Тиристорный преобразователь с защитой

 

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности. При поступлении информации с выхода узла контроля 14 на второй вход элемента И 15 об исчезновении напряжения питающей сети или снижении этого напряжения до значения, меньшего нижнего допустимого уровня, на выходе элемента И 15 формируется "запрет" на прохождение импульсов через ключевой элемент 17. Так как при исчезновении напряжения на токоприемнике 7 постоянная времени снижения напряжения на выходе узла питания 12 значительно больше постоянной времени исчезновения напряжения на его входе, узел контроля 11 накладывает "запрет" на прохождение импульсов на управляющий электрод коммутирующего тиристора 3 через ключевой элемент 18 позже, чем формируется "запрет" на прохождение импульсов на управляющий электрод главного тиристора 1 через ключевой элемент 17. Этим обеспечивается требование к порядку следования импульсов на главный 1 и коммутирующий 3 тиристоры преобразователя при исчезновении напряжения на токоприемнике 7, то есть последним должен прийти импульс на коммутирующий тиристор 3. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 02 Н 7 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4278013/24-07 (22) 10,06,87 (46) 15.07.89. Бюл, М- 26 (71) Криворожский горно-рудный институт (72) О.Н.Синчук, Э,С.Гузов, И.А.Луценко, Е.В ° Афанасьев и Н.И,Павленко (53) 621. 316.925,4(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1332452, кл. H 02 H 7/12, 1985.

Авторское свидетельство СССР

Ф 725141, кл. Н 02 Н 7/12, 1978, (54) ТИРИСТОРН 1Й ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С

ЗАЩИТОЙ (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности. При поступлении информации с выхода узла контроля 14 на второй вход элемента И 15 об исчезновении напряжения питающей сети или снижения этого напряжения до значения, меньше нижнего допустимого

„„SU„„1494104 А 1

2 уровня, на выходе элемента И 15 формируется "запрег" на прохождение импул ь сов через ключевой элемент 17.

Так как при исчезновении напряжения на токоприемнике 7 постоянная времени снижения напряжения на выходе узла питания 12 значительно больше постоянной времени исчезновения напряжения на его входе, узел контроля 11 накладывает "запрет" на прохождение импульсов на управляющий электрод коммутирующего тиристора 3 через ключевой эяемент 18 позже, чем формируется

"запрет", на прохождение импульсов на управляющий электрод главного тиристора 1 через ключевой элемент 17.

Этим обеспечивается требование к порядку следования импульсов на главный 1 и коммутирующий 3 тиристоры преобразователя при исчезновении на- С пряжения на токоприемнике 7, т, е. последним должен прийти импульс коммутирукхций тиристор 3, 3 ил, 149410

Изобретение относится к тя говой преобразовательной технике и может быть использовано в устройствах для защиты тиристорных преобразователей.

Цель изобретения — повышение на5 дежно сти .

На фиг. 1 представлена функциональная схема тиристорного преобразователя с защитой; на фиг.2 — то же, блока 10 управления тири сторным преобразователем; на фиг, 3 — пример конкретной реализации узлов, введенных в тиристорный пр еобр азов ат ель.

Преобразователь состоит из силово- 15 го тиристора 1, катод которого соединен с одним из выводов коммутирующего конде н с атор а 2, к ат одо м коммутирующеro тиристора 3, общей точной схем . Анод тиристора 1 соединен 2р с анодом разделительного диода 4, анодом обратного диода 5, одним из выводов нагрузки 6, второй вывод которой соединен с катодом обратного диода 5 и через токоприемник 7 под- 25 ключен к питающей сети 8, Катод раз —. делительного диода 4 соединен с анодом коммутирующего тиристора 3, одним из выводов коммутирующего дросселя 9, второй вывод которого соединен с вто- 30 рым выводом коммутирующего конденсатора 2. Первый вход блока 10 управления, который подсоединен к датчику напряжения, подключенного к коммутирующему конденсатору 2, второй вход блока 10 управления подключены к датчику тока, включенного,в цепи нагрузки 6, третий вход блока 10 управления подключен к входу узла 11 контроля напряжения и выходу узла 12 пи- 40 тания блока 10 управления, входными цепями включенного к общей точке схемы и через разделительный диод

13 к токоприемнику 7, и первому входу узла 14 контроля напряжения, вто- 45 рой вход которого соединен с общей точкой cxerw. К выходу узла 14 контроля подключен первый вход элемента

