SU1098062A1

SU1098062A1 - Device for protecting bridge converter against overvoltages

Info

Publication number: SU1098062A1
Application number: SU833572621A
Authority: SU
Inventors: Виктор Сергеевич Липатов; Владимир Евгеньевич Зеленов
Original assignee: Отделение Всесоюзного Электротехнического Института Им.В.И.Ленина
Priority date: 1983-04-05
Filing date: 1983-04-05
Publication date: 1984-06-15

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ МОСТОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ , содержащее датчики напр жени по числу вентилей преобразовател , выходы датчиков напр жени вентилей каждой фазы через первые входы соответствуюц их первых элементов И подключены к входам соответствующего двухвходового элемента ИЛИ, выходом подключенного к входу соотпетствующего триггера, вторые входы первых элементов И предназначены дл подключени к соответствующим выходам формировател .управл ющих импульсов, выход каждого триггера подключен к соответствующему входу общего трехвходового элемента ИЛИ, выход которого подключен к первым входам вторых элементов И, вторые входы которых предназначены дл подключени к соответствующим выходам формировател управл ющих импульсов, а выходы - к первым входам соответствующих вторых элементов ИЛИ, выходы которьсх предназначены дл подключени к сеткам соответствуюищх вентилей, отличающеес тем, что, с целью повышени надежности и снижени установленной мощности вентилей преобразовател ,введены третьи двухвходовые элементы ИЛИ i и третьи элементы И по числу вентилей преобразовател , а вторые элементы ИЛИ выполнены трехвходовыми , причем входы третьих двухвходовых элементов ИЛИ предназначены дл подключени к соответствуюцщм вьЕходам формировател управtaa&amp; л ю 1их импульсов, выход каждого из них соединен с вторым входом соответствующего третьего элемента И, первьм вход каждого иэ которых соединен с выходом соответствующего триггера, вторые и третьи входы вторых элементов ИЛИ соединены с выходами двух соответствующих третьих элементов И.A DEVICE FOR PROTECTION OF THE BRIDGE CONVERTER FROM OVERVOLTAGE; Elements And are designed to be connected to the corresponding outputs of the driver shaping pulses, the output of each trigger is connected to the corresponding the common input of the three-input OR element, whose output is connected to the first inputs of the second AND elements, the second inputs of which are intended to be connected to the corresponding outputs of the control pulse generator, and the outputs to the first inputs of the corresponding second OR elements, the outputs of which are intended to be connected to the grids corresponding to valves, characterized in that, in order to increase reliability and reduce the installed power of the converter valves, third two-input elements OR i and tr are introduced The network elements are AND by the number of converter valves, and the second OR elements are made of three-input, and the inputs of the third two-input OR elements are designed to be connected to the corresponding input of the driver and a &amp; The first pulses, the output of each of them is connected to the second input of the corresponding third element AND, the first input of each input is connected to the output of the corresponding trigger, the second and third inputs of the second element OR are connected to the outputs of the two corresponding third elements I.

