Устройство для контроля состояния тиристора по цепи управления

 

1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ТИРИСТОРА ПО ЦЕПИ УПРАВ-, ЛЕНИЯ, содержащее датчик анодного тока, датчик управляющих сигналов и блок выявления аварийного состояния тиристора по цепи управления, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повьшения надежности , датчик анодного тока, датчик управляющих сигналов и блок выявления аварийного состояния тиристора по цепи управления вьтолнены на ферриде, имеющем первую группу исполнительных герконов, причем обмотка отпускания первой группы исполнительных герконов использована в качестве датчика анодного тока, Q S а обмотка срабатывания первой группы исполнительных герконов - в ка (Л честве датчика управляющих сигналов. ;о Од i;p i;o а В схему защиты и сигнализации Фиг.1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19> (11) (511 Н О 2 Н 7 / 1 0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ д с,течу защиты и сигнализации

Див. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3766283/24-07 (22) 10,07,84 (46) 07,12.85. Бюл. 1п 45 (71) Истринское отделение Всесоюзного электротехнического института ..им. В.И.Ленина (72) С.В.Головинский, A.Ï.Îäíîðàë, Б.М,Рассадин и С,Г,Скляр (53) 621.316.925.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 340020, кл, Н 02 Н 7/ 10, 1970.

Диковский Я.М,, Капралов Н,И. Иагнитоуправляемые контакты, N,: Энергия, 1970, с.38-43.

Авторское свидетельство СССР

Ф 508854, кл. Н 02 Н 7/10, 1973, (54)(57) 1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

СОСТОЯНИЯ ТИРИСТОРА ПО ЦЕПИ УПРАВ-, ЛЕНИЯ, содержащее датчик анодного тока, датчик управляющих сигналов и блок выявления аварийного состояния тиристора по цепи управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения и повьппения надежности, датчик анодного тока, датчик управляющих сигналов и блок выявления аварийного состояния тиристора по цепи управления выполнены на ферриде, имеющем первую группу исполнительных герконов, причем обмотка отпускания первой группы исполнительных герконов испольэована в качестве датчика.анодного тока, а обмотка срабатывания первой группы исполнительных герконов — в качестве датчика .управляющих сигналов, 1

2. Устройство по п.1, о т л и— чающее ся тем, что, сцелью расширения функциональных возможностей путем обеспечения контроля пробоя тиристора, введен элемент задержки, а феррид снабжен второй группой исполнительных герконов и третьей обмоткой, причем обмотка срабатывания первой группы испол-нительных герконов использована в качестве обмотки отпускания для вто196996 рой группы исполнительных герконов, а обмотка отпускания первой группы исполнительных герконов использована в качестве обмотки срабатывания для второй группы исполнительных герконов, третья обмотка использована в качестве обмотки отпускания для обеих групп исполнительных герконов исоединена склеммами дляподключения выходных выводов блока управле- ния тиристром через элемент задержки.

Изобретение относится к области электротехники и может быть испольювано для контроля и защиты преобразователей.

Целью изобретения является упрощение, повышение надежности и расширение функциональных возможностей путем обеспечения контроля пробоя тиристора, На фиг.1 представлена принципиальная схема устройства для контроля тиристора; на фиг ° 2 — то же, возможный вариант его выполнения; на фиг.3 — конструкция магнитной системы устройства; на фиг.4 — схема устройства дня контроля с двумя .группами герконов и тремя обмотками; на фиг,5 — конструкция магнитной системы устройства.

Устройство 1 для контроля состояния тиристора содержит феррид, обмотка 2 которого включена в цепь анодного тока контролируемого тиристора и использована в качестве датчика анодного тока тиристора, а обмотка 3 подключена к блоку 4 управления тиристором и используется в качестве датчика управляющих сигналов. Феррид имеет первую группу исполнительных герконов 5, элемент 6 магнитной памяти, вторую группу исполнительных герконов 7 и третью обмотку 8.

Устройство работает следующим образом.

Для включения тиристора на его управляющий электрод подают им.пульс с блока 4 управления. Одно1 временно возбуждается обмотка 3 фер рида и перемагничивает элемент 6 ,магнитной памяти . (фиг.3) из материала с прямоугольной петлей гистерезиса, Время перемагничивания элемента магнитной памяти может составлять единицы микросекунд, а. запасенной им энергии магнитного поля достаточно для срабатывания первой

10, группы 5 исполнительных герконов и удержания их в замкнутом состоянии после прекращения тока в обмотке.