И15, второй вход которого подключен. к выходу узла 16 контроля частоты коммутации, подключенного к дросселю

9, Первый выход блока 10 управления через ключевой элемент 17 подключен к управляющему электроду силового тиристора 1, Управляющий вход ключевого элемента 17 подключен к выходу элемента И15. Второй выход блока 10, управления через ключевой элемент, l8 подключен к управляющему электро4

4 ду комму тирующе го тири стор а 3. Управляющий вход ключевого элемента

18 подключен к выходу узла 11 контроля, Блок 10 управления тиристорного преобразователя состоит из стандартных известных элементов, Генератор 19 напряжения треугольной формы выполнен на базе операционных усилителей, Генератор 20 импульсов силового тиристора и генератор 21 импульсов коммутирующего тиристора выполнены на базе компараторов 22, 23 и дифференцирующих звеньев 24, 25 ° Канал 26 управления силовым тиристором 1 состоит иэ элементов НЕ27 И28> и формирователя 29 импульсов, вход которого соединен с выходом элемента Н28, первый вход которого подключен к выходу генератора 20 импульсов, Выход элемента

НЕ27 соединен с вторым входом элемента И28. Канал 30 управления коммутирующим тиристором 3 содержит элемент ИЛИ 31, формирователь 32 импульсов, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 31 первый вход которого подключен к выходу генератора 21 импульсов.

Дифференцирующий узел 33 состоит из элемента И34, дифференцирующего звена 35, триггера 36, выход которого подключен к первому входу элемента

И34, выход которого подключен к второму входу элемента И31, Первый вход триггера 36 подключен к выходу элемента И28, второй вход триггера 36 соединен с выходом генератора 21 импульсов. Второй вход элемента И34 подключен к выходу дифференцирующего звена 35, вход которого подключен к выходу релейного элемента 37 (например, компаратора) и входу элемента

НЕ27, Один их входов релейного элемента 37 является первым входом блока

10 управления, второй вход релейного элемента 37 является вторым входом блока 10 управления, Выходы формирователей 29, 32 импульсов являются соответствующими выходами блока 10 управления, Блок 10 управления формирует импульсы управления главным 1 и коммутирующим 3 тиристорами, На случай превышения тока преобразователя предельно коммутирующего тока в блоке 10 управления предусмотрена защита преобразователя от перегрузок по то-. ку, -! н 1-!ст °

5 149410 В качестве узла 12 питания может использоваться двухтактный преобразователь постоянного напряжения с самовоэ буждением. Узел 14 контроля (фиг. 3) выполнен на базе реле. Узел 16 конт5 роля состоит из пареллельно .включенных реле 38 и конденсатора 39, подключенных параллельно дросселю 9 через последовательно соединенные диод

40 и резистор 41 °

Элемент И15 выполнен на базе реле

42, подключенного к узлу 12 пит ания через контакт 43 реле 13 и контакт 44 рсле 38, Узел II контроля содержит оптопару 45, резистор 46, стабилитрон

47, транзистор 48, в эмиттерную цепь которого включена обмотка реле 49, один вывод которой соединен с эммитером транзистора 48, а второй вывод — с общей точкой схейа ° Контакт реле 49 является ключевым элементом

l8. Анод световода оптопары 45 соединен с катодом фотодиода оптопары 45, коллектором тиристора 48 и подключен 25 к выходу блока 12 питания, Анод фотодиода оптопары 45 соединен с базой транзистора 48, Катод светодиода оптопары 45 через резистор 46 подключен к катоду стабилитрона 47, анод З0 которого соединен с общей точкой схемы °

Стабилитрон 47 выбирается таким, чтобы его напряжение ст абилнз ации

U@ было не меньше минимального дот 35 пустимого уровня напряжения питания системы управления, обеспечивающего установившуюся работу блока управления °

По<"ле подключения токоприемника 7 к питающей сети 8 напряжение на выходе блока 12 питания нарастает от 0 до номинального значения U„.

После пробоя стабилитрона 47 пре- 45 вьппение напряжения, р авное прикладывается к последовательной цепи . резистор 46, светодиод оптопары 45. Прохождение тока через свето-. диод приводит фотодиод оптопары 45, а следовательно, и транзистор 48 в проводящее состояние. К обмотке реле

49 прикладывается напряжение. Замыкается контакт 18 и импульсы блока управления могут беспрепятственно проходить на управляющий электрод коммутирукщего тиристора 3.