Description

j Изобретение относитс к технике защиты преобразователей электрической энергии на управл ег-ibrx вентют х работающих на нагрузку с большой индуктивностью. Известно устройство защиты от перенапр жений мостового преобразовател , снабженное фор№1рователем управл ющих импульсов, содержащее дл каждого вентил датчик напр жени , соединенных с одним из входов элемента И, другой вход которого подключен к формирователю управл ющих импульсов, а выход к одному из входов элемента ИЛИ l. Однако после предотвращени аварии возникает несимметричный режим работы трансформатора, обусловленньй несимметрией тока в фазах. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемым результатам вл етс устройство дл защиты от перенапр жений мостов го преобразовател э содержащее датчики напр жений по числу вентилей преобразовател , выходы датчиков напр жени вентилей каждой фазы через первые входы соответствующих первых элементов И подключены к вхо дам соответствующего двухвходового элемента.ИЛИ, выходом подключенного к входу соответствующего триггера, вторые входы первых элементов И пре назначены дл подключени к соответ ствующим выходам формировател управл ющих импульсов, выход каждого триггера подключен к соответствующ му входу общего трехвходового элемента ИЛИ, выход которого подключе к первым входам вторых элементов И вторые входы которых предназначены дл подключени к соответствующим выходам формировател управл ющих импульсов, а выходы - к первым вхо дам соответствующих вторых элементов ИЛИ, выходы которых предназначены дл подключени к сеткам соответствующих вентилей 2. Однако после срабатывани устройства защиты вс энерги , запасенна в нагрузке преобразовател , протекает через смежные вентили одного из плеч преобразовател ,что может вызвать их перегрев и выход стро , Цель изобретени повышение на дежности и снижение установленной мощности вентилей преобразовател . 2 Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство дл защиты мостового преобразовател от перенапр жений , содержа1цее датчики напр жени по числу вентилей преобрат зовател , вькоды датчиков напр жени вентилей каждой фазы через первые входы соответствую1цих первых элементов И подключены к входам соответствующего двухвходового элемента ИЛИ, выходом подключенного к входу соответствующего триггера, вторые входы первых элементов И предназначены дл подключени к соответствующим вькодам формировател управл ющих импульсов, выход калодого триггера под1 слючен к соответствующему входу общего трехвходового элемента ИЛИ, выход которого подключен к первым входам вторых элементов И, вторые входы которых предназначены дл подключени к соответствующим выходам формировател управл ющих и fflyльcoв, а выходы - к первым входам соответствующих вторых элементов ИЛИ, выходы которых предназначены дл подключени к сеткам соответствующих вентилей , введены третьи двухвходовые элементы ИЛИ и третьи элементы И по числу вентилей преобразовател , а вторые элементы И,ПИ вьгполкены трехвходовыми, причем входы третьих двухвходовых элементов ИЛИ предназначены дл подключени к соответствующим выходам формировател управл ющих импульсов, выход каждого из них соединен с вторьм входом соответствующего треть.его элемента И, первый вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего триггера, а вторые и,третьи входы вторьгх элементов ИЛИ соединены с выходами двух соответствующих третьих элементов И. На чертеже представлена схема устройства дл защиты мостового преобразовател от перенапр жений. Устройство дл защиты преобразовател содержит формирователь управл ющих импульсов (ФУИ) 1, датчики напр жений 2-7 соответственно вентилей 8-13, триггеры ,первые элементы И 17-22,вторые элементы И 23-28, третьи элементы И , первые элементы И1Ш 3537 , вторые элементы ИЛИ 38-43, третьи элементы Ш1И 44-49 и общий элемент ИЛИ 50.j The invention relates to a technique for the protection of electrical energy converters on a controllable-ibrx vent operating on a load with high inductance. An overvoltage protection device of a bridge converter is known. It is equipped with a control pulse generator, for each valve a voltage sensor connected to one of the inputs of the element I, the other input of which is connected to the driver of the control pulses, and the output to one of the inputs of the element OR l. However, after the accident has been prevented, an asymmetrical mode of operation of the transformer arises, due to the current unbalance in the phases. The closest to the proposed technical essence and the achieved results is a device for protection against overvoltages of a bridge converter, which contains voltage sensors according to the number of converter valves, the outputs of the sensors for the voltage of valves of each phase through the first inputs of the corresponding first elements And are connected to the inputs of the corresponding of the two-input element. OR, the output connected to the input of the corresponding trigger, the second inputs of the first elements AND are assigned to be connected to the corresponding output Odame driver control pulses, the output of each trigger is connected to the corresponding input of the common three-input element OR, the output of which is connected to the first inputs of the second elements And the second inputs of which are intended to connect to the corresponding outputs of the driver control pulses, and the outputs to the first inputs of the corresponding the second OR elements whose outputs are intended to be connected to the grids of the corresponding gates 2. However, after the protection device trips, all the energy stored in the load reobrazovatel flows through valves adjacent one of the arms of the converter, which can cause their overheating and fail, object of the invention to increase reliability and reduced installed power converter valves. 2 The goal is achieved by the fact that the device to protect the bridge converter from overvoltages, containing voltage sensors according to the number of converter gates, codes of the voltage sensors of each phase, through the first inputs of the corresponding first AND elements, are connected to the inputs of the corresponding two-input element OR, output connected to the input of the corresponding trigger, the second inputs of the first elements And are designed to be connected to the corresponding codes of the driver control pulses, output Each trigger flush is connected to the corresponding input of a common three-input OR element, the output of which is connected to the first inputs of the second AND elements, the second inputs of which are intended to be connected to the corresponding outputs of the control driver and fflylyv, and the outputs to the first inputs of the corresponding second OR elements, outputs which are intended to be connected to the grids of the corresponding gates, the third two-input elements OR and the third elements AND by the number of converter gates are introduced, and the second elements AND, PI in the field Kens are three-input, and the inputs of the third two-input OR elements are designed to be connected to the corresponding outputs of the driver of control pulses, the output of each of them is connected to the second input of the corresponding third of its element AND, the first input of each of which is connected to the output of the corresponding trigger, and the second and the third inputs of the second OR elements are connected to the outputs of two corresponding third elements I. The drawing shows a diagram of a device for protecting a bridge converter from overvoltages. The device for protection of the converter contains a control pulse driver (IGF) 1, voltage sensors 2-7, respectively, valves 8-13, triggers, first elements AND 17-22, second elements AND 23-28, third And elements, first I1Sh 3537 elements , second elements OR 38-43, third elements ШИИ 44-49 and common element OR 50.

