RU1787303C - Датчик состо ни вентилей реверсивного тиристорного преобразовател - Google Patents

Abstract

Датчик состо ни  вентилей реверсивного тиристорного преобразовател  содержит семь каналов контрол , состо щих из выпр мительных мостов, первый, третий и п тый из которых через ограничительные резисторы соединены с выводами дл  подключени  к соответствующим фазам питающего напр жени  и к выводу дл  подключени  к одному из выходных зажимов преобразовател , а второй, четвертый и шестой выпр мительные мосты соединены через ограничительные резисторы с указанными выводами дл  подключени  к соответствующим фазам питающего напр жени  и с выводом дл  подключени  к другому выходному зажиму преобразовател , входы седьмого выпр мительного моста через ограничительные резисторы подключены к фазам питающего Ј (Л С

Description

х|

00 V СО О СА

О)

напр жени , при этом в каждом канале выходы выпр мительных мостов соединены с входами входных блоков управлени , выходами подключенных к первым обмоткам трансформаторов, вторые обмотки которых св заны с входами блоков, а третьи обмотки - с входами блоков коммутации, выходами подключенными к генератору 45 пр моугольных импульсов, причем первые выходы блоков согласовани  с нагрузкой соединены с положительным выводом источника питани , а третьи выходы - с отри- ца тельны м выводом источника питани , вторые выходы блоков, первого., третьего и п того каналов подключены к первым входам схем Ни ИЛИ, вторые входы которых

соединены со вторыми выходами блоков второго, четвертого и шестого каналов контрол , второй выход блока седьмого канала контрол  соединен с выходом схемы ИЛИ и образует выход датчика состо ни  вентилей по парам, выход схемы И образует выход датчика состо ни  каждого вентил . Данное изобретение позвол ет увеличить достоверность контрол  состо ни  вентилей при одновременном уменьшении времени задержки контрол  при изменении проводимости , при больших углах управлени  (в режиме прерывистых токов) и при кратковременном отключении питающей сети и при ее аварийных изменени х ниже допустимого уровн . 4 ил.

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  контрол  состо ни  вентилей,

Известен датчик состо ни  вентилей реверсивного тйристорного преобразовател , содержащий датчик напр жени  и триггер, снабженный транзистбрами и резисторами по числу тиристоров катодных групп реверсивного тйристорного преобразовател , транзисторным ключом, в качестве датчика напр жени  применен магнитно-транзисторный автогенератор с двум  выходными обмотками и одним коллекторным выходом, а в качестве триггера - D-триггер.

Недостатком этого датчика  вл етс  невозможность контрол  состо ни  вентилей при аварийных изменени х или отключени х напр жени  питающей сети.

Известно также устройство дл  контрол  состо ни  вентилей преобразовател , содержащее генератор повышенной частоты , трансформатор с входной и подмагничи- вагощей обмотками, входна  обмотка которого соединена с выходом генератора повышенной частоты через ограничитель напр жени  и шунтирована конденсатором, формирователь информационных импульсов, выполненный по схеме двухкаскадного усилител  с истоковым повторителем во входном каскаде, и формирователь стробирующих импульсов .

Недостатком данного технического решени   вл етс  необходимость пропускани  силового тока контролируемого вентил  через одну из обмоток измерительного трансформатора, что приводит к резкому увеличению его габаритов (особенно в силовых преобразовател х на 200 А и более) и

сложностью изготовлени  силовой части преобразовател ,

Наиболее близким техническим решением , которое может быть прин то за про-.

тотип,  вл етс  датчик состо ни  вентилей реверсивного тйристорного преобразовател , содержащий шесть каналов контрол , состо щих из выпр мительных мостов, первый , третий и п тый из которых через ограничительные резисторы соединены с выводами дл  подключени  к соответствующим фазам питающего напр жени  и к выводу дл  подключени  к одному из выходных зажимов преобразовател , а второй , четвертый и шестой соединены через ограничительные резисторы с указанными выводами дл  подключени  к соответствующим фазам питающего напр жени  и с выводом дл  подключени  к другому

выходному зажиму преобразовател .

