Устройство для контроля времени выключения тиристоров

 

Изобретение относится к электротехнике . Целью,изобретения является повышение надежности и расширение области использования. Устройство контролирует информационный сигнал функционально связанный с напряжением на тиристорах, осуществляет двухтактное измерение .и запоминание дли- , тельности нормированных по амплитуде прямоугольных импульсов, равных по длительности времени пребывания тиристоров под обратным напряжением, и сравнивает измеренное время с допустимым пороговым значением. Устройство содержит преобразователь обратного запирающего напряжения в прямоугольные импульсы, коммутатор каналов измерения, включающий блоки измерения и памяти, имеет аналоговый выход, на котором формируется сигнал , пропорциональный времени выключения тиристоров, и выход, на котором формируется сигнал снижения врег мени выключения ниже порогового значения . 2 ил. с Sfi С/)

союз советсних

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„172ЗЗ1В (51)5 Н 02 Н 7/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОсудАРОТВенныЙ нОмитет по изовРетениям и откРцтиям

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 481231 О/07 (22) 02.03.90 .(46) 07.04.92. Бюл. Ю 13 (71) Стахановский филиал Коммунарского горно-металлургического института (72) А.Г.Глебин и П,H.Áîðèñoâ (53) 621. 316. 925. 4 (088.8) (56) Заявка Японии N 53-34819, кл. 56 А 42, 1978.

Авторское свидетельство СССР

N 936193, кл. Н 02 H 7/12, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВРЕМЕНИ

ВЫКЛЮЧЕНИЯ ТИРИСТОРОВ. (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью, изобретения является повышение надежности и расширение области использования. Устройство контролирует информационный сигнал

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам кон троля времени выключения тиристоров, и может быть использовано в статических преобразователях для непрерывного контроля времени. выключения силовых тиристоров.

Известно устройство для контроля времени выключения тиристора импульс" ного преобразователя, шунтированного обратным диодом.

Наиболее близким к изобретению является устройство для контроля времени выключения тиристора импульсного преобразователя, шунтированного обратным диодом, содержащее дат2 функционально связанный с напряжением на тиристорах, осуществляет двухтактное измерение .и запоминание дли-, тельности нормированных по. амплитуде прямоугольных импульсов, равных по длительности времени пребывания тиристоров под обратным напря>нением, и сравнивает измеренное время с допустимым пороговым значением. Устройство содержит преобразователь обратного запирающего напряжения в прямоугольные импульсы, коммутатор каналов измерения, включающий блоки измерения и памяти, имеет аналоговый выход, на котором фОрмируется сигнал, пропорциональный времени выключения тиристоров, и выход, на котором формируется сигнал снижения вре-. мени выключения ниже порогового значения. 2 ил..чик выходного тока преобразователя

Ю и последовательно соединенные блок измерения времени и блок индикации. .Недостатками этого устройства являются: устройство фиксирует время выключения единичного тиристора;. выходной сигнал устройства не является непрерывным во времени, что затрудняет его использование в системах уп- ) равления и регулирования; применение такого устройства требует введения в силовую цепь дополнительного диода с датчиком тока, что усложняет схему контроля, снижает надежность работы, сужает область..использования устройства.

1725316

Цель изобретения - повышение надежности устройства и расширение области его использования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство контроля времени выключения тиристоров введены триггер; два элемента задержки, два элемента совпадения, две дифференцирующие цепи, два блока измерения длительности импульсов, триггер "защелка" и задатчик порогового значения, а в качестве датчика состояния тиристоров использован преобразователь обратного. запирающего напряжения в прямоугольные импульсы, причем вход преобразователя обратного запирающего напряжения в прямоугольные импульсы предназначен для подключения па. раллельно тиристорам, а выход под- 20 ключен к. входам первого и второго элементов задержки и к счетному входу триггера, прямой выход которого под. ключен к первому входу первого элемента совпадения. и к входу первой дифференцирующей цепи, а инверсный выход триггера подключен к первому входу второго элемента совпадения, к входу второй дифференцирующей цепи и к входу триггера "защелка",выходы ЗО первого и второго элементов задержки подключены к вторым входам, соответственно, первого и второго элементов совпадения, выходы которых подключе-: ны к управляющим входам соответствен- .35 но первого и второго блоков измерения длительности импульсов, входы сброса которых подключены соответст- венно к выходам первой и второй дифференцирующих цепей, а выходы перво- 40 го и второго блоков измерения длительности импульсов и прямой выход триггера "защелка" подключены к пер-вому входу элемента сравнения, второй вход которого через задатчик порогового значения подключен к инверсному выходу триггера "защелка", а выход элемента сравнения подключен к входу исполнительного элемента.

