RU1817189C

RU1817189C - High-speed switching device

Info

Publication number: RU1817189C
Authority: RU
Inventors: Александр Петрович Борисов
Original assignee: Научно-Производственное Объединение "Силовая Электроника"
Priority date: 1990-01-15
Filing date: 1990-01-15
Publication date: 1993-05-23

Abstract

Сущность изобретени : при аварии в источнике питани на управл ющий вход блока управлени 12 поступает столовый сигнал, а на управл ющий вход блока управлени 13 - пусковой сигнал. Выходы узлов гашени 8 и 9 подключаютс к тиристору 22 тиристорного контактора 1, Конденсаторы 16 узлов гашени 8, 9, разр жа сь, обеспечивает отключение этого тиристора, а, следовательно , и всего тиристорного контактора 1. Блок управлени 13 обеспечивает включение тиристорного контактора 2. Это приводит к переводу питани нагрузки 5 на источник, подключенный к входу тиристорного контактора 2. При восстановлении отказавшего источника питани с помощью подачи на управл ющие входы блоков управлени 12 и 13 соответствующих сигналов питание нагрузки 5 может быть аналогично переведено на восстановившийс источник питани или сразу по его восстановлении, или при аварии питающего нагрузку источника . При этом оба узла гашени 8 и 9 через тиристоры 18, 21 узла коммутации 1, тири- сторы 21 и 26 узлов коммутации 10 и 24 обеспечивают отключение тиристора 22. а через тиристоры 19 и 20, 20 и 27 обеспечивают отключение тиристора 23. 2 ил. /SUMMARY OF THE INVENTION: In a power supply accident, a table signal is received at the control input of the control unit 12, and a start signal is sent to the control input of the control unit 13. The outputs of the quenching nodes 8 and 9 are connected to the thyristor 22 of the thyristor contactor 1, The capacitors 16 of the quenching nodes 8, 9, discharging, turn off this thyristor, and, therefore, the entire thyristor contactor 1. The control unit 13 enables the thyristor contactor 2 to turn on. This leads to the transfer of the load power 5 to the source connected to the input of the thyristor contactor 2. When recovering a failed power source by supplying to the control inputs of the control units 12 and 13 the corresponding power signals to load 5 can be likewise transferred to the restored power source either immediately after its restoration, or in the event of an accident supplying the load source. At the same time, both blanking nodes 8 and 9 through thyristors 18, 21 of switching node 1, thyristors 21 and 26 of switching nodes 10 and 24 provide shutdown of thyristor 22. and through thyristors 19 and 20, 20 and 27 they turn off thyristor 23. 2 il . /

Description

0000

со юwith y

Ф0г1Ф0г1

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к бесконтактной коммутационной аппаратуре; и может быть использовано как отдельное переключающее yctpp cTBp, так и в составе агрегатов бесперебойного питани . : :/ . ; v Цель изобретени -1 улучшение массо- габаритных показателей, ,The invention relates to electrical engineering, in particular to non-contact switching equipment; and can be used as a separate switching yctpp cTBp, or as part of uninterruptible power supply units. :: /. ; v The purpose of the invention is -1 improvement in weight and size,

На фиг11 приведена структурна схема быстродействующего переключающего уст- : ройства;наГфиг.2- пример выполнени схе- мы узла гашени .Fig. 11 is a structural diagram of a high-speed switching device: Fig. 2 shows an exemplary embodiment of a blanking unit circuit.

