CS242933B1

CS242933B1 - Connection of thyristor converter protection against thermal overload

Info

Publication number: CS242933B1
Application number: CS841757A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Machala
Original assignee: Zdenek Machala
Priority date: 1984-03-12
Filing date: 1984-03-12
Publication date: 1986-05-15
Also published as: CS175784A1

Abstract

Zapojení ochrany je určeno pro tyristorové měniče s regulací maximálního výstupního proudu, u nichž je požadováno krátkodobá proudová přetěžování. Účelem zapojení je ochrana krátkodobě přetěžovaných měničů před jejich tepelným přetížením omezením dovoleně doby přetěžování měniče. Uvedeného účelu se dosáhne použitím časovacího obvodu, jehož velikost časové konstanty je určována velikosti výstupního proudu a teploty měniče. Při přetížení delším, než určuje časovači obvod, dojde ke snížení nastavení maximálního proudu měniče, přičemž doba snížení maximálního proudu je závislá na následném zatížení a teplotě měniče. Zapojení ochrany může pracovat i bez připojení čidla teploty měniče s tlm, že délka dovolené doby přetížení je určována proudem měniče, v době trvání přetížení a následném zatížení měniče.The protection circuit is designed for thyristor converters with maximum output current regulation, where short-term current overloads are required. The purpose of the circuit is to protect short-term overloaded converters from thermal overload by limiting the permissible overload time of the converter. The stated purpose is achieved by using a timing circuit, the size of the time constant of which is determined by the size of the output current and the temperature of the converter. In the event of an overload longer than determined by the timing circuit, the maximum current setting of the converter will be reduced, while the time of reduction of the maximum current depends on the subsequent load and the temperature of the converter. The protection circuit can also work without connecting the converter temperature sensor with the tlm that the length of the permissible overload time is determined by the converter current, the duration of the overload and the subsequent load of the converter.

Description

Vynález řeší zapojení ochrany tyristorového měniče před tepelným přetížením při krátkodobém proudovém přetěžování měniče.The invention solves connection of protection of thyristor converter against thermal overload during short-time current overload of converter.

Při krátkodobém přetěžování měniče, potřebném např. pro rozběh a zastavení pohonu, je nutné zajistit, aby nedošlo k tepelnému přetížení některé části měniče. Dosavadní řešení ochrany, používající omezení doby trváni přetížení nebo tepelných relé, nerespektují velikost zatížení měniče, teplotu a tepelnou časovou konstantu prvků měniče.If the drive is overloaded for a short time, eg to start and stop the drive, make sure that no part of the drive is overloaded. Existing protection solutions, using a limitation of the overload duration or thermal relays, do not respect the inverter load size, temperature, and thermal time constant of the inverter elements.

Neumožňují taková nastavení ochrany, aby při maximálním využití měniče nevznikalo nebezpečí zničení prvků měniče tepelným přetížením. Dimenzování měniče tak, aby potřebný krátkodobý maximální proud byl nižší nebo roven jmenovitému proudu měniče, je nevýhodné z ekonomických a rozměrových důvodů.They do not allow such protection settings to prevent the inverter from being overloaded by thermal overload when the inverter is used to its maximum. Sizing the drive so that the short-term maximum current required is less than or equal to the rated drive current is disadvantageous for economic and dimensional reasons.

Nevýhody odstraňuje zapojení ochrany tyristorového měniče před teeplným přetížením podle vynálezu, která sestává z nelineárního obvodu, časovacího obvodu, komparátoru a nastavovacího prvku, jehož podstata spočívá v tom, že na první vstup časovacího obvodu je přiveden signál od čidla proudu měniče, na druhý vstup časovacího obvodu je přiveden výstup nelineárního obvodu, jehož vstupem je signál čidla proudu měniče.Disadvantages are eliminated by the thyristor converter overload overload protection according to the invention, which consists of a non-linear circuit, a timing circuit, a comparator and an adjustment element, which is based on the first input of the timing circuit receiving a signal from the inverter current sensor; A non-linear circuit is connected to the circuit, the input of which is the drive current sensor signal.

