Устройство для защитного отключения тиристорного преобразователя при обрыве его вентильной цепи

 

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является расширение области использования, повышение надежности и устойчивости срабатывания защиты и упрощение устройства. В случае обрыва цепи любого из силовых тиристоров 6 или 7, этот тиристор прекращает шунтировать собой электрическую цепь включенную последовательно со вспомогательным тиристором соответственно 8 или 11. Если при этом тиристоры 8 или 11 находятся во включенном состоянии, то начинается заряд конденсатора 9 или 12. При достижении напряжением на конденсаторе значения, равного порогу срабатывания соответствующего порогового элемента 14 или 15, последний срабатывает, подает сигнал на узел 18 запрета подачи управляющих импульсов и на цепь отключения автоматического выключателя 2. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4 2 Н 7 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4358131/24-07 (22) 23,11.87 (46) 23.09.89, Бюл. У 35 (71) Донецкий политехнический институт (72) И.Т.Сидоренко, К.Н.Маренич,,С.В.Дэюбан, В.Б.Шевчик и В.Я.Демидов (53) 621.316,925,4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1046827, кл, Н 02 Н 7/07 1981.

Авторское свидетельство СССР

В 1196997, кл, Н 02 Н 7/12, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ОТКЛ10ЧЕНИЯ ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ПРИ ОБРЫВЕ ЕГО ВЕНТИЛЬНОЙ ЦЕПИ (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения являет2 ся расширение области использования,, повышение надежности и устойчивости срабатывания защиты и упрощение устройства. В случае обрыва цепи любого из силовых тиристоров 6 или 7 тиристор прекращает шунтировать собой электрическую цепь, включенную последовательно со вспомогательным тиристором соответственно.8 и 11. Если при этом тиристоры 8 или 11 находятся во включенном состоянии, то начинается заряд конденсатора 9 или 12.

При достижении напряжением на конденсаторе значения, равного порогу срабатывания соответствующего порогового элемента 14 или t5, последний срабатывает, подает сигнал на узел 18 запрета подачи управляющих импульсов и на цепь отключения автоматичЕского выключателя 2. 3 ил.

5 4 чен к отключающему входу узла 18 запрета подачи управляющих импульсов

Исполнительный элемент 20 защиты является выходом пороговых элементов 14 и 15 каждого из блоков тиристорных коммутаторов 3-5 и подклю3 151004

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено для защиты тиристорных преобразователей напряжения или частоты при обрыве их вентильных цепей.

Целью изобретения является расширение области использования устройства, повышение устойчивости и надежности срабатывания защиты, упрощение устройства.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2— схема узла запрета подачи управляющих импульсов; на фиг. 3 — схема ис- 15 полнительного элемента защиты.

Устройство содержит блок 1 управления тиристорами коммутаторов, автоматический выключатель 2 и включенные на его выходе в фазах сети иден- 20 тичные по схеме блоки тиристорных коммутаторов 3-5, Каждый такой блок содержит силовой тиристорный коммутатор, собранный на встречно-параллельно соединенных тиристорах 6 и 7.

Параллельно им включены цепи вспомонательного тиристорного коммутатора, состоящие из соединенных цоследовательно тиристора, конденсатора и резистора. При этом параллельно тирис- 30 тору 6 включены соединенные последовательно тиристор 8, конденсатор 9 и резистор 10, а параллельно тиристору

7 — соединенные последовательно тиристор 11, конденсатор 12 и резистор

13. Катоды тиристоров 8 и 11 соединены с катодами соответственно тиристоров 6 и 7, а их управляющие электроды — с управляющими электродами соответственно тиристоров 6 и 7. Па- 40 раллельно конденсаторам 9 и 12 включены пороговые элементы 14 и 15.

Блок 1 управления содержит соединенные последовательно формирователь

16 синхрониэирующих импульсов, форми- 45 рователь 17 управляющих импульсов, узел 18 запрета подачи управляющих импульсов и узел 19 гальванической развязки, выходы которого подключены к УпРавляющим цепям тиристоров блоков тиристорных коммутаторов 3-5.

Вход формирователя 16 синхронизирующих импульсов подключен к сети на выходе автоматического выключателя 2. и к цепи отключения автоматического выключателя 2.

Узел 18 запрета подачи управляющих импульсов содержит двухвходовые элементы И 21-26 по числу выходов формирователя 17 управляющих импульсов и инвертор 27, подключенный выходом к вторым входам элементов И 2126, первые входы которых предназначены для подключения к соответствующим выходам формирователя 17, а выходы — к соответствующим каналам узла 19 гальванической развязки. Вход инвертора 27 является отключающим входом узла 18.

Исполнительный элемент 20 защиты формирует "1" на выходе при срабатывании любого из пороговых элементов

14, 15 в любом блоке тиристорных коммутаторов 3, 4 или 5. Если при срабатывании порогового элемента 14, 15 на его выходе формируется "1", то в этом случае в качестве исполнительного элемента 20 защиты можут служить многовходовой логический элемент ИЛИ, входы которого подключены к выходам пороговых элементов 14 и

15, расположенных в блоках 3-5. В качестве пороговых элементов могут быть приняты электромагнитные реле постоянного тока. В этом случае исполнительный элемент 20 содержит соединенные последовательно их размыкающие контакты 28-.33, включенные параллельно резистору 34 и последовательно с резистором 35, Общая точка

36 резисторов 34 и 25 является выходом исполнительного элемента 20 защиты, второй вывод резистора 35 соединен с положительным выводом 37 источника питания, а второй вывод резистора 34 — с общим выводом 38 устройства.

Выходы блоков тиристорных коммутаторов 3-5 предназначены для подключения к ним нагрузки преобразователя, например трехфазного асинхронного двигателя 39, 1

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии управляющих импульсов на выходах блока 1 управления тиристоры 6 и 7 силового коммутатора, также тиристоры 8 и 11 вспомогатель; ного коммутатора заперты независимо от величины их анодных напряжений.

1510045

Напряжения на конденсаторах 9 и 12 равны нулю, и пороговые элементы 14 и 15 не срабатывают.

При наличии управляющих импульсов на выходах блока 1 управления тиристоры 8 и 11 вспомогательного коммутатора и соответствующие тиристоры

6 и 7 силового коммутатора отпираются во всех трех блоках тиристорных коммутаторов 3-5 при наличии анодных напряжений на них. Это создает возможность заряда соответствующих конденсаторов 9 и 12. Однако электрические цепи, включенные последовательно с виристорами 9 и 11, шунтируются силовыми тиристорами 6 и 7 соответственно, отпираемыми синхронно с тиристорами 8 и 11 вспомогательного коммутатора. В результате, напряжения на конденсаторах 9 и 12 близки к нулю и пороговые элементы 14 и

15 не срабатывают.

В случае обрыва цепи любого из силовых тиристоров 6 или 7, этот тиристор прекращает шунтиройать собой электрическую цепь, включенную последовательно со вспомогательным тиристором соответственно 8 или 11.

Если при этом тиристоры 8 или 11 находятся во включенном состоянии, начйнается заряд конденсатора 9 и

12, и при достижении напряжением на конденсаторе значения, равного порогу срабатывания соответствующего порогового элемента 14 или 15, последний срабатывает, подает сигнал на узел 18 запрета подачи управляющих импульсов и на цепь отключения автоматического выключателя 2. Этим про;изводится защитное отключение преобразователя.

В случае обрыва цепи силового тиристора 6 или 7 при вращающемся роторе подключенного к выходу преобразователя электродвигателя 39, снижается значение тока по цепи заряда соответствующего конденсатора 9 или 11 из-эа наличия ЭДС самоиндукции двигателя 39. Конденсатор заряжается до меньшей величины напряжения, которое, тем не менее, значительно превышает нулевое значение. Минимальная величина напряжения заряда конденсатора имеет место при вращающемся роторе электродвигателя 39 и значении угла управления тиристорами, равном

120 эл.град. Таким образом, защита, настроенная на величину напряжения

1О !

35 заряда конденсатора при укаэанных условиях, во .всех остальных случаях срабатывает с большим быстродействием, так как в этих случаях уменьшается время заряда конденсатора до величины срабатывания соответствующего порогового элемента.

Таким образом, устройство защиты преобразователя позволяет произвести защитное отключение преобразователя при обрыве цепи любого из его силовых тиристоров как при невращающемся, так и при вращающемся роторе электродвигателя, подключенного к выходу этого преобразователя. Этим предотвращается работа двигателя и, особенно, его пуск в неполнофаэном режиме.

В то же время при пуске двигателя при отсутствии одной из полуволн его фаз ного напряжения существенно возрастают знакопеременные составляющие его электромагнитного момента и величина потребляемого им тока. Это может вызвать повреждение его статорной обмотки, что зачастую имеет место в ее лобовой части, Устройство посредством защитного отключения преобразователя предотвращает выход из строя электродвигателя по указанной причине. В то же время, защитного отключения не пРоисходит при нормальной работе силовых тиристоров преобразователя, т.е. при одновременном включении силовых и соответствующих им вспомогательных тиристоров независимо от алгоритма управления тиристорами, Формула изобретения

Устройство для защитного отключения тиристорного преобразователя при обрыве его вентильной цепи, снабженного блоком управления тиристорами, содержащее вспомогательный слаботочный тиристорный коммутатор тока, схема которого аналогична схеме силового тиристорного коммутатора защищаемого преобразователя, пороговый элемент и исполнительный элемент защиты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области использования, повышения надежности и устойчивости срабатывания защиты и упрощения устройства, введены резисторы и конденсаторы по числу тиристоров силового коммутатора, пороговые элементы, общее количество которых

1510045 т2

Ф а Z

Фиг,З

Составитель О.Мещерякова

Техред Л.Олийнык Корректор М.Васильева

Редактор И.Шмакова

Заказ 5825/54 Тираж 608 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 равно количеству тиристоров силового коммутатора, причем каждая цепочка из последовательно соединенных резисторов, конденсатора и тиристора вспомогательного коммутатора предназначена для подключения параллельно соответствующему тиристору силового коммутатора, при этом параллельно каждому конденСатору цепочки включен пороговый элемент, выходы всех порого вых элементов подключены к входам ис полнительного элемента защиты, а ка5 тоды и управляющие электроды тиристоров вспомогательного коммутатора предназначены для соединения с катодами и управляющими электродами соответствующих тиристоров силового

10 коммутатора.