Устройство (фиг.1) содержит первый 1 и ; второй 2 тиристорные контакторы, входы которых предназначены дл подключени к источникам питани , а выходы объединены через механические выключатели 3,4 и подключены к общей нагрузке 5, первый б и второй 7 узлы гашени , входы которых подключены к входам соответственно первого 1 и второго 2 тиристорных контакторов, пер-. : вый 8 и второй 9 узлы коммутации, входы которых подключены к выходам соответственно первого 6 и второго 7 узлов гашени , а выходы подключены к первому и второму входам принудительного выключени тиристорного контактора соответственно 1 и 2, первый 10 и второй 11 блоки управлени , входы управлени которых предназначены дл внешнего управлени , а первые управл ющие выходы подключены к управл ющим входам соответственно первого 1 и второго 2 тиристорных контакторов, вторые . управл ющие выходы - к первым управл ющим входам соответственно первого 8 и второго 9 узлов коммутации, третий 12 и четвертый 13 узлы коммутаций, входы которых подключены к выходам соответственно первого 6 и второго 7 узлов гашени , а вы- ; ходы подключены к первым входам прину- д ит ельного выкл юче ни соответстве нно второго 2 и первого 1 тиристорных контакторов , входы управлени узлов коммутации 12, 13 подключены к вторым управл ющим выходам, соответственно блоков управлени 11,10, а третьи выходы блоков управле- ни 10, 11 объединены между собой и л л подключены к вторым управл ющим входам узлов коммутации 8, 9, первый 14 и второй 15 узлы контрол проводимости, входы ко-. V.: торых подключены к контролирующим вы- :л ходам тиристорных контакторов соответственно 1 и 2, а выходы - к входам блоков управлени соответственно 10 и 11. , ; Узлы коммутации 8 и 9 включают в себ . . четыре тиристора 16-19, образующих однофазный мОст, выводы посто нного тока ко- торого подключены к входам своего узла V : коммутации, выводы переменного тока - к .выходам своего узла коммутации, управл The device (figure 1) contains the first 1 and; the second 2 thyristor contactors, the inputs of which are designed to be connected to power sources, and the outputs are connected via mechanical switches 3,4 and connected to the total load 5, the first b and second 7 are damping nodes, the inputs of which are connected to the inputs of the first 1 and second 2 thyristor contactors, per. : 8 and second 9 switching nodes, the inputs of which are connected to the outputs of the first 6 and second 7 blanking nodes, and the outputs are connected to the first and second inputs of the thyristor contactor forcing off respectively 1 and 2, the first 10 and second 11 control units, control inputs which are intended for external control, and the first control outputs are connected to the control inputs of the first 1 and second 2 thyristor contactors, respectively. control outputs - to the first control inputs of the first 8 and second 9 switching nodes, the third 12 and fourth 13 switching nodes, the inputs of which are connected to the outputs of the first 6 and second 7 blanking nodes, respectively; the strokes are connected to the first inputs of the forced off switch, respectively, of the second 2 and first 1 thyristor contactors, the control inputs of the switching nodes 12, 13 are connected to the second control outputs, respectively, of the control units 11,10, and the third outputs of the control units None 10, 11 are interconnected and are connected to the second control inputs of the switching nodes 8, 9, the first 14 and the second 15 conductivity monitoring nodes, the inputs are co. V .: of which are connected to the monitoring outputs -: the outputs of the thyristor contactors 1 and 2, respectively, and the outputs - to the inputs of the control units, respectively 10 and 11.,; The switching nodes 8 and 9 include. . four thyristors 16-19, forming a single-phase bridge, the DC outputs of which are connected to the inputs of their node V: switching, the AC terminals - to the outputs of their switching node, control

