменения знака сигнала задания, а в момент спадания тока до достаточно малого уровня (фиксируемого датчиком 6 тока), при котором интенсивное Гашение тока пра тически не влияет на его форму. Кром того, управление тиристораг ш на участ ке интенсивного гашения тока осуществляется узкими импульсами,что сокращает до минимума время рассасывани носителей в тиристорах после спащания тока до нуля и, соответственно, время переключения групп. Перевод преобразователя в предель ный инверторный режим осуществляется сигналом 1, поступающим с выхода элемента И.19 на вход формирователя 4. Одновременно данный сигнал поступает на вход блока 22. При этом чере блок 22 на входы ключевых элементов 23 и 24 вместо поступавших с блока 4 широких импульсов управления тиристорами начинают поступать узкие импульсы, сформированныев блоке 5. Сигнал 1 на выходе элемента 19 появляется при наличии сигналов. 1 на выходах элемента ИЛИ 21 и датчика б. Сигнал 1 на выходе элемента 21 соответствует интервалу времени между изменением выходных сигналов блоков 2 и 3 и переключением триггера 15, Сигнал 1 на выходе датчика б соответствует уровню тока ниже уровня уставки. После спадания тока работавшей группы до нуля и запирания тиристоров на выходе элемента 8 задержки появляется сигнал 1, разрешающий отсчет бестоковой паузы элементами 9 или 10 задержки. Этот же сигнал подается на второй вход элемента И 20. Выходной сигнал элемента 20 становится до момента переключения триггера равным 1 и блокирует на интервале бестоковой паузы прохождение через блок 22 импульсов управления тиристорами на входы ключевых элементов 23 и 24. Через блок 23 импульсы управления поступают на тиристоры группы Вперед. Через блок 24 импульсы управления поступают на тиристоры группы - Назад. Поочередное пропускание импульсов управления на группы тиристоров осуществляется путем поочередного блокирования их прохождения через блоки 23 к 24 выходными сигнала1У1и триггера 15. : Положительный эффект от использования предлагаемого устройства сводится к повышению надежности и сокращению времени переключения групп. Формула изобретения 1. Устройство для управления переключением групп тиристорного преобразователя, содерхсащее блок фазового управления с блоками задания направления тока, датчик состояния тиристоров, прямой выход которого связан через первый элемент задержки с первыми входами первого и второго элементов И, третий и четвертый элементы И, выходами подключенные к входам триггера, выходы которого подключены к входам блока переключений с ключевыми элементами, второй и третий элементы задержки, отличаюееся тем, что, с целью повышения надежности и сокращения времени ереключения групп тиристоров, оно набжено датчиком тока с инверсным ыходом, а датчик состояния тиристоов снабжен инверсным выходом,подлюченным к первым входам третьего четвертого элементов- Л, вторые ходы которых соответственно через

второй и третий элементы задержки подключены к выходам первого и второго элементов И, причем инверсный выход датчика тока подключен к вторым входам первого и второго элементов И, к третьим входам которых подключены выходы блоков задания направления тока блока фазового управления.

2. Устройство по n.lj о т л и чающееся тем, что оно снаб-. жено последовательно соединенными формирователями чироких и узких импульсов, блок переключений снабжен четырьмя элементами И, элементом ИЛИ и блоком выбора режима работы, причем выходы триггера подключены к входам первого и второго элементов И блока переключений и к первым входам ключевых элементов, вторые входы которых подключены к выходам блока выбора режима работы, входы которого подключены к выходам формирователей широких и узких импульсов и к выходам третьего и четвертого элементов И блока

переключений, первые входы которых через элемент ИЛИ подключены к выходам первого и второго элементов И блока переключений, вторые входы третьего и четвертого элементов И

блока переключений подключены соответственно к выходам датчика тока и первого элемента задержки, вторые входы первого и второго элементов И блока переключений подключены к

соответствующим блокам задания направления тока, а выход третьего элемента И блока переключения подключен к входу формирователя широких импульсов,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Барский В.А. Раздельное управ,ление реверсивными тиристорными преобразователями. М., Энергия, 11973. с. 39.

2. Авторское свидетельство СССР № 261547, кл. Н 02 Р 13/30, 1970.