. Недостатком его  вл етс  невозможность контрол  состо ни  вентилей преобразовател  при больших углах управлени  (в зоне прерывистых токов) и большое врем 

задержки между изменением состо ни  контролируемого вентил  и изменением со- сто ни  датчика (дес тки мкс).

Целью изобретени   вл етс  увеличение достоверности контрол  состо ни  вентилей при одновременном уменьшении времени задержки контрол  при изменении проводимости вентилей.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что датчик состо ни  вентилей реверсивного

тйристорного преобразовател , содержащий шесть каналов контрол , включающих в себ  выпр мительные мосты, первый, третий и п тый из которых через ограничительные резисторы соединены с выводами дл  подключени  к соответствующим фазам питающего напр жени  и к выводу дл  подключени  к одному из выходных зажимов преобразовател , а второй, четвертый и шестой соединены через ограничительные резисторы с указанными выводами дл  подключени  к соответствующим фазам питающего напр жени  и с выводом дл  подключени  к другому зажиму преобразовател , шесть элементов гальванической разв зки, дополнительно снабжен генератором пр моугольных импульсов, элементом ИЛЙ-НЕ, элементом И-НЕ и седьмым каналом контрол , включающим в себ  три дополнительных ограничительных резистора, трехфазный выпр мительный мост, входной блок управлени , элемент гальванической разв зки, блок согласовани  с нагрузкой и блок коммутации. а в каждый с первого по шестой канал контрол  введены блок управлени , блок согласовани  с нагрузкой и блок коммутации, причем каждый из блоков управлени  включает в себ  три резистора, транзистор, выпр мительный мост, каждый из блоков согласовани  с нагрузкой включает в себ  выпр мительный мост, конденсатор, два резистора , транзистор, а каждый из элементов гальванической разв зки выполнен в виде трансформатора с трем  обмотками, при этом выходы выпр мительных мостов каждого канала контрол  подключены к первым выводам первого и второго резисторов своего входного блока управлени , второй вывод первого резистора подключен к базе транзистора и первому выводу третье- то резистора, второй вывод которого подключен к второму выводу второго резистора и эмиттеру транзистора, коллектор и эмиттер транзистора через выпр мительный мост подключен к обмотке управлени  соответствующего трансформатора, первична  обмотка каждого трансформатора через соответствующий блок коммутации подключена к выходу генератора пр моугольных импульсов, выполненного с комплементарной парой на выходе, вторична  обмотка каждого трансформатора подключена ко входу выпр мительного моста блока согласовани  с нагрузкой, выход которого через параллельно включенный конденсатор и первый резистор подключен к базе и эмиттеру транзистора, коллектор которого через второй резистор подключен к одной шине питани , а эмиттер- к другой шине питани , коллекторы транзисторов, блоков согласовани  с нагрузкой первого,третьего, п того каналов контрол  соединены с первыми входами элемента И-Н.Е и элемента ИЛИ- НЕ, коллекторы транзисторов блоков согла10

15

20

25

30

35

0

5

0

5

совани  с нагрузкой второго, четвертого и шестого канала контрол  соединены с вторыми входами И-НЕ и элемента ИЛИ-НЕ., коллектор транзистора блока согласовани  с нагрузкой седьмого канала контрол  соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ. входы выпр мительного моста седьмого канала контрол  через соответствующие дополнительные ограничительные резисторы соединены с выводами дл  подключени  к фазам питающего напр жени , выход элемента ИЛИ-НЕ использован в качестве выхода датчика состо ни  попарно работающих вентилей, а выход элемента И-НЕ использован в качестве выхода датчика состо ни  каждого работающего вентил .