Устройство работает следуюиа1м образом. The device works in the following way.

ГГри нормальной работе преобразовател на управл ющий электрод (сетку) каждого вентил 8-13 поступает от формировател управл ющих импульсов 1 свой управл ющий сигна через вторые элементы И 23-28 и третьи элементы ИЛИ А4-49. На вторых входах вторых элементов И присутствует разрешающий сигнал от общего элемента ИЛИ 50.The normal operation of the converter to the control electrode (grid) of each valve 8-13 is supplied from the control driver 1 to its control signal through the second elements AND 23-28 and the third elements OR A4-49. At the second inputs of the second elements AND there is a resolution signal from the common element OR 50.

В случае обрыва или случайного отключени любого вентил ,например 8, в период прохождени тока напр жение на нем возрастает, что приводит к срабатыванию соответствующего датчика напр жени 2 и по влению сигнала на выходе элемента И 17, соединенного через элемент 1ШИ 35 с входом триггера 14, который срабатывает и выдает сигналы на общий элемент ИЛИ 50 и элементы И 31, И 33. Через элемент ИЛ 50 снимаетс разрешающий сигнал с элементов 23-28 на прохождение управл ющих сигналов от ФУИ 1 к соответствующим вентил м. Одновременно через элемент ИЛИ 48 на второй вход элемента И 33 поступает управл ющий сигнал от ФУИ,предназначенный дл вентил 8 (вышедшего из стро ), на второй вход элемента ИЛИ 48 поступает управл ющий сигнал от ФУИ вентил , коммутаци которого должна быть очередной, т.е. сдвинутьй на 60 эл.град., в данном случае вентил 13. Через элементы ИЛИ 42 и ИЛИ 43 управл ющие сигналы проход т на вентили 12 и 13, что приводит к их одновременному открытию и шунтированию нагрузки с большой индуктивностью. Продолжительность управл ющих сигналов на вентил х 12 и 13 при аварийной ситуации будет определ тьс суммарной длительностью сигналов, формируемых ФУИ дл вентилей 8 и 13, сдвинутых друг относительно друга на 60 эл.град., т.е. 180 зл.град. С по влением на выход ФУИ управл ющего сигнала вентил , включенного в одно плечо с вышедпшм из стро , дл нашего случа If any valve, for example, 8, is interrupted or accidentally switched off, the voltage across it increases during the passage of current, which causes the corresponding voltage sensor 2 to be triggered and a signal appears at the output of the element 17 connected through element 1 of the 35 to the trigger input 14 which triggers and issues signals to the common element OR 50 and elements AND 31, AND 33. Through the element IL 50, the enabling signal from elements 23-28 for the passage of control signals from IGF 1 to the corresponding valves is removed. Simultaneously through the element OR 48 to at Ora input AND gate 33 receives a control signal from the IGF intended for ventilation 8 (a failed), the second input of OR gate 48 receives a control signal from the IGF valve, switching of which is to be regular, i.e. shift by 60 electr., in this case, the valve 13. Through the elements OR 42 and OR 43 the control signals pass to the valves 12 and 13, which leads to their simultaneous opening and shunting the load with a large inductance. The duration of the control signals on the valves 12 and 13 in an emergency situation will be determined by the total duration of the signals generated by the IGF for the valves 8 and 13, shifted relative to each other by 60 el. Degrees, i.e. 180 zl.grad. With the appearance on the output of the IGF a control signal of a valve included in one arm with an output from the system, for our case

