Устройство контроля состояния последовательно соединенных вентилей

 

«»765935

Союз Соеетскнх

Соцналнстнческнк

Реслублнк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 29.12.75 (21) 2305214/24 25 с присоединением заявки .% (23) Приоритет— (5! )М. Кл..

Н 02 Н 7/12

G 01 R 31/26

Государственный комнтет

I!0 делам нзобретеннй н отнрытнй

Опубликовано 23 09 80 Бюллетень J% 35

Дата опубликования описания 23.09.80 (53) УДК 621.382..2 (088.8) (?2) Авторы изобретения

С, Л. Безуглый и А. Л. Тимошенко (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО СОЕДИНЕННЫХ

ВЕНТИЛЕЙ

Изобретение относится к преобразовательной технике, а именно к контролю вентилей в высоковольтных преобразователях.

Известно устройство для контроля последовательно соединенных вентилей, содержащее

5 четырехобмоточные трансформаторы, выпрямители, контрольно-измерительное устройство (1).

Недостатком известного устройства является сложность реализации высоковольтных трансформаторов.

Известно также устройство 12) контроля состояния вентилей, содержащее блок управления, индикатор, включенный через разделитель полярности напряжения в диагональ несимметричного

15 моста, состоящего из цепочки контролируемых вентилей с их загцитными цепями, головного вентиля с подключенными к нему параллельновстречно шунтирующим тиристором, а последовательно датчиком тока, соединенным с управляющим электродом тиристора, и делителя напряжения.

Недостатком данного устройства является возможность ложного срабатывания.

11елью изобретения является повышение достоверности контроля.

Это достигается тем, что устройство дополнительно содержит два счетчика напряжения и логическое устройство "ЗАПРЕТ", причем цатчики прямого напряжения подключены параллельно головному вентилю и низковольтному плечу делителя напряжения, а выходы их через логическое устройство "ЗАПРЕТ" соединены с управляющим электродом головного вентиля и управляющий электрод шунтирующего вентиля соединен с блоком управления.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит: логическое устройство

"ЗАПРЕТ" 1, головкой вентиль 2, высоковольтное плечо делителя напряжения 3. низковольтное плечо делителя напряжения 4, шунтирующий вентиль 5, датчик обратного тока 6, блок управления 7, индикатор неисправности вентилей 8, устройство разделения полярности напряжения 9, датчики прямого напряжения 10, 11, вентиль 12.

Устройство работает следующим образом.

3 7659

Рассмотрим работу устройства при выполнении защитной цепи вентилей и свободной цепи различного исполнения. Например,. защитная цепь вентилей выполняется на с абилитронных ограничителях, как основное средство защиты, с параллельно включенными цепочками RC H шунтирующим сопротивлением Rl предназначенных для равномерного распределения напряжения IIo вентилям в 33K phlroM состоянии. СВободная цепь 3„4 выполняется резисторной, как 1р самая простая, Рассмотрим работу устройства в наиболее характерных трех режимах: выпрямительном, инверторном и при транзисторном" ,эффекте. При поступлении управляющих импульсов на вентили цепочки 12,2 происходит их 15 включение. На встречно включенный вентиль 5 также поступит управляющий импульс, но условий для его отпирания нет, так как вентиль

2 своим ° включением сбросил напряжение, .и полярность напряжения для вентиля 5 отрицатель-2р ная. При включенном состоянии вентилей 12,2 устройство контроля состояния вентилей не работает, так как нет напряжения. В момент включения со стороны головного вентиля 2 возможен кратковременный (3 — 5 мкс) всплеск 25 прямого напряжения из-за задержки во включении. Для защиты индикаторного устройства 8 от воздействия этого напряжения„параллельно индикатору или в диагональ в целом необходимо включить RC-цепь, которая для данного им- go пульса напряжения представляет малое сопротивление и выполнит роль шунтировки. При. протекании прямого тока вентилей 12,2 на выходе датчика обратного тока 6 сигнал не вырабатывается. После протекания рабочего тока в момент коммутации вентилей 12,2 по ним протекает дбратный ток восстановления вентилей, и датчик обратного тока 6 формирует управляющий импульс. Этот испульс управления поступает на управление встречно параллельным 4р вентилем S, который открывается и выполняет роль задержки нарастания обратного напряжения на головном вентиле, чем исключается необходимость в подборе головного вентиля Iro времени восстановления, 45

Ооратнос напряжение на головном вентиле нарастает по экспоненте с постоянной времени

Ящ С разряда делительных RC-цепей вентилей.

Эта постоянная времени обычно выбирается в пределах 0,5 — 2 мс, т.е. за время действия обратного напряжения (порядка 10 мс) происходит полное восстановление обратного напряжения на головном вентиле 2, равное напряжению, установленному со стороны свободной цепочки или ниже, без изменения фазы, если в;диагонали создавалось запирающее напряжение эа время действия обратного напряжения, если нет поврежденных вентилей. Напряжение на низковольтном. плече свободной цепи по абсолютно35 4 му значению вьпне, чем напряжение на головном вентиле, и индикатор не работает, так как он заперт устройством разделения напряжения по полярности. Это условие нарушается, если в плече вентилей !2 имеются пробитые вентили.