Данное изобретение обладает следующими отличительными признаками:

1) Оптронные разв зки, используемые в прототипе, не допускают большого диапазона изменени  входного тока, и в режиме прерывистых токов тиристорного преобразовател  (при больших углах управлени  вентил ми) уровень напр жени  на закрытом вентиле в момент его открыти  мало отличаетс  от уровн  напр жени  на открытом вентиле, что не идентифицируетс  опт .ронной разв зкой, входной ток которой рассчитываетс  из услови  максимального

: напр жени  на закрытом вентиле. Предложенна  схема датчика позвол ет надёжно идентифицировать состо ние вентил  и в зоне прерывистых токов, так как она допускает большой диапазон изменени  входных токов (напр жений).

2) Оптронные разв зки (особенно на напр жение разв зки 1000 В и более) имеют врем  переключени , достигающее дес тков мкс, и момбнт включени  вентил  и изменение состо ни  датчика разнесены во времени на дес тки мкс. то есть схема, представленна  в прототипе, за это врем  не идентифицирует состо ние вентилей. Предложенна  схема при частоте коммутации генератора пр моугольных импульсов равной 500 кГц, измен ет состо ние датчика при изменении состо ни  вентил  макси-- мум через.2 мкс. причем при росте напр жени  разв зки (что особенно важно в высоковольтном тиристорном преобразователе ) это врем  не измен етс , в отличие от прототипа, где оно растет. :

На фиг.1 приведена структурна  схема датчика состо ни : на фиг.2 - принципиальна  схема входного блока управлени : на фиг.З - принципиальна  схема блока согласовани  с нагрузкой; на фиг.4 - принципиальна  схема блока коммутации.

Датчик состо ни  вентил ей реверсивного тиристорного преобразовател  (фиг.1)

содержит шесть каналов контрол  1-6, включающих в себ  выпр мительные мосты, первый, третий и п тый из которых через ограничительные резисторы 8-10 соединены с выводами дл  подключени  к соответствующим фазам питающего напр жени  и к выводу дл  подключени  к одному из выходных зажимов преобразовател , а второй , четвертый и шестой соединены через ограничительные резисторы 11-13 с указанными выводами дл  подключени  к соответствующим фазам питающего напр жени  и с выводом дл  подключени  к другому выходному зажиму преобразовател , шесть элементов гальванической разв зки , генератор 45 пр моугольных импульсов, элемент ИЛИ-НЕ 47, элемент И-ЫЕ 46 и седьмой канал контрол  7, включающий в себ  три дополнительных ограничительных резистора 14-16, трехфазный выпр мительный мост 7, входной блок управлени  23, элемент 30 гальванической разв зки, блок 37 согласовани  с нагрузкой и блок 44 коммутации , а в каждый с первого по шестой канал контрол  введены блок управлени  17-22, блок согласовани  с нагрузкой 31-36 и блок коммутации 38-43, причем каждый из блоков управлени  (фиг.2) включает в себ  три резистора 48-50, транзистор 51, выпр мительный мост 52, каждый из блоков согласовани  с нагрузкой (фиг.З) включает в себ  выпр мительный.мост-53, конденсатор 54, два резистора 55 и 56, транзистор 57, а каждый из элементов гальванической разв зки выполнен в виде трансформатора 24- 26 с трем  обмотками, при этом выходы выпр мительных мостов каждого канала контрол  подключены к первым выводам первого 48 и второго 49 резисторов своего входного блока управлени , второй вывод первого резистора 48 подключен к базе транзистора 51 и первому выводу третьего резистора 50, второй вывод которого подключен к второму выводу второго резистора 49 и эмиттеру транзистора 51, коллектор и эмиттер транзистора 51 через выпр мительный мост 52 подключены к обмотке управлени  W1 соответствующего трансформатора, первична  обмотка W3 каждого трансформатора через соответствующий блок комму- тации (фиг.4) подключена к выходу генератора 45 пр моугольных импульсов, выполненного с комплементарной парой на выходе, вторична  обмотка W2 каждого трансформатора подключена к входу выпр мительного моста 53 блока согласовани  с нагрузкой (фиг.З), выход которого через параллельно включенный конденсатор 54 А первый резистор 55 подключен к базе и эмиттеру транзистора 57, коллектор которого