980624980624

при выходе 8 зто сигнал 9, этот сигнал через элемент ИПИ 46 и элемент И 31, на втором входе которого присутствует сигнал от триг5 гера 14, через элементы ИЛИ 40 и 41, поступает на вентили 10 и 11, что приводит к их включению.Одновременно отключаютс вентили 12 и 13 из-за прекращени по датитель10 ности поступлени на них сигналов от ФУИ, Длительность включени вентилей 10 и 11 также будет 180 эл.град.at exit 8, this signal 9, this signal through the IPI 46 element and the And 31 element, the second input of which contains a signal from trigger 5, through the OR elements 40 and 41, goes to the valves 10 and 11, which leads to their activation. At the same time valves 12 and 13 are disconnected due to the termination of the arrival of signals from the IGF by the sender10, the duration of the activation of valves 10 and 11 will also be 180 el.

. Таким образом, управл ющие сигна (5 лы вентилей 8 и 9 - вентилей,смежных в плече с повреждением, обеспечивают поочередное переключение управл ющих сигналов на смежные вентили неповрежденных плеч, что обес20 печивает равномерное распределение энергии, рассеиваемой на вентил х при аварии на неповрежденные вентили . Расширение управл ющих сигналов до 180 эл.град. осуществл етс за. Thus, control signals (5 valves of valves 8 and 9, valves adjacent to the shoulder with damage, provide alternate switching of control signals to adjacent valves of intact shoulders, which ensures an even distribution of energy dissipated on the valves in the event of damage to unharmed valves The expansion of the control signals to 180 electr. Degrees is carried out in

25 счет дополнительной подачи сигналов от каналов вентилей, коммутаци которых должна быть очередной.25 expense of additional signals from the channels of valves, the switching of which should be regular.

Аналогично обеспечиваетс работа устройства загдиты при выходе любогоIn a similar way, the operation of the device is ensured when any

30 другого вентил мостового преобразовател .30 other bridge converter gate.

Ток нагрузки при срабатывании устройства защиты замыкаетс поочередно через смежные вентили неповрежденных плеч и затухает с посто нной времени, определ емой параметрами контура,тем самым исключаютс перенапр жени , которые могли бы возникнуть при обрыве тока нагрузки. Таким образом, введение дополнительных элементов И и ШТИ и новых св зей создает новый алгоритм управлени неповрежденными вентил ми преобразовател при возникновении ава ., рии, что обеспечивает поочередное включение вентилей неповрежденньпс плеч мостового преобразовател ,что, в свою очередь, позвол ет снизить тепловое воздействие аварийного тока на вентили в процессе срабатывани защиты за счет поочередного распределени его между неповрежденHbiMii вентил ми, повыша надежность работы преобразовател в целом.The load current when the protection device is triggered closes alternately through the adjacent valves of the intact arms and fades with a constant time determined by the parameters of the circuit, thereby eliminating overvoltages that could occur when the load current is interrupted. Thus, the introduction of additional elements of AND and STIs and new connections creates a new control algorithm for intact converter valves in the event of an emergency, which ensures the alternate activation of valves intact shoulders of the bridge converter, which, in turn, reduces the thermal impact of an emergency current to the valves in the process of protection operation due to its alternating distribution between intact HbiMii valves, increasing the reliability of the converter as a whole.

Claims

A device for protecting the bridge converter from overvoltage, containing voltage sensors according to the number of valves of the converter, the outputs of the voltage sensors of the valves of each phase through the first inputs of the corresponding first elements AND are connected to the inputs of the corresponding two-input element OR, the output connected to the input of the corresponding trigger, the second inputs of the first elements are intended for connecting to the corresponding outputs of the control pulse generator, the output of each trigger is connected to the corresponding the input of a common three-input OR element, the output of which is connected to the first inputs of the second AND elements, the second inputs of which are designed to connect to the corresponding outputs of the driver pulse generator, and the outputs to the first inputs of the corresponding second OR elements, the outputs of which are connected to the grids of the corresponding valves characterized in that, in order to increase the reliability and reduce the installed power of the converter valves, the third two-input OR elements and the third AND elements according to the number of valves of the converter, and the second OR elements are made of three-input, and the inputs of the third two-input OR elements are designed to be connected to the corresponding outputs of the driver of the control pulses, the output of each of them is connected to the second input of the corresponding third element And, the first input of each of which is connected to the output of the corresponding trigger , the second and third inputs of the second elements OR are connected to the outputs of two corresponding third elements I.

ABOUT

C ©

Q0