Výstup časovacího obvodu vstupuje do komparátoru, jehož výstup ovlivňuje nastaveni maximálního proudu tyristorového měniče. Třetí vstup časovacího obvodu je spojen s čidlem měniče teploty.The output of the timing circuit enters a comparator whose output affects the maximum current setting of the thyristor converter. The third timing circuit input is connected to the temperature converter sensor.

Výhodou uvedeného zapojení je, že doba, po kterou je možno tyristorový měnič'přetěžovat, je závislá na tepelná časové konstantě měniče či jeho části, na velikosti zatížení v době trvání přetížení a po přetíženi měniče a na dosažená teplotě části měniče.The advantage of said circuitry is that the time for which the thyristor transducer can be overloaded depends on the thermal time constant of the transducer or part thereof, the load magnitude during the overload period and after the transducer overload, and the temperature reached by the part of the transducer.

Přitom je možná přesné nastavení vlivu jednotlivých vstupních signálů, základní časová konstanty časovacího obvodu, úrovně komparačního napětí. Zapojení ochrany podle vynálezu umožňuje optimální nastavení ochrany bez nebezpečí tepelného přetížení měniče nebo jeho části při maximálním proudovém využití měniče.At the same time, it is possible to precisely adjust the influence of the individual input signals, the basic time constant of the timing circuit, the level of the comparative voltage. The protection circuitry according to the invention allows an optimum protection setting without the risk of thermal overload of the drive or part thereof at maximum current utilization of the drive.

Zapojením ochrany podle vynálezu se dociluje snížení pořizovacích nákladů na měniče, úspory zastavěného prostoru, lepší nastavení ochrany a zvýšení spolehlivosti měniče.By incorporating the protection according to the invention, it is possible to reduce the purchase costs of the inverters, to save the built-in space, to better set the protection and to increase the reliability of the inverter.

Příklad konkrétního zapojení ochrany tyristorového měniče před tepelným přetížením je znázorněn na výkresu.An example of a specific thermal overload protection of a thyristor converter is shown in the drawing.

Zapojení ochrany tyristorového měniče před tepelným přetížením sestává z nelineárního obvodu X s necitlivostí v počátku převodní charakteristiky, časovacího obvodu 2> např. integrátoru, komparátoru 2> nastavovacího prvku J např. potenciometru, čidla χ proudu měniče např. (irúudového transformátoru usměrňovače, čidla J teploty např. bimetalového a obvodu 2 pro nastavení maximálního proudu tyristorového měniče např. diodového omezovače.The thermal overload protection of the thyristor converter consists of a non-linear X circuit with insensitivity at the beginning of the transfer characteristic, a timing circuit 2> eg integrator, comparator 2> adjusting element J eg potentiometer, inverter current sensor χ eg temperature of eg bimetal and circuit 2 for setting the maximum current of the thyristor converter eg of diode limiter.

Ochrana je zapojena tak, že čidlo X proudu měniče, jehož výstupní signál je úměrný velikosti zatížení měniče je připojeno na vstupní svorky 21 časovacího obvodu 2 a XX nelineár ního obvodu X, který má výstup 12 spojen se vstupem 22 časovacího obvodu 2· čidlo X teploty, snímající teplotu některé části měniče, např. chladiče tyristorů, je připojeno na vstup 22 časovacího obvodu 2· Komparátor J je spojen vstupní svorkou 31 s výstupem 25 časovacího obvodu 2 ⁸ výstupní sovrkou 32 s obvodem 2 pro nastavení maximálního proudu tyristorového měniče.The relay is connected so that the inverter current sensor X, whose output signal is proportional to the inverter load, is connected to the input terminals 21 of timing circuit 2 and XX of the non-linear circuit X having output 12 connected to the input 22 of timing circuit 2 sensing the temperature of some parts of the converter, e.g. cooler thyristors is connected to the input 22 of the timing circuit 2 · J the comparator is connected to an input terminal 31 to the output 25 of the timing circuit 2 ⁸ 32 sovrkou output circuit 2 to set the maximum current of the thyristor converter.