4 6

После подачи управляк>пего сигн;ыа на коммутирукщий тиристор 3 импульс напряжения перез аряда на дросселе 9 через огр аничи тельный резистор 4 1 и диод 20 заряжает конденсатор 39 до величины срабатывания реле 38 !! > U ср

Контакт 44 реле 38 в цепи 42 эамакается, В случае, если напряжение пи гающей сети выше нижне го допустимого уровня, срабатывает рел 14 и через

его контакты 43 и контакт 44 получает питание реле 42 > контакт которого является ключевь и элементом 7.

86 время переходного процесса > происходящего после подключения токоприемника 7 к питак1щей сети 8, на время нарастания на выходе узла 12 питания до напряжения, обеспечивающего нормальную установившуюся работу блока 10 управления, узел 11 контроля накладывает запрет на прохождение импульсов управления через ключевой элемент 18 на управляющий электрод коммутирукщего тиристора 3.

Одновременно узел 14 контроля контролирует уровень напряжения на токоприемнике 7, узел 16 контроля частоту коммутации, При достижении напряжения на выходе уэл à 12 пи т ания, близкого к номинальному значениюю, узел 11 контроля формирует разрешающее воздействие на прохождение импульсов управпения через ключевой элемент 18 на упр являющий электрод коммутирующего тири стор а 3, включающего в работу коммутирующий контур пр ео бр аз ов ателя °

На выходе элемента И15 формируется разрешающее воздействие на прохождение импульсов через ключевой элемент 17 только в том случае, если на первый вход И15 поступает информация о частоте коммутации преобразователя, не меныпей заданной, а на второй вход элемента И15 поступает информация о значении напряжения на токоприемнике, болыпем нижнего допустимого уровня, При поступлении информации с выхода узла 14 контроля на второй вход элемента И15 об исчезновении напряжения питакщей сети (отрыв токоприемника от питакщей сети) или снижения этого напряжения до значения, меньше нижнего допустимого уровня, на выходе элемента И15 формируется

11 tt запрет на прохождение импульсов через ключе вой эле ме нт 1 7, 1494104 фиг.2

Так как при исчезновении напряжения на токоприемнике 7 постоянная времени снижения напряжения на выхо; де узла 12 питания значительно больше постоянной нременн исчезновения на5 пряжения на его входе, узел 11 контроля накладывает "запрет" на прохождение импульсов на упранляющий электрод коммутирукщего тиристора через ключевой элемент 18 позже, чем формируется "запрет" на прохождение импульсов на управляющий электрод главного тиристора через ключевой элемент 17, Этим обеспечивается требование к порядку следования импульсов иа главный и коммутирующий тиристоры преобразователя при исчезновениях напряжения на токоприемнике, т,е. последним должен прийти импульс на 2р коммутирукщий тири стор 3, формула изобретения

Тиристорный преобразователь с за- 25 щитой, содержащий силовой тиристор, блок искусственной коммутации, ныполненный в виде коммутирующего тиристора, подключенного к цепи, включающей в себя соединенные последова- 30 тельно коммутирующие дроссель и конденсатор, блок управления, вход контроля выходного тока преобразователя и вход контроля напряжения на комму1 тирующем конденсаторе которого подключены соответственно к выходу датчика тока .нагрузки преобразователя и к коммутирующему конденсатору, и узел питания блока управления преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, введены первый и нторой ключевые элементы, первый и второй узлы конт-роля напряжения, элемент И и узел контроля частоты коммутации, причем входы первого узла контроля напряжения и узла контроля частоты коммутации подключены соответственно к выводам для подключения питающей сети и к коммутирующему дросселю, выходы первого узла контроля напряжения и узла контроля частоты коммутации подключены к соответствукщим входам: элемента И, выход которого подключен к управляющему входу первого клю" чевого элемента, второй узел контроля напряжения входом подключен к выходу узла питания блока управления преобразователя, а ныходом соединен с управлякщим входом второго ключеного элемента, при этом выходы для управления силоным kf коммутирунлцим тиристорами блока управления подключены к управлякщим входам силового и коммутирующего тиристоров соответственно через первый и второй ключевые элементы.

1494104

Составитель О. Мещерякова

Техред M.Õoäàíè÷

Корректор Т,Малец

Редактор М.Келемеш

Заказ 4121/50 Тираж 607 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101