ющие входы тиристоров 16, 17 подключены к первому управл ющему входу, управл ющие входы тиристоров .18, 19 подключены к второму управл ющему входу, тиристорные контакторы 1,2 выполнены на двух 20, 21 встречно-параллельно включенных тири- сторах, узлы коммутации 12, 13 состо т из двух 22,23 последовательно включенных тиристоров , подключенных к входам своих узлов коммутации, узел соединени тиристоров 22, 23 подключен к выходу сво- его узла коммутации, а управл ющие входы тиристоров 22, 23 подключены к управл ющим входам своих узлов коммутации; : Схема узлов гашени 6, 7 (фиг.2) включает в себ трансформатор 24, первичные обмотки которого подключены к входу узла гашени , а вторична обмотка через диод 25 и резистор 26 подключена к конденсаторуthyristor 16, 17 inputs are connected to the first control input, thyristor control inputs. 18, 19 are connected to the second control input, thyristor contactors 1,2 are made on two 20, 21 in-parallel thyristors, switching nodes 12 , 13 consist of two 22.23 serially connected thyristors connected to the inputs of their switching nodes, the thyristor connection node 22, 23 is connected to the output of their switching node, and the control inputs of thyristors 22, 23 are connected to the control inputs of their nodes switching : The circuit of the quench nodes 6, 7 (Fig. 2) includes a transformer 24, the primary windings of which are connected to the input of the quench node, and the secondary winding through the diode 25 and the resistor 26 is connected to the capacitor

27, с которым последовательно включен реактор 28. Выводы конденсатора 27 и реактора 28, несв занные Друг с другом, подключены соответственно к выходам узла гашени .27, with which the reactor 28 is connected in series. The terminals of the capacitor 27 and the reactor 28, which are not connected to each other, are connected respectively to the exits of the quench assembly.

. Устройство (фиг, 1) работает следующим образом. . oy v ; -; /.; - ,/.- .;: . В исходном состо нии на входы тиристорных контакторов 1, 2 поданы напр жени от двух источников питани .. Узлы гашени б, 7 обеспечивают зар д конденсаторов 27 В; своих узлах напр жением, указанным на фиг,2. ;. ; ; , . . . The device (FIG. 1) operates as follows. . oy v; -; / .; -, / .-.;:. In the initial state, the voltages from two power sources are applied to the inputs of the thyristor contactors 1, 2. The blanking units b, 7 provide a charge of 27 V capacitors; their nodes with the voltage indicated in FIG. 2. ;. ; ; ,. .

Механические выключатели 3,4 замкнуты . При поступлении пускового сигнала на вход управлени блока управлени 10, последний формирует сигналы управлени , которые поступают на управл ющие входы Тиристорного контактора 1. Зто приводит к включению тиристоров 20, 21 тиристорногоMechanical switches 3,4 are closed. When a trigger signal is received at the control input of the control unit 10, the latter generates control signals that are fed to the control inputs of the Thyristor contactor 1. This leads to the inclusion of thyristors 20, 21 of the thyristor

контактора 1, и на нагрузке 5 по вл етс contactor 1, and at load 5 appears

.напр жение. л : . ; . ,, .. voltage. l :. ; . ,,.

При аварии в источнике питани , под ключенном к входу тиристорного контактора 1, на управл ющий вход блокаIn the event of an accident in the power supply connected to the input of the thyristor contactor 1, to the control input of the unit

управлени 1 поступает стоповый сигнал, а на управл ющий вход блока управлени 11 - пусковой сигнал. При этом блок.управдени 10 снимает сигналы управлени с тиристоров 20, 21 тиристорного контактора 1.control 1 receives a stop signal, and a control signal 11 is sent to the control input of control unit 11. In this case, the control unit 10 removes the control signals from the thyristors 20, 21 of the thyristor contactor 1.

Одновременно блок управлени 10 совмест- ,но с узлом контрол проеодимости:14 формируют одиночные импульсы, которые при открытом тиристоре 20 тиристорного контактора 1, поступают на управл ющие входы тиристоров-16, 19 узла коммутации 8, тиристора 17 узла коммутации 9 и тиристора 22 узла коммутации 13. В результате, выходы узлов гашени 6 и 7 подключаютс к тиристору 20 тиристорного контактора 1.At the same time, the control unit 10 is compatible with, but with the control unit of permeability: 14 form single pulses, which, when the thyristor 20 of the thyristor contactor 1 is open, are fed to the control inputs of the thyristors-16, 19 of the switching unit 8, the thyristor 17 of the switching unit 9 and the thyristor 22 node switching 13. As a result, the outputs of the blanking units 6 and 7 are connected to the thyristor 20 of the thyristor contactor 1.

