Датчик состояния тиристора мостового преобразователя

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах защиты, диагностики и управления тиристорных преобразователей . Целью изобретения является повышение надежности и уменьшение потерь энергии. Принцип действия датчика основан на контроле проводимости тиристорного вентиля с помощью внутреннего источника постоянного напряжения . Введение транзисторного усилителя тока,.использующего указанный источник постоянного напряжения, позволяет снизить потребление тока входной цепью датчика, уменьшить нагрузку на элементы и таким путем повысить надежность. 1 ил. с $ СЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!91 (И) С50 4 Н 02 Н 7/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4155434/24-07 (22) 04.12.86 (46) 23,05.88. Бюл. ¹ 19 (71) Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт тяжелого электромашиностроения Харьковского завода

"Электротяжмаш" им. В.И.Ленина (72) Ю.И.Гусевский, С.Н.Полторак, О.И.Шатнев и Е.M.Ýðëèx (53) 621.314.572:621.316.925 ° 4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 880099444411, кл. Н 02 Н 7/ 12, !979.

Авторское свидетельство СССР № 1205222, кЛ. Н 02 H 7/122, 1984. (54) ДАТЧИК СОСТОЯНИЯ ТИРИСТОРА МОСТОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к элект« ротехнике и может быть использовано в устройствах защиты, диагностики и управления тиристорных преобразователей. Целью изобретения является повышение надежности и уменьшение потерь энергии. Принцип действия датчика основан на контроле проводимости тиристорного вентиля с помощью внутреннего источника постоянного напряжения. Введение транзисторного усилителя тока, использующего указанный . источник постоянного напряжения, позволяет снизить потребление тока входной цепью датчика, уменьшить нагрузку на элементы и таким путем повысить ф надежность. 1 ил.

1398021

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах защиты, диагностики и управления тиристорных преобразователей.

Цель изобретения — повышение надежности и уменьшение потерь энергии.

На чертеже изображена схема датчи-, ка состояния тиристора мостового преобразователя, подключенного к конт10 ролируемому тиристору.

Силовые выводы i и 2 тиристора 3 и обратного вентиля 4 преобразователя подключены к входу датчика 5, состоящего из источника 6 постоянного 15 напряжения, диода 7, элемента 8 гальванической развязки с выходом 9, транзистора 10 и высокоомного резистора 1!. Полярность контролируемого напряжения на тиристорах 0 показана на 20 выходах 1 и 2.

Датчик работает следующим образом.

В случае закрытого состояния контролируемого тиристорного плеча (главного тиристора 3 и обратного венти- 25 ля 4) разница напряжений на контроли-, руемом плече U- и источника 6 U приложена к разделительному диоду 7 в запирающем направлении, контур вход" ного тока элемента гальванической 30 развязки обесточен и напряжение на выходе 9 датчика состояния плеча рав-но нулю, что соответствует индикации закрытого состояния контролируемого вентилъного плеча.

В случае проводящего состояния контролируемого плеча {например, открыт тиристор 3 или обратный вентиль 4) ток от источника 6 протекает по двум параллельным контурам: 10 а) ток тестирования плеча I замыкается в контуре тестирования по цепи положительный полюс источника 6открытое тиристорное плечо — высокоомный резистор 11 — разделительныйдиод

7 - переход база-эмиттер транзистора

10 — отрицательный полюс источника 6. Ас (Цо 11 АА )/(14+ м ) (1) где Бя — напряжение источника 6 пос- тоянного напряжения;

Un p — суммарное падение напряжения на открытом тиристоре 3 или обратном вентиле 4, на разделительном диоде 7, на переходе базаэмиттер транзистора 10;, К„ - внутреннее сопротивление источника 6 постоянного напряжения„", R — сопротивление высокоомного резистора 11, при этом мгновенное значение мощности, потребляемой контуром тестирования определяется согласно выражению

Рдс =(U>-Бмф ) / (Кя+Клл ); б) ток развязки Т „ замыкается в контуре входного тока элемента гальванической развязки по цепи положительный полюс источника 6 — элемент 8 гальванической развязки — переход коллектор-эмиттер насыщенного транзистора 10 — отрицательный полюс источника 6 Ас Ъ/(®и+ ГР )», (3) где R внутреннее сопротивление элемента 8 гальванической развязки; при этом на выходе элемента 8 гальванической развязки присутствует напряжение на выходе 9, информирующее об открытом состоянии контролируемого плеча из тиристора 3 и обратного вентиля 4 °

