RU2011259C1

RU2011259C1 - Device for short-circuit and overload protection of reversible converter

Info

Publication number: RU2011259C1
Authority: RU
Inventors: Владимир Сергеевич Копырин; Наталья Владимировна Копырина; Валерий Васильевич Куцин; Адольф Давидович Гильдебранд
Original assignee: Владимир Сергеевич Копырин; Наталья Владимировна Копырина; Валерий Васильевич Куцин; Адольф Давидович Гильдебранд
Priority date: 1991-11-04
Filing date: 1991-11-04
Publication date: 1994-04-15

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: device for short-circuit and overload protection of reversible converter has two diodes connected in opposition and two thyristors connected in opposition, connected to whose anode are the cathodes of the thyristors via a series-connected thyristor switch with artificial switching action, reference current source and a choke, connected in series with the diodes and thyristors are four current flow direction transducers, whose outputs are connected to the inputs of the diodes and thyristors fault signalization unit and inputs of the first OR circuit, whose output is connected to the actuator and first input of the second OR circuit, whose second input is connected via a comparator to the converter current transducer, and the output of the second OR circuit is connected via the cut-out control unit to the first control input of the thyristor switch with artificial switching action, whose second input is connected to the output of the cut-in unit of the thyristor switch with artificial switching action. EFFECT: facilitated procedure. 1 dwg

Description

Изобретение относится к преобразовательной технике, а именно к устройствам защиты полупроводниковых преобразователей, в частности реверсивных преобразователей. The invention relates to a conversion technique, and in particular, to protection devices for semiconductor converters, in particular reverse converters.

Известно устройство для защиты реверсивного преобразователя от короткого замыкания и перегрузки, содержащее датчик тока и первый диод, включенные последовательно между однополярным выводом для подключения преобразователя и нагрузки, источник опорного тока, один вывод которого подключен к катоду диода, а другой через дроссель соединен с первым выводом тиристорного ключа с принудительной коммутацией, и блок задания уставки, вход которого подключен к выходу датчика тока, а выход через блок управления источником опорного тока соединен с управляющим входом источника опорного тока [1] . A device is known for protecting a reversing converter from short circuit and overload, comprising a current sensor and a first diode connected in series between a unipolar terminal for connecting the converter and a load, a reference current source, one terminal of which is connected to the diode's cathode, and the other through a choke is connected to the first terminal a thyristor key with forced switching, and a setpoint setting unit, the input of which is connected to the output of the current sensor, and the output through the control unit of the reference current source is connected to directs input of the reference current source [1].

Это устройство обладает высоким быстродействием и экономичностью. This device has high speed and efficiency.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является устройство для защиты реверсивного преобразователя от короткого замыкания и перегрузки, содержащее тиристорный ключ с искусственной коммутацией, два встречновключенных диода, датчик тока, первый вывод которого подключен к первой клемме для подключения преобразователя, а выход датчика тока через последовательно соединенные блок задания уставки и блок управления источника опорного тока подключен к управляющему входу источника опорного тока, один вывод которого подключен к одному выводу дросселя [2] . The closest to the proposed technical essence and the achieved positive effect is a device for protecting the reversing transducer from short circuit and overload, containing a thyristor switch with artificial switching, two interconnected diodes, a current sensor, the first output of which is connected to the first terminal for connecting the converter, and the output the current sensor through a series-connected setpoint setting unit and the control unit of the reference current source is connected to the control input of the op polar current, one terminal of which is connected to one terminal of inductor [2].

Недостатком известных устройств является низкая надежность, обусловленная невозможностью их срабатывания при перегрузках и коротких замыканиях и, следовательно, невозможностью защиты реверсивного преобразователя при выходе из строя в результате пробоя диодов. A disadvantage of the known devices is the low reliability due to the impossibility of their operation during overloads and short circuits and, therefore, the inability to protect the reversing converter in case of failure as a result of breakdown of the diodes.

Цель изобретения - повышение надежности. The purpose of the invention is to increase reliability.