Конденсаторы 27 узлов гашени 6, 7 разр Capacitors 27 quench nodes 6, 7 bits

жа сь обеспечивают отключение этого тиристора , еследовательно, и всего тиристорного конТактор,а 1. Одновременно блок управлений 11 аналогично блоку управлени 10 обеспечивает включение тиристорного контактора 2. ;murally ensure that this thyristor, consequently, and the entire thyristor contactor is turned off, and 1. At the same time, the control unit 11, similarly to the control unit 10, enables the thyristor contactor 2. to be turned on;

В случае, если в тйристорном контакторе 1 при отключении был открыт тиристор 21 ,тр блок управлени 10 совместно сузлом контрол проводимости 14 формируют одиночные импульсы, которые поступают на управл ющие входы тиристоров .17, 18 узла коммутаций 8, тиристора 16 узла коммутации тиристрра 23 узла коммутации 13, При восстановлении отказавшего источника питани с помощью подачи на управл ющие входы блоков управлени 10, 11 соответствующих сигналов, питание нагрузки5 может быть аналогично переведено на восстановившийс источник литани .In the event that thyristor 21 was opened in thyristor contactor 1 during tripping, the control unit 10 together with the conduction control node 14 form single pulses that are fed to the control inputs of the thyristors .17, 18 switching nodes 8, thyristor 16 switching nodes of the thyristor 23 nodes switching 13. When recovering a failed power source by applying corresponding signals to the control inputs of the control units 10, 11, the load power 5 can likewise be transferred to the restored lithium source.

Узел гашени (фиг.2) работает следующим образом.Node blanking (figure 2) works as follows.

Переменное напр жение с входов тири- еторных контакторов 1, 2 поступают на первичную обмотку трансформатора 24 соответствующего узла гашени .Alternating voltage from the inputs of the thyristor contactors 1, 2 is supplied to the primary winding of the transformer 24 of the corresponding quenching unit.

Напр жение с вторичной обмотки трансформатора 24 через выпр мительный диод 25 и токоограничивающий резистор 26 поступает на конденсатор.27, обеспечива его зар д с пол рностью напр жени , указанной на фиг.2. При включении тиристоров узлов коммутации конденсаторов 27 разр жаетс . Трансформатор 24, диод 25 и резистор 26 обеспечивают при этом повторный зар д конденсатора 27.:The voltage from the secondary winding of the transformer 24 through the rectifier diode 25 and the current-limiting resistor 26 is applied to the capacitor. 27, providing it with a voltage polarity indicated in Fig. 2. When the thyristors are switched on, the capacitor switching units 27 are discharged. A transformer 24, a diode 25 and a resistor 26 provide for the recharging of the capacitor 27 .:

В качестве питающих источников, подключаемых к входам тиристорных контакторов 1, 2 могут быть использованы как промышленные сети, так и автономные инверторы . Последние могут подключатьс к нагрузке как поочередно (аналогично описанному выше), так и одновременно, т.е. параллельно работать на общую нагрузку, при параллельной работе двух инверторов оба тиристорных контактора 1, 2 включены. Отключение одного из них происходит по аварийному сигналу с отказавшего инвертора , который поступает на вход управлени : соответствующего блока управлени . Это приводит к отключению отказавшего инвертора от нагрузки 5. После восстановлени отказавшего инвертора он снова под ключа1 етс к нагрузке 5 включением соответству- ющегРтиристорного контактора. - .As supply sources, connected to the inputs of thyristor contactors 1, 2, both industrial networks and autonomous inverters can be used. The latter can be connected to the load both alternately (as described above) and simultaneously, i.e. work parallel to the total load, with the parallel operation of two inverters, both thyristor contactors 1, 2 are turned on. One of them is switched off by an alarm signal from a failed inverter, which is fed to the control input: the corresponding control unit. This leads to the disconnection of the failed inverter from load 5. After the restoration of the failed inverter, it is again under the key1 to load 5 by switching on the corresponding Thyristor contactor. -.