Мощность, потребляемая контуром развязки, с учетом принятого для преобразователя угла включения главных тиристоров ©shah определяется согласно выражению

Рдс = — — U ?дс= — — UÐ /(п+В.гр ). (4)

« Hah Высь

2У и 2$ и

В случае, когда к входным цепям датчика состояния со стороны контролируемого тиристорного плеча приложено обратное напряжение U (О с полярностью "плюс" на выводе 2 и "минус" на выводе 1 {например, в процессе реализации "жесткой" коммутации главного тиристора 3 при закрытом состояния обратного вентиля 4 и приложении к нему фиксированного запирающего напряжения на время отключения), ! ток I> в контуре тестирования протекает по цепи "плюс" обратного напряжения Цг на выводе 2 — высокоомный резистор 11 — разделительный диод 7— переход база-эмиттер транзистора 10—

"минус" источник 6 — "плюс" источник 6 — "минус" обратного напряжения

Пг на клемме

I„ ñ = (/ UJ+U„) /®ц+ ) ° (5)

Мгновенное значение мощности, потребляемой контуром тестирования

Рдс „(/ Ут/ +Ц ) / {R <+Rz< ) ° (6)

«

При этом ток I, протекающий в контуре развязки, так же, как и в случае проводящего состояния контролируемого плеча, протекает по цепи

021

4 бречь. Таким образом, датчики состояния по предлагаемой схеме и известной в энергетическом смысле эквиваиО1398 ленты.

В случае роста но абсолютной вел чине обратных напряжений U (О, приг кладываемых со стороны контролируем

ro тиристорного плеча, мощность потерь в контуре тестирования P

4с ограничена по сравнению с известной схемой за счет малого начального

I уровня тока 1*с в контуре тестирования. При заданном предельно допус15 тимом уровне мощности потерь Р„о в контуре тестирования и при известной скважности Q импульсов обратного напряжения на контролируемом плече подбором параметров цепи датчика

2р. состояния должно обеспечиваться выполнение соотношения для среднего значения мощности потерь в контуре тестирования.

25 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я положительный полюс источника 5— элемент 8 гальванической развязкипереход коллектор-эмиттер насыщенного транзистора 10 — отрицательный полюс источника 6 и определяется в соответствии с соотношением (3), а мощность, потребляемая контуром развязки, определяется из соотношения (4) для предыдущего случая.

Для выполнения требований по обеспечению режима насыщения транзистора 10 и исключению его пробоя по базо вой цепи при протекании тока I c в контуре тестирования ток I . должен удовлетворять следующим ограничениям:

Ас Щ ДС бу, ц<с э (7) где h« — коэффициент передачи по току транзистора 10;

I z щ — предельно допустимое значение базового тока транзистора 10.

При оценке мощности Р»., потребляемой схемой датчика состояния, следует учитывать, что она определеяется в виде суммы двух составляющих

Рд =Рдс +Рдс, (8) где Р— мощность, потребляемая контуром тестирования, определяемая в соответствии с (2) 30 и (б);

Р— мощность, потребляемая контуром развязки, определяемая в соответствии с (4).

При этом в случае проводящего сос35 тояния контролируемого плеча, когда

/ уровень тока Тдс в конт ве тестиро» вания соответствующим выбором сопротивления высокоомного резистора 11 может быть принят минимальным исходя 4g из соотношения (7): Igc и I /h дс- Ае и» и» следовательно, при достаточно большом коэффициенте передачи по току транзистора 10 (hqq » 1) справедливо соотI // ношение Хдс« Igc В этом случае по

45 терями мощности Р с в контуре тестирования по сравнению с составляющей б

Рда в контуре развязки можно пренеДатчик состояния тиристора мостового преобразователя, шунтированного обратным вентилем, содержащий источник постоянного напряжения, положительный полюс которого предназначен для подключения к аноду контролируемого тиристора, диод и элемент гальванической развязки, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения надежности и уменьшения потерь энергии, введены транзистор и резистор, один из выводов которого предназначен для подключения к катоду контролируемого тиристора, а другой вывод соединен с анодом диода, катод которого подключен к базе транзистора, при этом эмиттер транзистора соединен с отрицательным полюсом источника постоянного напряжения, а коллектор через входную цепь элемента гальванической развязки подключен к его положительному полюсу.

1398021

Составитель В.Широков

Редактор В.Петраш Техред Л.Олийнык Корректор В.Бутяга

Заказ 2605/53 Тираж 650 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная,