Устройство для контроля пробоя последовательно соединенных тиристоров

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение надежности. При пробое тиристора 1 и наличии импульсов управления между анодом и катодом тиристора I напряжение равно нулю. При этом нет истчника заряда и разряда конденсатора в RC-цепи 2, шунтирующей тиристор, и тем самым отсутствует управляющий сигнал на базе транзистора 5. При этом транзистор 5 закрыт и отсутствует ток в цепи светодиодов 7 и 8. Отсутствие свечения светодиода 7 показывает место нахождения неисправного тиристора . 1 ил. (О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 02 Н 7 12

ИЯ6%М ;,: 1%%НО ::- ы

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4437324/07 (22) 06.06.88 (46) 23.02.91. Бюл. № 7 (71) Научно-исследовательский электротехнический институт Производственного объединения «ХЭМЗ» (72) В. А. Резников (53) 621.314.572:621.316.925.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 758366, кл. Н 02 Н 7/10, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 1338748, кл. Н 02 Н 7/12, 1986.

„„SU„„1629940 А 1

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ПРОБОЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО СОЕДИНЕННЬ1Х ТИРИСТОРОВ (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение надежности. При пробое тиристора 1 и наличии импульсов управления между анодом и катодом тиристора 1 напряжение равно нулю. При этом нет истчника заряда и разряда конденсатора в RC-цепи

2, шунтирующей тиристор, и тем самым отсутствует управляющий сигнал на базе транзистора 5. При этом транзистор 5 закрыт и отсутствует ток в цепи светодиодов 7 и 8.

Отсутствие свечения светодиода 7 показывает место нахождения неисправного тиристора. 1 ил.

1629940!

О

30

50

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для контроля и защиты преобразователей, и может быть применено в тиристорных преобразователях, имеющих последовательное соединение тиристоров.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства и повышение его надежности.

На чертеже представлена схема устройства для контроля последовательно соединенных тиристоров в цепи плеча одной фазы, для остальных плеч моста преобразователя схема аналогична.

Устройство содержит силовой тиристор

I, между катодом которого и последовательной RC-цепью 2, шунтирующей тиристор

1, включены встречно два ограничительных диода 3 и 4, параллельно которым подключены эмиттер и база р — п — р-транзистора 5, коллектор которого через последовательно соединенные резистор 6, светодиоды 7 и 8 и выпрямительный диод 9 подключен к началу вторичной обмотки импульсного трансформатора 10, а общая точка соединения эмиттера транзистора 5, катода силового тиристора 1 и двух диодов 3 и 4 — к концу вторичной обмотки импульсного трансформатора 10. С целью повышения помехозащищенности эмиттер-базовый переход транзистора 5 зашунтирован резистором 11 и конденсатором 12. Между концом вторичной обмотки импульсного трансформатора 10 в10 и анодом диода 9 установлен конденсатор

13, являющийся фильтром для питающего напряжения транзистора 5.

Последовательная RC-цепь 2, ограничительные диоды 3 и 4, транзистор 5, резисторы 6 и 11, светодиоды 7 и 8, выпрямительный диод 9 и конденсаторы 12 и 13 входят в состав канала 14 контроля. Начало вторичной обмотки импульсного трансформатора 10 подключено к управляющему электроду тиристора I через резистор 15 и диод 16.

Светодиод 8 и фототранзистор 17 разделены между собой световодом 18. Выходной сигнал с фототранзистора 17 подключен на вход нуль-индикатора 19, выходной сигнал с которого поступает на один из входов суммирующего органа 20. На другие входы суммирующего органа 20 поступают сигналы контроля остальных тиристоров в последовательной цепи. Выходной сигнал суммирующего органа 20 подключен к входу исполнительного элемента 21 защиты.

Устройство работает как при отсутствии, так и при наличии силового напряжения на преобразователе, HQ при присутствии управляющих импульсов на тиристоры.