Параметры конденсаторов 27 и реакторов 28 узлов гашени 6, 7 определ ютс исход из времени выключени тирийторов тиристорных контакторов 1, 2 и максимального отключаемого тока. Последний определ етс величиной нагрузки 5, максимальной величиной перенапр жений источников питани , а при параллельной работе двух ин: верторов - величиной уравнительного токаThe parameters of the capacitors 27 and the reactors 28 of the quenching units 6, 7 are determined based on the off time of the thyristors of the thyristor contactors 1, 2 and the maximum disconnected current. The latter is determined by the magnitude of the load 5, the maximum magnitude of the overvoltage of the power sources, and in parallel operation of two inverters - by the value of the surge current

5 при аварии одного из инверторов. Поэтому5 during the accident of one of the inverters. therefore

;:; величина отключаемого тока обычно в-УЙ ЙУ; сколько раз превышает номинальный нагрузки 5. :-.. ... .-- .У: у; Ч;:; the value of the disconnected current is usually in-UY YU; how many times exceeds the rated load 5.: - .. ... .-- .U: y; H

.Так как узлы гашени 6, 7 по выходу. Since the extinguishing nodes 6, 7 at the exit

10 включаютс параллельно через узлы коммутации 8, 9, 12, 13 и участвуют при выключе- Унии обоих тиристорных контакторов 1, 2, то, следовательно, каждый из них должен быть рассчитан на отключение половины мэкси110 are switched on in parallel through the switching nodes 8, 9, 12, 13 and are involved in switching off both thyristor contactors 1, 2, then, therefore, each of them must be designed to disable half of maxi1

15 мзльно отключаемого тока. При этом тири- : сторы узлов коммутации 8, 9 должны быть рассчитаны на протекание через них половины максимального тока, создаваемого узлами гашени 6, 7. при отключении15 mzlno disconnected current. In this case, tiri-: the sides of the switching nodes 8, 9 should be designed for half of the maximum current generated by the blanking nodes 6, 7 to flow through them.

0 тиристорных контакторов 1, 2.0 thyristor contactors 1, 2.

Механические выключатели 3, 4 используютс дл сн ти напр жени с соответствующего тиристорного контактора при выводе его на профилактику или ремонт.Mechanical switches 3, 4 are used to relieve voltage from the corresponding thyristor contactor when it is routed for maintenance or repair.

5 Они могут использоватьс также дл отклю чени отказавшего тиристорного контактора (пробой тиристора) от нагрузки, В этом5 They can also be used to disconnect a failed thyristor contactor (breakdown of the thyristor) from the load.

: случае блок управлени должен по сигналам с узла контрол проводимости обеспечи0 вать контроль исправности тиристорного контактора и при обнаружении неисправности выдавать на управл ющий вход механического выключател соответствующий сигнал (на фиг.1 не показано).: in the case, the control unit must, based on the signals from the conduction control unit, ensure the functioning of the thyristor contactor and, if a malfunction is detected, output the corresponding signal to the control input of the mechanical switch (not shown in Fig. 1).

5 . Узлы контрол проводимости 14, 15 выполн ютс в виде датчиков тока, фиксирующих открытое и закрытое состо ние, причем ; уровень тока фиксации должен быть мень- шё тока удержани тиристоров контакторов5 . Conductivity monitoring units 14, 15 are made in the form of current sensors detecting an open and closed state, moreover; the level of the clamping current should be less than the holding current of the contactor thyristors

0 1, 2. Сигналы с узлов контрол проводимости 14, 15 используютс блоками управлени 10, .11 дл определени на какие0 1, 2. Signals from conductivity monitoring nodes 14, 15 are used by control units 10, .11 to determine which