На фиг.. 1 представлено предлагае": :50 мое устройство контроля времени выключения тиристоров; на. Фиг. 2временные диаграммы выходных сигна.лов элементов схемы с соответствующими цифровыми индексами.. 55

Устройство предназначено для контроля схемного времени выключения силовых тиристоров, то есть времени, в течение которого тиристоры находятся под обратным запирающим напряжением и может быть использовано,,например, в параллельном инверторе 1 тока.

Преобразователь 2 обратного запирающего напряжения в прямоугольные импульсы, являющийся датчиком состояния тиристоров, осуществляет ограничение величины напряжения, гальваническую развязку с силовыми цепями инвертора и формирование прямоугольных импульсов, равных по.длительности соответствующим интервалам времени пребывания. тиристорных групп под обратным отрицательным напряжением.

Коммутатор 3 каналов измерения предназначен для обеспечения очередности включения каждого из двух каналов измерения длительности импульсов и для формирования сигнала сброса результата измерения. Он содержит триггер 6 со счетным входом, управляющий двумя элементами ) и 10 совпадения. На вторые входы элементов совпадения поступают импульсы, длительность которых необходимо измерить.

Изменение состояния триггера происхо- ., дит каждый раз по спаду входного им- пульса. Элементы 4 и 5 задержки син-: хронизируют появление импульсов. на входах элементов совпадения, компенсируя задержку срабатывания триггера во времени. Сигнал сброса результата измерений формируется дифференцирующими цепями 8 и 9.

Блок 11 измерения и памяти длитель- ности импульсов содержит два идентичных блока 12 и 13 для измерения дли-, тельности импульсов,. в качестве которых могут быть использованы неинвертирующие интеграторы., выполненные на операциожных усилителях с высоким, входным сопротивлением и содержащие разрядные ключи для сброса резуль" тата интегрирования. Диодные ключи

14 и 15 предотвращают взаимное шунтирование выходных цепей интеграторов.

Блок 21 формирования сигнала управления и защиты осуществляет сравнение измеренного значения времени выключения, представленного в качестве выходного напряжения интеграторов, с допустимым пороговым значением данного параметра, .устанавливаемым

1725316!

О задатчиком 19 порогового значения и в случае уменьшения напряжения интеграторов до уровня ниже порогового, выдает сигнал на исполнительный элемент 20. В качестве элемента 17 срав5 нения может быть использован компара тор.

Триггер 16 однократного срабатывания типа "защелка" служит для блокирования устройства сравнения и задатчика порогового значения с целью предотвращения срабатывания исполнительного устройства до включения инвертора и появления импульсов на выходе преобразователя 2. Он изменя- ет свое состояние на разрешающее только после того, как проинтегрирован второй по счету импульс. После срабатывания триггер сохраняет свое 20 состояние неизменным. При этом диод" ный.ключ 18 исключает влияние триггера "защелка" на входные цепи устройства сравнения .

Использование выходного сигнала триггера "защелка" в качестве сигнала запрета для задатчика 19 допустимого порогового значения позволяет. исключить появление вь:бросов напряже- ния на выходе устройства сравнения 30 при включении источника питания.

Устройство работает следующим образом.

После подключения устройства к. источнику питания при неработающем 3S параллельном инверторе тока 1. триггеры 6 и 16 устанавливаются в состоя-. ние с логической единицей на верхних (фиг. 1) выходах. Продифференцированный цепью 8 фронт выходного им- : 40 пульса триггера 6 открывает разрядйый ключ интегратора 12, разряжая его. зарядную емкость. Триггер tá устанавливает на сигнальном входе элемента

17 сравнения уровень напряжения логи»..45 ческой единицы и отключает задатчик логическим нулем. На всех остальных входах и выходах элементов схемы при сутствует логический ноль.

После запуска параллельного ин- . 50 вертора 1 тока на входе преобразователя 2 обратного запирающего напряжения появляется напряжение, снимаемое с.моста инвертора. Это напряжение преобразуется в прямоугольные импульсы по стоянной амплитуды, длительность. ко. торых равна времени пребывания тирис-, торов под обратным напряжением, которые поступают на счетный вход триггера 6 и через элементы 4 и 5 задержки — на входы двухвходовых элементов

7 и 10 совпадения °

Условие совпадения при поступлении первого импульса выполняется на входах элемента 7, следовательно, на выходе элемента 7 появится высокий логический уровень напряжения, который поступит на вход интегратора 12. На нется процесс заряда емкости интегратора 12 и на выходе его появится напряжение, которое с достаточной сте- . пенью точности может быть записано, как U =k ° t „, где k - коэффициент, определяемйй постоянной времени интегратора; t — время действия импульса, равное времени выключения группы тиристоров.

По спаду первого входного импульса триггер 6 изменит свое состояние.

На верхнем по схеме выходе триггера появится логический ноль, на нижнем - логическая единица. Под воздействием продифференцированного цепью

9 фронта выходного импульса (с нижнего по схеме выхода триггера 6) откроется разрядный ключ интегратора

13 и разрядится его зарядная емкость, Интегратор 13 готов-.к интегрированию очередного импульса,.поступившего на его вход с выхода блока 2 через элемент. 5 задержки и элемент 10 совпадения.

В результате .интегрирования на выходе интегратора появится напряже- ние. U =k ев2, зависящее: от времени выключения очередной группы тиристоров.

Затем по спаду второго входного. импульса произойдет изменение состояния триггеров, а по спаду его выходного импульса на нижнем по схеме выхода - изменение состояния триггера

16. На верхнем по схеме выходе триггера 6 установится логическая единица, на нижнем " логический ноль.

Триггер 16 придет в состояние, соответствующее логическому нулю на верхнем по схеме выходе, единице на нижнем и установится на "защелку".

В результате этого снимается блокировка с элемента. 17 сравнения и проис ходит включение задатчика 19 допустимого,порогового значения, т.е. элемент сравнения начинает осуществлять операцию сравнения напряжений, 1725316 поступающих на его выходы. При этом реализуется операция вычитания

Ь ц=Б(ее)-03, т.е. измеренное значение схемного

5 времени выключения сравнивается с допустимым значением данного параметра и происходит срабатывание исполнительного устройства. Кроме того, 10 выходной сигнал. устройства u(e ), в практически линейно зависящий от времени выключения тиристоров, в дальнейшем может быть использован в системе управления и регулирования 15 инвертором (на фиг. 1 не показана), что, в конечном счете, позволяет не допускать режима опрокидывания инвер-,: тора при приближении времени выключения тиристоров к предельно допу- : 20 стимому его значению.

Технико-экономическая эффективность устройства обеспечивается полу-! чением непрерывного во времени. линейно 25 изменяющегося сигнала контроля времени выключения тиристорных групп с возможностью использования его. для уп- . равления и регулирования режимом рабо-;. ты преобразовательных устройств, в ЗО частности, параллельных инверторов тока, что в конечном итоге позволяет избежать аварийных режимов опрокидывания и повысить надежность работы преобразователей в целом. 35

Формула изобретения

Устройство для контроля времени выключения тиристоров, содержащее 40 датчик состояния тиристоров, элемент . сравнения и исполнительный элемент, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения области использования, в него 45 введены триггер, два элемента задержки, два элемента совпадения, две дифференцирующие цепи, два блока измерения длительности импульсов, триггер

I! !!

Защелка и задатчик порогового значения, а в качестве датчика состоя.ния тиристоров использован преобразователь обратного запирающего напряжения в. прямоугольные импульсы, причем вход преобразователя обратного запирающего напряжения в прямоугольные импульсы предназначен для под. ключения параллельно тиристорам, а выход подключен к входам первого и второго элементов задержки,. и к счетному входу триггера, прямой выход которого подключен к -первому входу первого элемента совпадения и к входу первой дифференцирующей цепи, а инверсный выход триггера подключен к первому входу второго элемента совпадения, к входу второй дифференцирующей цепи и к входу триггера "За" щелка", выходы первого и второго элементов задержки подключены ко вторым . входам соответственно первого и вто" рого элементов совпадения, выходы которых подключены к управляющим входам, соответственно, первого и второго блоков измерения длительности импульсов, входы сброса которых подключены, соответственно, к выходам первой и второй дифференцирующих цепей, а выходы первого и второго блоков, измерения длительности импульсов и прямой выход триггера "защелка" подключены к первому входу элемента срав нения, инверсный выход триггера "защелка" соединен с управляющим Ьходом задатчика порогового значения, вйход которого соединен с вторым входом эле" мента сравнения, а выход элемента сравнения подключен к .входу испол! нительного элемента.

1725316 иа

Составитель А.Глебин

Техред j,.@звук Корректор A.Обручар .

Й ю

Тираж . Подписное комитета во изобретениям и открытиям .при ГКНТ СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Редактор С.Патрушева Заказ 1161

ВЧИИПИ Государственного

113035 °

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óêãîðîä, ул. Гагарина,101