через второй резистор 56 подключен к одной шине питани , а эмиттер - к другой шине питани , коллекторы транзисторов 57. блоков согласовани  с нагрузкой первого

31, третьего 32 и п того 33 каналов контрол  соединены с первыми входами элемента И- НЕ 46 и элемента ИЛИ-НЕ 47, коллекторы транзисторов блоков согласовани  с нагрузкой второго 34, четвертого 35 и шестого канала контрол  36 соединены с вторыми входами элемента И-НЕ 46 и элемента ИЛИ- НЕ 47, коллектор транзистора 57 блока согласовани  с нагрузкой седьмого канала контрол  37 соединен с выходом элемента

ИЛИ-НЕ 47, входы выпр мительного моста 7 седьмого канала контрол  через соответствующие дополнительные ограничительные резисторы 14, 15, 16 соединены с выводами дл  подключени  к фазам питающего напр жени  А, В, С, выход-элемента ИЛИ-НЕ 47 использован в качестве выхода датчика состо ни  попарно работающих вентилей, а выход элемента И-Н Е 46 использован в качестве выхода датчика состо ни 

каждого работающего вентил .

Датчик работает следующим образом. Датчик состо ни  предназначен дл  контрол  прохождени  тока через вентили

силового выпр мительного моста в трехфазном тиристорном преобразователе. В данной схеме контролируетс  прохождение тока через два одновременно открытых вентил  выпр мительных мостов 1, 4,3, 6, 5, 2

(выход схемы 47 ИЛИ-НЕ), либо каждый открытый вентиль выпр мительных мостов 1, 2, 3, 4, 5, 6 (выход схемы 46 И-НЕ).

В исходном состо нии, когда вентили силового выпр мительного моста не открыты , напр жени  фаз А, В, С через выпр ми-, тельные мосты 1...6 поступают на входы входных блоков управлени  17...22 и открывают транзисторы 51 (фиг.2), которые через диодную сборку 52 формируют низкоомную

цепь обмотки W1 трансформаторов 24...29, тем самым перевод  сердечники трансформаторов в режим глубокого насыщени , при котором напр жение коммутации от блоков коммутации 38, 39,40,41.42,43. 44собмотки W3 не передаетс  на обмотку W2. При этом на выходе диодной сборки 53 (фиг.З) блоков согласовани  с нагрузкой 31, 32, 33, 34, 35, 36 устанавливаетс  уровень напр жени  логического О и транзистор 57 надежно закрываетс , и на выходе блока согласовани  с нагрузкой устанавливаетс  уровень логической 1, который поступает на логические схемы 46 и 47, устанавлива  их выходы в состо ние логического О, что сигнализирует о закрытом состо нии-силовых вентилей выпр мительного моста. При прохождении тока через два одновременно открытых вентил  выпр мительных мостов, например 1, 4,все элементы фиг, 1,2,3 переход т в инверсное состо ние и на выходе датчика (выход схемы 47 ИЛИ-НЕ) по вл етс  уровень логической 1, что сигнализирует об открытом состо нии вентилей выпр мительного моста.

При подаче напр жени  сети на входы А, В, С седьмого канала контрол , на выходе выпр мительного моста 7 по вл етс  напр жение уровн  логической 1, которое с помощью блока 23 переводит сердечник трансформатора 30 в режим глубокого насыщени  и на выходе блока 37 согласовани  с нагрузкой по вл етс  уровень логической 1, которое дает разрешение на работу логики 47, при кратковременном пропадании напр жени  сети или аварийных изменени х ниже допустимого уровн , на выходе блока 37 по вл етс  напр жение уровн  логического О, которое запрещает работу схемы 47.