Рассмотрим работу устройства при отсутствии силового напряжения на преобразователе.

Управление силовым тиристором 1 осуществляется фронтами высокочастотной широкоимпульсной модуляцией с частотой

25 — 30 кГц с импульсного трансформатора

l0. При приложении к управляющему переходу исправного тиристора 1 импульса положительной полярности при разомкнутой анодной цепи между анодом и катодом тиристора 1 появляется разность потенциалов (порядка 1,3 — 1,5, В), под действием которой происходит заряд конденсатора в

RC-цепи 2, шунтирующей тиристор 1. Этот заряд проходит через диод 4, включенный последовательно с RC-цепью 2. При этом на базе транзистора 5 за счет падения напряжения на диоде 4 создается отрицательное смещение, а к эмиттеру — коллекторной цепи транзистора 5 прикладывается обратное напряжение с импульсного трансформатора 10, запертого диодом 9. Транзистор

5 в этом случае закрыт.

На срезах высокочастотной пачки импульсов осуществляется контроль силового тиристора 1. В момент исчезновения положительного управляющего импульса на тиристоре 1 происходит появление напряжения, прикладываемого к транзистору 5 в прямом направлении, создаваемое на вторичной обмотке при перемагничивании импульсного трансформатора 10. В этот же момент происходит перезаряд конденсатора в КС-цепи

2 тиристора 1 по контуру анод-катод тиристора 1 — диод 3, так как время восстановления закрытого состояния тиристора 1 после открытого состояния составляет более

30 †1 мкс (как известно), то в течение этого времени тиристор 1 открыт в прямом направлении и не препятствует разряду конденсатора в RC-цепи 2. Падение напряжения на диоде 3, создаваемое при разряде конденсатора в RC-цепи 2, создает отпирающий потенциал (порядка 0,4 В) на базе р — и — р-транзистора 5 (транзистор 5 — германиевый) . Этого напряжения достаточно для открывания транзистора 5, при этом напряжение с вторичной обмотки импульсного трансформатора 10 (при перемагничивании) прикладывается в прямом направлении по цепи: конец вторичной обмотки трансформатора 10 — эмиттер-коллектор транзистора 6 — резистор 6 — светодиоды

7 и 8, диод 9 — начало вторичной обмотки импульсного трансформатора 10. При протекании тока по светодиодам 7 и 8 происходит их свечение. Светодиод 7 сигнализирует визуально об исправности тиристора

l. Свечение светодиода 8 через оптически прозрачную среду — светодиод 18 (может использоваться световод-жгут. волокнооптический типа Π— БС вЂ” 1 — 3 — 1400) воздействует на фототранзистор 17. Светодиод 8 с фототранзистором 17 образуют оптронную пару с высокопотенциальным разделением за счет световода 18. Фототранзистор 17 под действием свечения диода 8 открывается и выдает сигнал на нуль-индикатор 19, на

1629940

Формула изобретения выходе которого мгновенно появляется логический сигнал, причем исчезновение этого сигнала происходит с задержкой. Выходной сигнал с нуль-индикатора 19 поступает на вход суммирующего органа 20, в который приходят также сигналы от контроля других тиристоров в последовательной цепи этого же плеча. В суммирующем органе

20 производится суммирование входных сигналов и сравнение с уставкой исполнительного элемента 21 защиты, которая выбирается из условия обеспечения работы преобразователя при снижении числа работающих последовательно соединенных тиристоров до определенной величины в каждом плече поста преобразователя. Суммирующий орган 20 производит суммирование и контроль состояния тиристоров в последовательной цепи при наличии импульсов.

На чертеже это сигнал I — сигнал присутствия импульсов на преобразователе.