В устройство для защиты реверсивного преобразователя от короткого замыкания и перегрузки введены два встречновключенных тиристора, два формирователя импульсов управления, формирователь запускающих импульсов, датчик нулевого тока, компаратор, блок отключения тиристорного ключа с искусственной коммутацией и блок включения тиристорного ключа с искусственной коммутацией, четыре датчика направления тока, два элемента ИЛИ и блок неисправности диодов и тиристоров, причем первый вывод первого датчика направления тока подключен к аноду первого диода, а второй - к второму выводу датчика тока и через второй датчик направления тока к катоду первого тиристора, первый вывод третьего датчика направления тока подключен к аноду второго диода, а второй - к первой клемме для подключения нагрузки и через четвертый датчик направления тока к катоду второго тиристора, причем выходы датчиков направления тока подключены к входам блока сигнализации неисправности диодов и тиристоров и входам первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к исполнительному органу и первому входу второго элемента ИЛИ, к второму входу которого подключен выход компаратора, вход которого подключен к выходу датчика тока, а выход второго элемента ИЛИ подключен к входу блока управления отключением тиристорного ключа с искусственной коммутацией, выход которого подключен к первому управляющему входу тиристорного ключа с искусственной коммутацией, к второму управляющему входу которого подключен выход блока включения тиристорного ключа с искусственной коммутацией, один вывод тиристорного ключа с искусственной коммутацией подключен к катодам диодов, а другой - к другому выводу источника опорного тока, при этом первый вывод датчика нулевого тока соединен с клеммой для подключения преобразователя, а второй - с второй клеммой для подключения нагрузки, выход датчика нулевого тока через формирователь запускающих импульсов и соответствующие формирователи импульсов управления подключен к управляющим цепям первого и второго тиристоров, аноды которых подключены к другому выводу дросселя. Two counter-connected thyristors, two control pulse shapers, a trigger pulse shaper, a zero current sensor, a comparator, an artificial switching thyristor switch block and an artificial switching thyristor switch block, four direction sensors are introduced into the device for protecting the reversing converter from short circuit and overload current, two OR elements and a fault block of diodes and thyristors, and the first output of the first current direction sensor is connected to the anode of the second diode, and the second to the second output of the current sensor and through the second current direction sensor to the cathode of the first thyristor, the first output of the third current direction sensor is connected to the anode of the second diode, and the second to the first terminal for connecting the load and through the fourth current direction sensor to the cathode of the second thyristor, and the outputs of the current direction sensors are connected to the inputs of the malfunction signaling unit of the diodes and thyristors and the inputs of the first OR element, the output of which is connected to the actuator and the first input of the second ele OR, the second input of which is connected to the output of the comparator, the input of which is connected to the output of the current sensor, and the output of the second element OR is connected to the input of the control unit for switching off the thyristor switch with artificial switching, the output of which is connected to the first control input of the thyristor switch with artificial switching, the second control input of which the output of the thyristor key switching unit with artificial switching is connected, one output of the artificial switching thyristor key is connected to the diode cathodes dow, and the other to another output of the reference current source, while the first output of the zero current sensor is connected to the terminal for connecting the converter, and the second to the second terminal for connecting the load, the output of the zero current sensor is connected through the driver of the starting pulses and the corresponding pulse shapers of the control to the control circuits of the first and second thyristors, the anodes of which are connected to another terminal of the inductor.

На чертеже представлено предлагаемое устройство. The drawing shows the proposed device.