Rozhodovací úroveň časovacího obvodu 2 ^se nastavuje nastavovacím prvkem J, spojeným se vstupem Jí časovacího obvodu 2«The decision level of the timer circuit 2 ^is set by the adjusting element J connected to the input J1 of the timer circuit 2 «

Uvedené zapojení pracuje tak, že při překročení jmenovitého proudu měniče začne časovači obvod £ přecházet z klidového stavu do aktivní oblasti s časovou konstantou danou zatížením měniče, (výstup čidla £ proudu měniče) a teplotou části měniče, (výstup čidla £ teploty).Said wiring operates such that when the rated current of the inverter is exceeded, the timing circuit 6 begins to shift from the idle state to the active area with the time constant given by the inverter load (inverter current sensor output) and inverter temperature.

Okamžik přechodu časovacího obvodu £ do aktivní oblasti lze nastavit nastavovacím prvkem £. Fři dosažení rozhodovací úrovně komparétor £ skokem sníží nastavení maximálního¹proudu měniče prostřednictvím obvodu X pro nastavení maximálního proudu tyristorového měniče.The moment of transition of the timing circuit 6 to the active area can be adjusted by the adjusting element 6. FRI reaching decision level comparator £ jumping ¹ decreases the maximum setting current of the inverter circuit via X to set the maximum current of the thyristor converter.

Pokud zůstane měnič zatížen na jmenovitou hodnotu proudu, zůstane časovači obvod £ v aktivní oblasti a měnič pracuje se sníženým maximálním proudem. Při snížení zatížení měniče pod jmenovitou hodnotu proudu, začne se časovači obvod £ vracet do výchozího stavu opět s časovou konstantou úměrnou zatížení a teplotě měniče.If the inverter remains loaded to the rated current, the timing circuit 6 remains in the active range and the inverter operates at a reduced maximum current. When the inverter load decreases below the rated current, the timer circuit 6 returns to its initial state again with a time constant proportional to the inverter load and temperature.

Komparétor £ mé hysteresi, takže k přetěžování měniče může dojít až po návratu časovacího obvodu £ do výchozího stavu. Přetěžování měniče může být spojitá nebo impulsní.The comparator 4 of my hysteresis, so that the inverter can be overloaded only after the timing circuit 6 has returned to its initial state. Drive overload can be continuous or pulsed.

Fři impulsním přetěžování kratším než časová konstanta časovacího obvodu £ nedojde ke snížení maximálního proudu měniče.If the pulse overload is shorter than the time constant of the timing circuit 6, the maximum inverter current is not reduced.

Časovači člen £ integruje dobu a velikost přetížení, takže po několikerém impulsním přetížení v krátkém časovém rozmezí dojde ke snížení maximálního proudu jako u zatížení spojitého.The timing member 4 integrates the time and magnitude of the overload, so that after several pulse overloads in a short period of time, the maximum current is reduced as with a continuous load.

Při delších časových odstupech přetěžovacích cyklů se stačí časovači obvod £ vrátit do výchohího stavu, aniž by ovlivnil velikost nastavení maximálního proudu tyristorového měniče.With longer time intervals of the overload cycles, it is sufficient to return the timing circuit 6 to its initial state without affecting the magnitude of the maximum current setting of the thyristor converter.

Zapojeni ochrany lze řešit i bez připojení čidla £ teploty, přičemž obvod pracuje v závislosti na velikosti proudu v době trvání a po přetížení měniče.The protection circuit can be solved even without the temperature sensor 6 being connected, the circuit being dependent on the magnitude of the current for the duration and after the inverter is overloaded.

Zapojení ochrany tyristorového měniče před tepelným přetížením lze¹* využít zejména u tyristorových měničů a regulátorů, u kterých je požadováno krátkodobé proudové přetěžování měniče.The thermal overload protection of the thyristor transducer can be used ¹ * especially for thyristor transducers and controllers where short-time inverter current overload is required.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

1. The thermal overload protection of a thyristor converter consists of a non-linear circuit, a timing circuit, a comparator and an adjustment element, characterized in that the signal of the inverter current sensor (5) is connected to the input (21) of the timing circuit (2) and input (11). non-linear circuit (1), output (12) of non-linear circuit (1) is connected to input (22) of timing circuit (2), input (24) of timing circuit (2) is connected to output of adjusting element (4), output ( 25) the timing circuit (2) is connected to the input (31) of the comparator (3), the output (32) of which is connected to the circuit (7; for setting the maximum current of the thyristor converter).

Wiring according to claim 1, characterized in that the input (23) of the timing circuit (2) is connected to a temperature sensor (6) of the converter.