: тиристоры узлов коммутации 8, 9, 12, 13: thyristors of switching nodes 8, 9, 12, 13

подать сигналы управлени , чтобы подклю- 5 чить узлы гашени 6.и 7 к провод щему give control signals to connect quench nodes 6.and 7 to the conductive

тиристору отключаемого тиристорного кон- ;Тактора в запирающем направлений, .: Таким образом, использование предла- гаемого технического решени позвол ет 0 уменьшить массо-габаритные показатели thyristor switchable thyristor con; Tactor in the locking direction,.: Thus, the use of the proposed technical solution allows 0 to reduce the overall dimensions

быстродействующего переключающего уст-У, ройства с сохранением его коммутационной .;сг1особности.; -. ;. :.-:..;, -..;: .. .;/ .;:.. . / ,high-speed switching mouth-U, rostoy while maintaining its switching.; with1 features .; -. ;. : .-: ..;; - ..;: ...; /.;: ... /,

v ;ф о р мул а и з о б ре те н и 5 у Быстродействующее переключающее устройство, включающее первый и вТЬрой тйристорйыё контакторы, входы которых предназначены дл подключени к источникам питаний, а выходы объединены через Механические выключатели и подключены к v; Formula and Sample 5 y High-speed switching device, including the first and third Thyristor contactors, the inputs of which are designed to connect to power sources, and the outputs are connected via mechanical switches and connected to

общей нагрузке, первый и второй узлы гашени , входы которых подключены к входам своих тиристорных контакторов, первый и второй узлы коммутации, входы которых подключены к выходам соответственно пер- вого и второго узлов гашени , а выходы подключены к первому и второму входам принудительное выключени соответственно первого и второго тиристорных контакторов , .первьГй и второй блоки управлени , входы управлени которых предназначены дл внешнего управлени , а первые управл ющие выходы подключены к управл ющим входам соответственно первого и второго тиристорных контакторов, вторые управл ющие выходы - к первым управл ющим входам соответственно первого и второго узлов коммутации, отличающеес тем, что, с целью уменьшени массогабаритных- показателей, дополни- the total load, the first and second blanking nodes, the inputs of which are connected to the inputs of their thyristor contactors, the first and second switching nodes, the inputs of which are connected to the outputs of the first and second blanking nodes, and the outputs are connected to the first and second inputs, forced shutdown respectively of the first and the second thyristor contactors, the first and second control units, the control inputs of which are designed for external control, and the first control outputs are connected to the control inputs respectively of the second and second thyristor contactors, the second control outputs to the first control inputs of the first and second switching nodes, respectively, characterized in that, in order to reduce the overall dimensions, additional

тельно введены третий и четвертый узлы коммутации, входы которых подключены к выходам соответственно первого и второго узлов гашени , выходы - к первым входам принудительного выключени соответственно второгр и первого тиристорных контакторов , . а входы управлени - к вторым управл ющим выходам соответственно второго и первого блоков управлени , первый и второй узлы контрол проводимости, входы которых подключены к дополнительным контролирующим выходам соответственно первого и второго тиристорных контакторов , а выходы - к входам соответственно первого и второго блоков управлени , причем оба блока управлени снабжены третьими управл ющими выходами, которые объединены и подключены к вторым управл ющим входам первого и второго узлов коммутации.the third and fourth switching nodes have been introduced, the inputs of which are connected to the outputs of the first and second blanking nodes, respectively, and the outputs are connected to the first inputs of the forced shutdown of the second and first thyristor contactors, respectively. and the control inputs to the second control outputs of the second and first control units, the first and second conductivity monitoring nodes, the inputs of which are connected to additional control outputs of the first and second thyristor contactors, and the outputs to the inputs of the first and second control units, both control units are provided with third control outputs, which are combined and connected to the second control inputs of the first and second switching nodes.

Фаг. IPhage I