При пробое тиристора 1 (при этом он является перемычкой) и наличии импульсов управления между анодом и катодом тиристора напряжение равно нулю. При этом нет источника заряда и разряда конденсатора в RC-цепи 2, шунтирующей тиристор 1, и тем самым отсутствует управляющий сигнал на базе транзистора 5. При этом транзистор 5 закрыт и отсутствует ток в цепи светодиодов 7 и 8. Отсутствие свечения светодиода 7 показывает место нахождения неисправного тиристора, а отсутствие свечения светодиода 8 фиксируется фототранзистором 17, нуль-индикатором 19, а суммирующий орган 20 ведет счет неисправных тиристоров в последовательной цепи плеча моста преобразователя.

При наличии силового напряжения на преобразователе и наличии импульсов на тиристорах устройство работает следующим образом.

Процесс зарядки и перезарядки конденсатора в RC-цепи 2 происходит теперь под действием силового напряжения, прикладываемого к тиристору 1. До момента включения тиристора 1 конденсатор в RC-цепи

2 заряжен, в момент поступления управляющего импульса тиристор 1 открывается и происходит разряд конденсатора в RC-цепи 2, при этом разряд захватывает по времени и срез импульса. Происходит открывание гранзистора 5 по цепи эмиттер-база падением напряжения, снимаемого с диода

3. В дальнейшем происходит тот же процесс, что описан выше, при отсутствии силового напряжения. Свечение светодиода 7 фиксирует исправность тиристора, а не свечение— пробой. Светодиод 8 через фототранзистор

17, нуль-индикатор 19 выдает информацию в суммирующий орган 20 о состоянии тиристора 1.

Как видно из описания работы устройства контроль состояния последовательно

55 соединенных тиристоров в преобразователе осуществляется в функции наличия импульсов на тиристоры 1 как при отсутствии, так и при наличии силового напряжения на преобразователе .

Обеспечивая надежный контроль пробитого тиристора и его место в последовательной цепи плеча моста преобразователя в каждой фазе более простыми методами, устройство одновременно повышает чувствительность и избирательность устройств защиты и сигнализации с п-м числом последовательно соединенных тиристоров в плече каждой фазы (анодной и катодной групп отдельно).

Устройство, сигнализируя с помощью индикатора элемента-светодиода исправность или пробой тиристора (как при отсутствии, так и наличии силового напряжения на преобразователе) упрощает наладку и настройку преобразователя, а также дает возможность обслуживающему персоналу при эксплуатации высоковольтных преобразователей своевременно обнаруживать неисправности в последовательной цепи тиристоров в каждой фазе анодной и катодной групп отдел ьно.

Устройство может быть применено также и для контроля пробоя тиристоров и в преобразователях, содержащих один тиристор в плече (например, в возбудителях и якорных преобразователях, но имеющих параллельное соединение тиристоров и не имеющих предохранителей, стоящих последовательно с тиристорами).

Устройство для контроля пробоя последовательно соединенных тиристоров, каждый из которых анодом подключен к первому выводу последовательной RC-цепи, а катодом и управляющим электродом соединен с-вторичной обмоткой соответствующего импульсного трансформатора, содержащее по числу тиристоров каналы контроля, каждый из которых включает транзистор, эмиттер которого предназначен для подключения к катоду соответствующего тиристора, выпрямительный диод и цепь из последовательно соединенных резистора и светоизлучателя, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возмбжностей и повышения надежности, в каждый из каналов контроля введены два ограничительных диода и конденсатор, а светоизлучатель выполнен в виде светодиода, при этом ограничительные диоды включены встречно-параллельно между эмиттером и ба зой транзистора, предназначенной для под ключения к второму выводу последовательной RC-цепи, резистор и светодиод включены последовательно между коллектором транзистора и первым вывЬдом конденсатора, вторым выводом соединенного с эмитте1629940

Составитель В. Широков

Редактор В. Бугренкова Техред А. Кравчук Корректор М. Кучерявая

Заказ 441 Тираж 375 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 ром транзистора, анод выпрямительного диода соединен с первым выводом конденсатора, а катод предназначен для подключения к выводу вторичной обмотки импульсного трансформатора, связанному с управляющим электродом тиристора.