Замыкание контактов герконов происходит с некоторым запаздыванием

1 по отношению к возбуждающему импульсу (у герконов К3М-2, например, время с момента подачи импульса в обмотку до первого соударения кон-, тактов составляет порядка 100 мкс, а у герконов типа КЗМ-1 — порядка

300 мкс). За это время успевает включиться тиристор и ток в его анодной цепи нарастает до величины, достаточной для возбуждения обмотки 2, 25 которая перемагничивает элемент магнитной-памяти феррида в направлении, соответствующем отпусканию герко-.. нов 5. Поэтому в нормальном режиме работы тиристора замыкания контактов герконов не происходит и сигнал с устройства контроля в схему защиты и сигнализации не подается.

В аварийном режиме тиристора,. характеризующемся его невключением при наличии сигнала с блока 4 управления, обмотка 2 не возбуждается и состояние элемента .магнитной памяти определяется предшествующим

1196996

55 возбуждением обмотки 3, т,е. обеспечивается срабатывание герконов 5 первой группы и производится подача сигнала о невключении тиристора в схему защиты и сигнализации, Таким образом, если обмотка 3, подключенная к блоку 4 управления., тиристором, является обмоткой сра- батывания для первой группы. герконов 5, а обмотка 2, включенная в цепь анодного тока тиристора, является обмоткой отпускания,то устройство обеспечивает контроль невключения тиристора. Для правильного функционирования устройства необходимо, чтобы импульс анодного тока тиристора в нормальном режиме запаздывал (позднее заканчивался) по отношению к импульсу блока 4 управления, что практически всегда выполняется в схемах тиристорных преобразователей. В большинстве случаев также длительность импульса блока 4 .управления меньше времени до перво.го соударения контактов герконов при срабатывании и не требуется наклады-, вать ограничений на соотношение магнитодвижущих сил (МДС) обмоток 2 и 3, . Если длительность импульса с блока 4 управления больше времени до первого соударения контактов геркрнов, то желательно, чтобы преобладала

-МДС обмотки 2, включенной в цепь анодного тока и являющейся обмоткой отпускания. Тогда даже кратковременных замыканий контактов герконов в нормальном режиме работы тиристоров происходить не будет, что избавляет от необходимости введения задержки срабатывания исполнительных элементов схемы защиты и сигнализа-. ции, кроме того, если при возбуждении герконов не осуществляется коммутация электрических цепей, то срок их службы увеличивается на несколько порядков и становится вполне соизмеримым со сроком службы контролируемого прибора. Обмотка 3 может быть включена непосредственно в цепь управляющего электрода тиристора, но может также быть подключена и к отдельному выходу блока 4 управления (фиг.2). Параллельно обмотке 2, включенной в цепь анодного тока тиристора, может быть подключен линейный или нелинейный шунт (фиг,2).

Если в предлагаемом устройстве сделать так, что обмотка 3, под5

t0

:ключенная к блоку 4 управления, будет обмоткой етпускания для первой группы герконов 5, а обмотка 2, . включенная в цепь анодного тока тиристора, будет обмоткой срабатывания, то устройство будет сигнализировать о другом виде повреждения тиристора — пробое, В этом случае необходимо, чтобы в нормальном режиме работы тиристора преобладала

МДС обмотки 3 и импульс в ней заканчивался позже, чем импульс анодного тока,в обмотке 2. Тогда сигнал с устройства будет подаваться в схему защиты и сигнализации при наличии тока в анодной цепи тиристора в отсутствие управляющего импульса, т.е. при пробое тиристора. Более удобным в данном случае является подключение обмотки 3 к отдельному выходу блока 4 управления, импульс в нее должен подаваться синхронно. или с некоторой задержкой по отношению к импульсу, подаваемому на управляющий электрод тиристора, а заканчиваться он должен несколько позже импульса анодного тока.

В конструкции магнитной системы ферри@а (фиг.3), с помощью которой возможна реализация предлагаемого устройства для.контроля состояния тиристора, элемент 6 магнитной памяти состоит из двух сердечников (пластин), между которыми расположены герконы 5 первой группы, Обмотки 2 и 3 охватывают сердечники элемента 6 магнитной памяти, причем обмотка 3 намагничивает сердечники в направлении продольных осей первой группы герконов 5, а обмот-. ка 2 — перпендикулярно им.

В результате возбуждения обмотки 3 остаточный магнитный поток намагниченных встречно друг "другу сердечников элемента 6 магнитной памяти замыкается через герконы 5 первой группы и происходит их срабатывание. Если возбуждена обмотка 2, то элемент 6 магнитной памяти намагничивается перпендикулярно осям герконов и не оказывает на них воздействия. В данном случае обмотка 3 является обмоткой срабатывания, а обмотка 2 — обмоткой отпускания.