Между преобразователем 1 и нагрузкой 2 подключены датчик 3 тока, первый 4, второй 5, третий 6 и четвертый 7 датчики направления тока, первый 8 и второй 9 диоды, первый 10 и второй 11 тиристоры и датчик 12 нулевого тока. Первая клемма для подключения преобразователя 1 подключена через последовательно соединенные датчики 3 и 4 к аноду первого диода 8. Анод второго диода 9 подключен через третий датчик 6 к первой клемме для подключения нагрузки. Катод первого тиристора 10 подключен через второй датчик 5 к общей точке соединения датчиков 3 и 4. Катод второго тиристора 11 подключен через четвертый датчик 7 к первой клемме для подключения нагрузки 2. Первый вывод датчика 12 соединен с второй клеммой для подключения преобразователя 1, а второй - с второй клеммой для подключения нагрузки 2. A current sensor 3, first 4, second 5, third 6 and fourth 7 current direction sensors, first 8 and second 9 diodes, first 10 and second 11 thyristors and zero current sensor 12 are connected between the converter 1 and load 2. The first terminal for connecting the converter 1 is connected via series-connected sensors 3 and 4 to the anode of the first diode 8. The anode of the second diode 9 is connected through the third sensor 6 to the first terminal for connecting the load. The cathode of the first thyristor 10 is connected through a second sensor 5 to a common point of connection of sensors 3 and 4. The cathode of the second thyristor 11 is connected through a fourth sensor 7 to the first terminal for connecting the load 2. The first output of the sensor 12 is connected to the second terminal for connecting the converter 1, and the second - with a second terminal for load connection 2.

Выход датчика 12 через формирователь 13 и соответствующие первый 14 и второй 15 формирователи подключен к управляющим цепям первого 10 и второго 11 тиристоров. Аноды первого 8 и второго 9 диодов через последовательно соединенные тиристорный ключ 16 с искусственной коммутацией, источник 17 опорного тока и дроссель 18 подключены к анодам тиристоров 10 и 11, выход датчика 3 подключен через последовательно соединенные блок 10 задания уставки и блок 20 управления источника опорного тока к управляющему входу источника 17, выходы датчиков 4-7 подключены к входам блока 21 сигнализации неисправности диодов и тиристоров и входам первого элемента ИЛИ 22, выход которого подключен к исполнительному органу 23 и первому входу второго элемента ИЛИ 24, к второму входу которого подключен выход датчика 3 через компаратор 25. Выход второго элемента ИЛИ 24 подключен через блок 26 управления отключением тиристорного ключа с искусственной коммутацией к первому управляющему входу тиристорного ключа 16, к второму управляющему входу которого подключен выход блока 27 включения тиристорного ключа с искусственной коммутацией. The output of the sensor 12 through the shaper 13 and the corresponding first 14 and second 15 shapers connected to the control circuits of the first 10 and second 11 thyristors. The anodes of the first 8 and second 9 diodes through a series-connected thyristor switch 16 with artificial switching, the reference current source 17 and the inductor 18 are connected to the anodes of the thyristors 10 and 11, the output of the sensor 3 is connected through a series-connected setpoint setting unit 10 and a reference current source control unit 20 to the control input of the source 17, the outputs of the sensors 4-7 are connected to the inputs of the block 21 alarm malfunction of the diodes and thyristors and the inputs of the first element OR 22, the output of which is connected to the actuator 23 and the first the ode of the second element OR 24, to the second input of which the output of the sensor 3 is connected through the comparator 25. The output of the second element OR 24 is connected through the block 26 control switch off the thyristor key with artificial switching to the first control input of the thyristor key 16, to the second control input of which the output of the block is connected 27 turning on the thyristor switch with artificial switching.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

В нормальном режиме преобразователя 1 ток I_п на его выходе равен току нагрузки I_н и меньше тока срабатывания защиты I_с.з. (I_п = I_н < I_с.з.). Источник 17 опорного тока создает опорный ток, протекающий по одной из двух цепей: первая цепь - источник 17, дроссель 18, тиристор 11, четвертый датчик 7, третий датчик 6, диод 9, тристорный ключ 16; вторая цепь - источник 17, дроссель 18, тиристор 10, второй датчик 5, первый датчик 4, диод 8, тиристорный ключ 16. Условие протекания опорного тока по первой цепи: диод 8 направлен согласно, а диод 9 - встречно по отношению к направлению тока, протекающего по верхнему токопроводу, соединяющему преобразователь 1 и нагрузку 2; тиристорный ключ 16 с искусственной коммутацией должен быть включен и тиристор 11 должен находиться в открытом состоянии. Условия протекания опорного тока по второй цепи: диод 8 направлен встречно, а диод 9 - согласно по отношению к направлению тока преобразователя 1 в верхнем токопроводе; тиристорный ключ 16 с искусственной коммутацией должен быть включен и тиристор 10 должен находиться в открытом состоянии. Функционирование первой цепи соответствует режиму передачи энергии от преобразователя 1 к нагрузке 2, а второй цепи - наоборот.In the normal mode of the converter 1, the current I _p at its output is equal to the load current I _n and less than the trip current of the protection I _c . (I _p = I _n <I _sz ). The reference current source 17 creates a reference current flowing along one of two circuits: the first circuit is a source 17, an inductor 18, a thyristor 11, a fourth sensor 7, a third sensor 6, a diode 9, a triac switch 16; the second circuit is the source 17, the inductor 18, the thyristor 10, the second sensor 5, the first sensor 4, the diode 8, the thyristor switch 16. The condition for the reference current to flow along the first circuit: diode 8 is directed in accordance with, and diode 9 is opposite to the current direction flowing through the upper current path connecting the converter 1 and the load 2; thyristor switch 16 with artificial switching should be turned on and thyristor 11 should be in the open state. Conditions for the flow of the reference current along the second circuit: the diode 8 is directed in the opposite direction, and the diode 9 is in accordance with the current direction of the converter 1 in the upper current lead; thyristor switch 16 with artificial switching should be turned on and thyristor 10 should be in the open state. The operation of the first circuit corresponds to the mode of energy transfer from the converter 1 to the load 2, and the second circuit is vice versa.

Опорный ток больше тока нагрузки на величину ΔI = I_оп - I_н и поэтому ток, протекающий через диоды 8 и 9, а также тиристоры 10 и 11, равен разности опорного тока и тока преобразователя, т. е. I_д = I_т = Δ I = I_оп - I_п = I_оп - I_н. В диапазоне увеличения тока преобразователя от величины (I_с.з. - Δ I) до I_с.з. опорный ток остается величиной постоянной и равным току срабатывания защиты I_с.з. = I_оп. = сonst, а ток, протекающий по диодам и тиристорам, уменьшается от Δ I до нуля.The reference current is greater than the load current by the amount ΔI = I _op - I _n and therefore the current flowing through the diodes 8 and 9, as well as the thyristors 10 and 11, is equal to the difference between the reference current and the current of the converter, i.e., I _d = I _t = Δ I = I _op - I _p = I _op - I _n In the range of increasing the converter current from the value (I _s.z. - Δ I) to I _s.z. the reference current remains constant and equal to the trip current of the protection I _s.z. = I _op. = const, and the current flowing through the diodes and thyristors decreases from Δ I to zero.

Рассмотрим нормальный режим работы преобразователя 1 при передаче мощности от преобразователя 1 к нагрузке 2, т. е. по верхнему токопроводу ток протекает от преобразователя 1 к нагрузке 2. Сигнал U_тп с выхода датчика 3 в блоке 19 задания уставки суммируется с сигналом U_Δ , пропорциональным величине опорного Δ I(U_тп + U_Δ = U_з.у.). Сигнал U_з.у. пропорционален току (I_п + Δ I) и поступает на вход блока 20, который обеспечивает протекание опорного тока по цепи: источник 17, дроссель 18, тиристор 11, датчик 7, датчик 6, диод 9, тиристорный ключ 16. При этом тиристорный ключ 16 открыт в результате подачи управляющего сигнала на открывание от блока 27 включения тиристорного ключа, а также открыт тиристор 11 в результате формирования импульсов на выходе формирователя 13 запускающих импульсов и формирователя 15 импульсов управления тиристора 11. В нормальном режиме работы преобразователя 1 скорость изменения опорного тока dI_оп/dt должна быть больше или равна максимальной скорости изменения тока нагрузки (dI_н/dt)max, чтобы исключить ложное срабатывание защиты. С учетом этого условия должна выбираться величина приращения тока Δ I.Consider the normal mode of operation of converter 1 when power is transferred from converter 1 to load 2, i.e., the current flows through the upper current path from converter 1 to load 2. The signal U _tp from the output of the sensor 3 in the setpoint setting unit 19 is summed with the signal U _Δ , proportional to the value of the reference Δ I (U _TP + U _Δ = U _z.u. ). Signal U _c.u. proportional to the current (I _p + Δ I) and enters the input of block 20, which provides the flow of the reference current through the circuit: source 17, inductor 18, thyristor 11, sensor 7, sensor 6, diode 9, thyristor switch 16. At the same time, the thyristor switch 16 is opened by supplying a control signal for opening from the thyristor switch on unit 27, and thyristor 11 is opened as a result of the formation of pulses at the output of the driver pulses 13 of the triggering pulses and the driver 15 of the thyristor control pulses 11. In the normal mode of operation of the converter 1, the speed eniya _op reference current dI / dt must be greater than or equal to the maximum rate of change of the load current (dI _N / dt) max, to avoid false triggering protection. With this condition in mind, the current increment Δ I.

При перегрузке ток на выходе преобразователя 1 становится больше опорного тока I_п > I_оп = I_с.з. В результате диод 9 запирается и ток через него прерывается. Ток нагрузки начинает протекать по вспомогательной цепи устройства защиты: диод 8, тиристорный ключ 16, источник 17 опорного тока, дроссель 18, тиристор 11, датчик 7 направления тока. Скорость нарастания тока перегрузки ограничивается дросселем 18. По достижении тока нагрузки величины тока срабатывания защиты сигнал с выхода датчика тока 3 становится достаточным для срабатывания компаратора 25, выходной сигнал которого поступает на второй вход второго элемента ИЛИ, на выходе которого появляется сигнал, поступающий на вход блока 26 управления, который формирует сигнал на втором управляющем входе тиристорного ключа 6 с искусственной коммутацией, обеспечивающий закрывание ключа 16 и прерывание тока перегрузки, а, следовательно, отключение преобразователя 1 от нагрузки 2 и прерывание аварийного режима.When overloaded, the current at the output of the converter 1 becomes larger than the reference current I _p > I _op = I _sz . As a result, the diode 9 is locked and the current through it is interrupted. The load current begins to flow through the auxiliary circuit of the protection device: diode 8, thyristor switch 16, reference current source 17, inductor 18, thyristor 11, current direction sensor 7. The slew rate of the overload current is limited by the inductor 18. Upon reaching the load current, the tripping current value of the signal from the output of the current sensor 3 becomes sufficient to trigger the comparator 25, the output signal of which is fed to the second input of the second OR element, the output of which is the signal supplied to the input of the unit 26 control, which generates a signal at the second control input of the thyristor key 6 with artificial switching, providing the closure of the key 16 and the interruption of the overload current, and, consequently In particular, disconnection of converter 1 from load 2 and interruption of emergency operation.

При коротком замыкании в нагрузке 2, на ее входе или между токопроводами, соединяющими устройство защиты и нагрузку 2, ограничивание скорости нарастания тока короткого замыкания, его прерывание и отключение преобразователя 1 от нагрузки 2 аналогично. In case of a short circuit in load 2, at its input or between the current conductors connecting the protection device and load 2, limiting the rate of rise of the short circuit current, interrupting it and disconnecting the converter 1 from load 2 is similar.

При передаче мощности от нагрузки 2 к преобразователю 1 по верхнему токопроводу ток протекает от нагрузки 2 к преобразователю 1. Например, такой режим соответствует рекуперации энергии в питающую сеть при переводе нагрузки 2 в генераторный режим и наличии реверсивного преобразователя 1. Источник 17 опорного тока при его включении блоком 20 управления обеспечивает протекание опорного тока в нормальном режиме работы преобразователя 1 по цепи: источник 17, дроссель 18, тиристор 10, датчик 5, датчик 4, диод 8, тиристорный ключ 16. В остальном функционирование устройства защиты в нормальном режиме работы системы преобразователь 1 - нагрузка 2, при перегрузке и коротком замыкании в преобразователе 1 или на его выходе аналогично рассмотренному. When power is transferred from load 2 to converter 1 through the upper current path, current flows from load 2 to converter 1. For example, this mode corresponds to the recovery of energy into the supply network when transferring load 2 to the generator mode and the presence of a reverse converter 1. Source 17 of the reference current when turned on by the control unit 20, the reference current flows in the normal mode of operation of the converter 1 along the circuit: source 17, inductor 18, thyristor 10, sensor 5, sensor 4, diode 8, thyristor switch 16. The rest is functional Contents protection device in the normal system operating mode transducer 1 - load 2, with overload and short circuit in the transmitter 1 and at its output similarly considered.

При изменении направления тока или мощности на выходе реверсивного преобразователя 1, например при переходе его из выпрямительного режима в инверторный, ток уменьшается до нуля, а затем изменяет свое направление. В момент перехода тока через нуль на выходе датчика 12 нулевого тока появляется сигнал, поступающий на вход формирователя 13 запускающих импульсов. Этот сигнал запускает формирователь 13 и на его выходе появляются сигналы до тех пор, пока ток на выходе преобразователя 1 равен нулю, которые поступают на входы формирователей 14 и 15 тиристорами 10 и 11. Формирователи 14 и 15 формируют управляющие импульсы на тиристоры 10 и 11, которые открываются и по ним протекают токи под действием источника 17 опорного тока, равные по величины 0,5 Δ I, до тех пор, пока на выходе преобразователя 1 не появляется ток. Протекание тока на выходе преобразователя 1 обуславливает прекращение сигнала на выходе датчика 12 и импульсов на выходах формирователей 13 и 14, 15. Кроме того, закрывается один из тиристоров 10 или 11, а именно тот, который оказывается включенным встречно направлению тока на выходе преобразователя. Это приводит к работе защиты в нормальном режиме преобразователя 1, как было рассмотрено. When changing the direction of current or power at the output of the reversing converter 1, for example, when it switches from a rectifier mode to an inverter mode, the current decreases to zero, and then changes its direction. At the time of the transition of the current through zero at the output of the sensor 12 of the zero current signal appears at the input of the driver 13 trigger pulses. This signal triggers the shaper 13 and signals appear at its output until the current at the output of the converter 1 is zero, which are supplied to the inputs of the shapers 14 and 15 by thyristors 10 and 11. Shapers 14 and 15 generate control pulses to thyristors 10 and 11, which open and currents flow through them under the action of the reference current source 17, equal in magnitude to 0.5 Δ I, until a current appears at the output of the converter 1. The flow of current at the output of the converter 1 causes the termination of the signal at the output of the sensor 12 and the pulses at the outputs of the drivers 13 and 14, 15. In addition, one of the thyristors 10 or 11 is closed, namely one that turns on opposite to the direction of the current at the output of the converter. This leads to the operation of the protection in the normal mode of the Converter 1, as was discussed.

В случае целостности диодов 8 и 9 тиристоров 10 и 11 ток через них, как при нормальном функционировании защиты во всех режимах работы реверсивного преобразователя, так и в аварийных режимах, протекает только в одном направлении, от анода к катоду. Поэтому на выходах датчиков 4-7 сигналы отсутствуют, следовательно, отсутствуют сигналы на входах первого элемента ИЛИ 22 и блока 21 сигнализации неисправности диодов и тиристоров, который выдает информацию о целостности диагностируемых полупроводниковых вентилей. In the case of the integrity of the diodes 8 and 9 of the thyristors 10 and 11, the current through them, both during the normal functioning of the protection in all operating modes of the reversing converter and in emergency modes, flows in only one direction, from the anode to the cathode. Therefore, there are no signals at the outputs of sensors 4-7, therefore, there are no signals at the inputs of the first OR element 22 and the malfunction signaling unit 21 of diodes and thyristors, which gives information about the integrity of the diagnosed semiconductor valves.

При пробое одного или нескольких из указанных полупроводниковых приборов направление тока через неисправный диод или тиристор изменяется под действием напряжения преобразователя 1. В результате на выходе датчика направления тока, контролирующего неисправный полупроводниковый прибор, появляется сигнал. Этот сигнал поступает на один из входов блока 21 сигнализации неисправности диодов и тиристоров, который сигнализирует в виде световой (звуковой) информации о выходе из строя данного полупроводникового прибора. Сигнал одновременно поступает на один из входов первого элемента ИЛИ 22, на выходе которого также появляется сигнал, поступающий на первый вход второго элемента ИЛИ 24. Элемент ИЛИ 24 срабатывает, на его выходе появляется сигнал, поступающий на вход блока 26 управления отключением тиристорного ключа 16 с искусственной коммутацией, который прерывает цепь источника опорного тока. При этом, сигнал с выхода первого элемента ИЛИ 22 поступает на вход исполнительного органа 23, который отключает преобразователь 1 от сети. Отключение преобразователя 1 необходимо, так как при неисправном диоде 8 или 9, а также неисправном тиристоре 10 или 11 в случае возникновения перегрузки или короткого замыкания устройство защиты не может отключить эти аварийные токи, что приводит к выходу из строя исправных полупроводниковых приборов устройства защиты, а главное вентилей преобразователя 1. Устройство защиты функционирует аналогично и при выходе из строя более чем одного из полупроводниковых приборов. При этом только блок 21 сигнализирует о каждом из вышедших из строя полупроводниковых приборов. When one or more of these semiconductor devices is broken, the direction of the current through the faulty diode or thyristor changes under the action of the voltage of the converter 1. As a result, a signal appears at the output of the current direction sensor controlling the faulty semiconductor device. This signal is fed to one of the inputs of the diode and thyristor failure alarm unit 21, which signals in the form of light (sound) information about the failure of this semiconductor device. The signal is simultaneously fed to one of the inputs of the first element OR 22, the output of which also appears the signal fed to the first input of the second element OR 24. The element OR 24 is triggered, the signal received at the input of the block 26 of the thyristor switch off control 16 s appears artificial switching, which interrupts the circuit of the reference current source. In this case, the signal from the output of the first element OR 22 is fed to the input of the executive body 23, which disconnects the converter 1 from the network. Switching off the converter 1 is necessary, since with a faulty diode 8 or 9, as well as a faulty thyristor 10 or 11, in the event of an overload or short circuit, the protection device cannot disconnect these emergency currents, which leads to the failure of serviceable semiconductor devices of the protection device, and the main valve of the converter 1. The protection device functions similarly and in case of failure of more than one of the semiconductor devices. In this case, only block 21 signals each of the failed semiconductor devices.

Применение блоков сигнализации неисправности диодов 8 и 9 и тиристоров 10 и 11 с датчиками 4-7 направления тока и системой функционирования коммутации главных цепей преобразователя 1 и устройства для защиты обеспечивает существенное повышение надежности устройства за счет диагностирования основных силовых полупроводниковых приборов устройства. При этом исключается выход из строя дорогостоящих полупроводниковых приборов преобразователя 1 в случае неисправности диагностируемых диодов и тиристоров и возникновения аварийных режимов. Кроме того, исключается выход из строя, в этом случае, силовых полупроводниковых приборов: ключа 16, источника 17 и исправных диодов и тиристоров из числа диагностируемых. Кроме того, их диагностирование позволяет существенно сократить простой преобразователя при замене неисправного диода или тиристора. The use of error signaling units for diodes 8 and 9 and thyristors 10 and 11 with current direction sensors 4-7 and the switching system of the main circuits of the converter 1 and the protection device provides a significant increase in the reliability of the device by diagnosing the main power semiconductor devices of the device. This eliminates the failure of expensive semiconductor devices of the converter 1 in the event of a malfunction of the diagnosed diodes and thyristors and the occurrence of emergency conditions. In addition, the failure, in this case, of power semiconductor devices: key 16, source 17 and serviceable diodes and thyristors from the number of diagnosed, is excluded. In addition, their diagnosis can significantly reduce the simple converter when replacing a faulty diode or thyristor.