Таким образом, изобретение позвол ет увеличить достоверность контрол  состо ни  вентилей при одновременном уменьшении времени задержки контрол  при изменении проводимости, при больших углах управлени  (в режиме прерывистых токов ) и при кратковременном отключении питающей сети и при ее аварийных изменени х ниже допустимого уровн .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Датчик состо ни  вентилей реверсивного тирйсторного преобразовател , содержащий шесть каналов контрол , включающих в себ  выпр мительные мосты, первый, третий и п тый из которых через ограничительные резисторы соединены с выводами дл  подключени  к соответствующим фазам питающего напр жени  и к выводу дл  подключени  к одному из выходных зажимов преобразовател , а второй, четвертый и шестой соединены через ограничительные резисторы с указанными выводами дл  подключени , к соответствующим фазам питающего напр жени  и с выводом дл  подключени  к другому выходному зажиму преобразовател , шесть элементов гальванической разв зки, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  достоверности контрол  состо ни  вентилей при одновременном уменьшении времени задержки контрол  при изменении проводимости вентилей, он дополнительно снабжен генератором пр моугольных импульсов, элементом ИЛИ-НЕ, элементом И-НЕ и седьмым каналом контрол , включающим в себ  три дополнительных ограничительных резистора , трехфазный выпр мительный мост, входной блок управлени , элемент гальванической разв зки, блок согласовани  с нагрузкой и блок коммутации, а в каж- 5 дый с первого по шестой каналы контрол  введены блок управлени , блок согласовани  с нагрузкой и блок коммутации, причем каждый из блоков управлени  включает в себ  три резистора, транзистор, выпр ми0 тельный мост, каждый из блоков с нагрузкой включает в себ  выпр мительный мост, конденсатор , два резистора, транзистор, а каждый из элементов гальванической разв зки выполнен в виде трансформатора с трем  об5 мотками, при этом выходы выпр мительных мостов каждого канала контрол  подключены к первым выводам первого и второго резисторов своего входного блока управлени , второй вывод первого резистора под0 ключей к базе транзистора и первому выводу третьего резистора, второй вывод которого подключен к второму выводу второго резистора и эмиттеру транзистора, коллектор и эмиттер транзистора через вы5 пр мительный мост подключен к обмотке управлени  соответствующего трансформатора , первична  обмотка каждого трансформатора через соответствующий блок коммутации подключена к выходу renepato0 pa пр моугольных импульсов, выполненного с комплементарной парой на выходе, вторична  обмотка каждого трансформатора подключена к входу выпр мительного моста блока согласовани  с нагрузкой, выход кото5 рого через параллельно включенный конденсатор и первый резистор подключен к базе и эмиттеру транзистора, коллектор которого через второй резистор подключен к одной шине питани , а эмиттер - к другой шине

   0 питани , коллекторы транзисторов, блоков согласовани  с нагрузкой первого, третьего, п того каналов контрол  соединены с пер- выми входами элемента И-НЕ, коллекторы транзисторов блоков согласовани  с нагруз5 кой второго, четвертого и шестого каналов контрол  соединены с вторыми входами элемента И-НЕ и элемента ИЛИ-НЕ. коллектор транзистора блока согласовани  с нагрузкой седьмого канала контрол  соединен

   0 с выходом элемента ИЛИ-НЕ, входы выпр мительного моста седьмого канала контрол  через соответствующие дополнительный ограничительные резисторы соединены с выводами дл  подключени  к фазам питаю5 щего напр жени , выход элемента ИЛИ-НЕ использован в качестве выхода датчика состо ни  попарно работающих вентилей, а выход элемента И-НЕ использован в качестве выхо- да датчика состо ни  каждого работающего вентил .

   Фиг. 2

   Ъ .З

   0%j$