При повороте продольных осей

O герконов 5 первой группы на 90 обмотки 2 и 3 меняются ролями, и тогда получают устройства, контролирующие пробой тиристора, В случае невключения тиристора при наличии сигнала на управляющем электроде (и возбуждении обмотки 3) отсутствует сигнал в обмотке 2, и в промежуток времени до включения обмотки 8 замкнуты контакты первой группы герконов 5, что служит сигналом о невключении, подаваемым в схе,му защиты и сигнализации.

10 Для обеспечия работы устройства без коммутации цепей в нормальном режиме время срабатывания герконов 7 должно быть больше времени срабатывания герконов 5 первой группы, 15 что может быть достигнуто или путем подбора параметров герконов, или конструктивным путем, например с помощью установки короткозамкнутого . витка, охватывающего герконы 7 вто20 рой группы.

В устройстве для контроля (фиг.4) обмотки 2 и 3 и первая группа герконов 5 расположены так же, как в конструкции на фиг.3. Аналогична и

25 конструкция элемента 6 памяти. Группа герконов 7 ориентирована перпендикулярно герконам 5 первой группы и срабатывает при намагничивании элемента магнитной памяти обмоткой 2. ОбЗр мотка 8 состоит из двух секций— по одной на каждом сердечнике элемента магнитной памяти, причем секции намотаны так, что намагничивают сердечники согласно (показано

35 стрелками), В результате остаточный магнитный поток элемента магнитной памяти замыкается с одного сердечника на другой, не воздействуя на герконы 5 первой группы, и по4р следние отпускают, Герконы 7 второй группы также отпускают, так как прилегающий к ним сердечник намагничен перпендикулярно их продольным осям.

Конструкция магнитной системы не является единственно возможной, с помощью которой реализуется предлагаемое устройство для контроля состояния тиристора, но по ряду параметров она имеет преимущество по сравнению с конструкциями ферридов других типов. В частности, в.ней наилучшим образом осуществляется

55 отпускание герконов с помощью сильноточной обмотки (обмотка 2), 5 1196996

Если величина анодного тока контролируемого тиристора достаточно велика (сотни ампер и выше) ° то обмотка 2 может быть выполнена в виде одного или 1/2 витка из шины соответствующего сечения.

В схему устройства (фиг.4) введены вторая группа герконов 7 и третья обмотка 8. Вторая группа герконов 7 расположена таким образом, что обмотка 2 для них является обмоткой срабатывания, а обмотка 3 — o6моткой отпускания. В то же время для первой группы герконов 5 обмоткой срабатывания является обмотка 3, а обмоткой отпускания .— обмотка 2, Таким образом будучи возбуждаемым одна после другой, обмотки 2.и 3 изменяют состояние контактов первой и второй групп герконов 5 и 7 соответственно на противоположное. Третья обмотка 8, подключенная, как и обмотка 3, к блоку 4 управления, является обмоткой отпускания для обеих групп герконов.

В нормальном режиме работы тиристора, когда подают импульсный сигнал на его открывание, возбуждается обмотка 3 и элемент магнитной памяти намагничивается в направлении, обеспечивающем срабатывание первой группы герконов 5. При.открывании тиристора его анодный ток возбуждает обмотку 2 и .элемент магнитной

-памяти перемагничивается в направлении, обеспечивающем срабатывание герконов 7 второй группы и отпускание герконов 5 первой группы. В завершение цикла нормальной работы с блока 4. управления с некоторой задержкой по отношению к импульсу, подаваемому в обмотку 3, поступает сигнал в обмотку 8, обеспечивающую . отпускание герконов обеих групп.

МДС обмотки 8 должна преобладать над МДС обмоток 2 и 3, а импульс в ней должен заканчиваться поздней, В случае пробоя тиристора отсутствует сигнал с блока 4 управления, а вместе с тем и возбуждение обмоток 3 и 8. В результате состояние контактов устройства определяется предшествующим возбуждением обмотки 2 током пробившегося тиристора, контакты второй группы герконов 7 замкнуты, так как сигнализируют:о про: бое, 1196996 д схему защищь! и сигнализаиии 1196996 д сл ему лги/или и сигнапизациа

Див.

Oui. 5

Составитель О,Иещерякова

Редактор Л.Гратилло Техред М.Пароцай

Корректор С, Шекмар

Заказ 7572/54 Тираж 619

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4