В этом случае на головном вентиле 2 напряжение восстанавливается до величины, превышающей напряжение на низковольтном плече свободной цепочки по абсолютной величине, и через индикатор потечет ток. При изменении полярности напряжения на всей цепочке вентилей, одновременно оно изменяется и в точках диагонали моста. С появлением прямого напряжения начинают одновременно свою работу датчики прямого напряжения 10, 11. Сигналы датчиков поступают в логическое устройство 1, но на выходе ячейки сигнала не будет и соответственно не будет дополнительного включения головного вентиля 2. В инверторном режиме работы преобразователя, характеризующемся малым временем воздействия обратного напряжения, устройство контроля состояния последовательно соединенных вентилей работает аналогично работе в выпрямительном режиме в момент включения и выключения вентилей 12,2. В связи с малым временем воздействия обратного напряжения на вентили, длительная RC-цепочка головного вентиля не успевает зарядиться до напряжения, равного напряжению на низковольтном плече свободной цепи 3, 4, илн равного установленному значению в случае подпора со стороны свободной цепи. В данном случае происходит фазовый сдвиг двух напряжений головного вентиля 2 и низковольтного плеча 4, причем, напряжение на головном вентиле идет с опережением, так как цепь переэаряда делительных емкостей вентилей общая, и соответственно, у них общий ток . Это ток.изменяет полярность напряжения на емкостях вентилей раньше, чем успеет зарядиться емкость головного вентиля.

На головном вентиле напряжение изменяет свою. полярность, раньше, чем это происходит на всей последовательной цепи вентилей. В момент изменения напряжения на головном вентиле 2 на положительную полярность, вступает в работу датчик прямого напряжения 10. Импульсы датчика 10 проходят через логическое устройство 1 rl поступает на управление голов-. ным вентилем 2, который включается и не дает зарядиться защитной емкости. Включенное состояние вентиля сохраняется до тех пор, пока не начнет нарастать прямое напряжение на всей цепи. В этот момейт вступает в работу датчик прямого напряжения свободной цепи 11 и закрывает выход логического устройства 1.

Работа датчика прямого напряжения головного вентиля 10 может быть циклической или генерирующей, непрерывной при наличии прямого

765935 напряжения. Такая работа датчика 10 вызвана необходимостью удержания головного вентиля 2 в открытом состоянии, так как токи утечки и емкостные токи по основной частоте ниже тока удержания вентилей. 5

В дальнейшем изменение напряжения на головном вентиле 2 и на низковольтном плече 4 свободной цепи будет изменяться.без фазового сдвига. В данном случае режима работы преобразователя контроль состояния вентилей прак- !О тически происходит в зоне воздействия прямого напряжения- При целостности всех вентилей разности напряжения в диагонали моста (точки "а" и "б") нет или имеется подпорное (запирающее) напряжение со стороны свободной 15 цепи. При наличии поврежденных вентилей прямое напряжение на головном вентиле 2 нарастает быстрее и превышает напряжение со стороны свободной цепи, тем самым вызывает работу индикатора 8, 2О

Работа преобразователя в режиме "транзисторного эффекта характеризуется наличием уп- равляющих импульсов на вентилях 12,2 в зоне отрицательного напряжения. При этом обратный ток утечки отдельных вентилей резко вырастает и происходит перераспределение напряжения по всем элементам. Если защитная цепь вентилей содержит малую емкость, то на отдельных вентилях напряжение возрастает, а на других падает. На. головном вентиле 2 также может 30 произойти изменение напряжения. Если это изменение идет в сторону уменьшения, то оно не отразится на работу индикатора 8, но если оно увеличивается, то появляются условия для работы индикатора 8. Время действия измененного состояния напряжения на вентилях определяется временем действия управляющих импульсов.

Для исключения влияния "транзисторного" эффекта на индикатор 8 введена связь от си- 4О стемы управления на встречно-включенный вентиль 5. Управляющий импульс блока 7 запускает вентиль 5 и происходит разряд делительной RC-цепи., Если за время действия управляющего импульса от блока управления 7 не произойдет включение всей последовательной цепи вентилей и будет продолжать изменяться напряжение не положительное, то вступают в работу датчики прямого напряжения головного вентиля 10 и затем свободной цепи 11. Т.е. встречно включенный вентиль 5 будет удерживаться в открытом состоянии до момента появления положительного напряжения со стороны свободной цепи, Формула изобретения

Устройство кокгроля состояния последовательно соединенных вентилей, содержащее блок управления,инидкатор, включенный через разделитель полярности напряжения в диагональ несимметричного моста, состоящего из цепочки контролируемых вентилей с их защитными цепями, головного вентиля с подключенными к нему параллельно-встречно шунтирующим тиристором, а последовательно датчиком тока, соединенным с управляющим электродом тнристора и делителя напряжения, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, дополнительно содержит два датчика напряжения и. логическое устройство

"ЗАПРЕТ", причем датчики прямого напряжения подключены параллельно головному вентилю и низковольтному плечу делителя напряжения, а выходы их через лопгческое устройство "3AПРЕТ * соединены с управляющим электродом головного вентиля, и управляющий электрод шунтирующего вентиля соединен с блоком управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР У 235157, кл. Н 02 Н 7/12, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР Р 404431, кл. Н 02 Н 7/10, 1972 (прототип).

765)35

Составитель В. Немцев

Техред Ж. Кастелевич

Корректор Г. Решетник

Редактор И.. Бахметьева

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

Заказ 6523/50 Тираж 783

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1)3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5