Устройство для защиты не вносит в главную цепь между реверсивным преобразователем и нагрузкой индуктивное сопротивление при любом направлении тока на выходе преобразователя. The protection device does not introduce inductance in the main circuit between the reversing converter and the load for any direction of current at the converter output.

Датчики направления тока могут быть выполнены на базе магнитоуправляемых контактов или полупроводниковых приборов (магнитодиоды, магнитотранзисторы и др. ). исключая разрыв главных цепей. Current direction sensors can be made on the basis of magnetically controlled contacts or semiconductor devices (magnetodiodes, magnetotransistors, etc.). excluding rupture of the main chains.

Блок сигнализации неисправности диодов и тиристоров может быть выполнен на основе светодиодов и полупроводниковых приборов. Такое выполнение датчиков направления тока и указанного блока вызывает незначительные затраты, малые массогабаритные показатели и незначительное потребление электроэнергии. Применение устройства для защиты позволяет получить значительный экономический эффект. The failure alarm unit of diodes and thyristors can be made on the basis of LEDs and semiconductor devices. This embodiment of the current direction sensors and the indicated unit causes low costs, small overall dimensions and low power consumption. The use of a protection device allows to obtain a significant economic effect.

Экспериментальные исследования устройства для защиты реверсивного преобразователя показали, что оно сохраняет такие положительные свойства известного (прототипа), как высокое быстродействие, простота в обслуживании, высокие энергетические показатели и другие и позволяет существенно повысить надежность. Устройство позволяет защищать реверсивные преобразователи, обеспечивающие передачу мощности в обоих направлениях, а также преобразователи и нагрузки переменного тока с малыми внутренними сопротивлениями. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 974494, кл. Н 02 Н 7/12, 1980. Experimental studies of a device for protecting a reversible converter showed that it retains such positive properties of the known (prototype) as high speed, ease of maintenance, high energy performance and others and can significantly improve reliability. The device allows you to protect reversible converters that provide power transfer in both directions, as well as converters and AC loads with low internal resistances. (56) 1. USSR author's certificate N 974494, cl. H 02 H 7/12, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР N 1023513, кл. Н 02 Н 7/12, 1982. 2. USSR author's certificate N 1023513, cl. H 02 H 7/12, 1982.

Claims

A DEVICE FOR PROTECTING A REVERSE CONVERTER FROM A SHORT CIRCUIT AND OVERLOADING, containing a thyristor switch with artificial switching, two diodes in turn on, a current sensor, the first output of which is connected to the first terminal for connecting the converter, and the output of the current sensor through series-connected setpoint setting unit and control unit the reference current source is connected to the control input of the reference current source, one output of which is connected to one output of the inductor, characterized in that two thyristor on-board, two control pulse shapers, triggering pulse shaper, zero current sensor, comparator, thyristor switch disconnection unit with artificial switching and artificial switching thyristor switch block, four current direction sensors, two OR elements and a fault block of diodes and thyristors, moreover, the first output of the first current direction sensor is connected to the anode of the first diode, and the second output to the second output of the current sensor and through the second current direction sensor to to the first thyristor, the first output of the third current direction sensor is connected to the anode of the second diode, and the second output is connected to the first terminal for connecting the load and through the fourth current direction sensor to the cathode of the second thyristor, and the outputs of the current direction sensors are connected to the inputs of the diode malfunction signaling unit and thyristors and to the inputs of the first OR element, the output of which is connected to the executive body and to the first input of the second OR element, to the second input of which the output of the comparator is connected, the input of which is connected It is connected to the output of the current sensor, and the output of the second OR element is connected to the input of the artificial thyristor switch off control unit, the output of which is connected to the first artificial thyristor switch control input, the second control input of which is connected to the artificial thyristor switch on , one pin of the thyristor switch with artificial switching is connected to the cathodes of the diodes, and the other pin is connected to another pin of the reference current source, while the first pin is The zero current sensor is connected to the second terminal for connecting the converter, and the second terminal is connected to the second terminal for connecting the load, the output of the zero current sensor through the driver of the starting pulses and the corresponding pulse generators of the control is connected to the control circuits of the first and second thyristors, the anodes of which are connected to another terminal throttle.