SU1267530A1 - Устройство дл защиты тиристорного инвертора при нарушении проводимости тиристоров - Google Patents

Description

ристора 1 ток в этом тиристоре в нужный момент не по витс  и на выходе 39 оудет отсутствовать очередной импульс. Не по витс  также импульс, соответствующий началу по влени  тока в тиристоре 1, на выходе 46 канала контрол  21 блока запрета одновременного протекани  тока 27, а, следовательно, и на выходе 47 элемента ИЛИ 28 и не запустит соответствующий одновибратор 15. Тогда по истечении времени работы второго одновибратора 16

на выходе 51 элемента ИЛИ-НЕ 17 по витс  сигнал логической единицы и на выходе 52 элементаНЕ 1 8 сигнал.логической единищ) сменитс  на сигнал логического нул , который переведет триггер 19 в положение, соответствующее фиксадии аварийной ситуации в инверторе. При этом поступающий с выхода 53 триггера 19 сигнал дает команду исполнительному блоку. 20 на отключение преобразовател . 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  защиты и контрол  тиристорных инверторов при совместной и раздель ной работе с выпр мител ми. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства защиты инвертора при нарз тпении проводимости тиристоров и повышение надежности его работы в режиме прер вистого тока инвертора при раздельной работе с выпр мителем и в режиме пуска. На фиг . 1 изображена функциональна  схема предлагаемого устройства: на фиг.2 - временные диаграммы работы устройства в режиме пуска (вкл . чени ) и непрерьтного тока; на фиг.З - то же, при нарушении проводимости тиристоров в режиме прерывистого тока инвертора. Устройство защиты при нарушении проводимости тиристоров 1-6 трехфаз ного мостового инвертора 7, подключенного к соответствующим фазам вторичной обмотки трансформатора 8, содержит импульсные датчики 9-14, которые включены в цепь соответствующих тиристоров 1-6 инвертора. Вы ходы первого 15 и второго 16 блоков одновибратюров подключены к входам элемента ИЛИ-НЕ 17, выход которого через элемент НЕ 18 и триггер 19 со динен с исполнительным блоком 20. Входы каналов 21-26 контрол  бл ка 27 запрета одновременного прот .кани  тока подключены к выходам соо ветствующих импульсных датчиков 914 . Выходы каналов 21, 23 и 25 блоа 27 подключены к соответствующим входам первого элемента ИЛИ 28, а выоды каналов 22, 24 и 26 блока 27 к соответствующим входам второго элемента ИЛИ 29. Выходы первого 28 и второго 29 элементов ИЛИ соединены . соответственно с первым 15 и вторым 16 блоками одновибраторов. Каждый канал (например 21 на фиг.1) блока 27 запрета одновременного протекани  тока состоит из первого 30 и второго 31 пороговых элементов , выполненных на стабилитронах. Входы первого и второго пороговых элементов подключены соответственно к первому и второму выходам импульсного датчика 9, а их выходы через первый элемент НЕ 32 и последовательно соединенные второй 33 и третий 34 элементы НЕ подключены к соответствующим входам триггера 35. ° Пр мой выход триггера 35 подключен к одному из входов- элемента И1Й-НЕ 36, а инверсный выход триггера 35 к одному из входов элемента ИЛИ-НЕ i канала 26, к другому входу элемента ИЖ-НЕ 36 подключен инверсный выход триггера канала 22. Входы первого 30 и второго 31 пороговых элементов  вл ютс  Соответственно первым и вторым входами канала 21, выходом которого  вл етс  выход элемента ИЛИ-НЕ 36. Каждый из импульсных датчиков 9-14 выполнен в виде импульсного трансформатора, две вторичные обмотки которого включены согласно, начало первой 37 вторичной обмотки  вл етс  первым выходом импульсного датчика 9, а конце второй 38 обмотки - его вторым выходом.

Кроме того, на фиг.1-3 обозначены: выходы 39 и 40 соответственно первого 30 и второго 31 пороговых элементов, выходы 41 и 42 соответственно первого 32 и третьего 34 элементов НЕ, инверсный 43 и пр мой 44 выходы триггера 35 канала 21 контрол  , инверсный выход 45 триггера канала 22 контрол , выход 46 канала 21 контрол  блока запрета одновременного протекани  тока; выходы 47 и 48 соответственно первого 28 и второго 29 элементов ИЛИ; выходы 49 и 50 соответственно первого 15 и второго 16 блоков одновибраторов; выход 51 элемента Ш1И-НЕ, выход 52 элемента НЕ, выход 53 триггера 19; 1ц, 1д токи общего катода и общего анода инвертора, i - ig - токи тиристоров 1-6 инвертора.

Принцип работы устройства по сн етс  временными диаграммами на фиг.2, где показана работа устройства в момент tg пуска (включени ) инвертора и при нарушении проводимости тиристора 1 в момент t в режиме непрерывного тока инвертора. На фиг.З показана работаустройства при нарушении проводимости в момент tj того же тиристора в режиме прерывистого тока инвертора.

На функциональной схеме фиг.1 представлена часть устройства, по сн юща  работу одного канала 21 контрол  блока 27 запрета одновременного протекани  тока, который контролирует нарушение проводимости тиристора 1 инвертора. Остальные дсаналь, 22-26 контрол  блока 27 запрета, контролирующие соответственно нарушение проводимости тиристоров 2-6 инвертора 7, выполнены и работают аналогичным образом.

При нормальной работе инвертора в режиме непрерывного тока с выходов и импульсных датчиков 9-14 в соответствующие каналы 21-26 контрол  блока 27 запрета одновременного протекани  тока поступают импульсы, возникающие в момент по влени  и исчезновени  тока в тиристорах 1 - 6.

Рассмотрим работу элементов каналов контрол  блока27 запрета на при мере канала 21. С первой обмотки 37 импульсного трансформатора 9, уста 1овленного в цепи контролируемого тлристора I, поступают импульсы, соответствующие моментам по влени 

(отрицательной пол рности) и исчезнозени  (положительной пол рности) тока до нул , а со второй обмотки 38 в указанные моменты времени поступают импульсы положительной пол рности . Кроме того, на выходе импульсных трансформаторов могут присутствовать незначительные по амплитуде импульсы помехи. С помощью пороговых элементов (стабилитронов) 30 и.,31 срезаютс  импульсы помех и импульсы положительной пол рности.

: Элементы НЕ 32 - 34 служат дл  преобразовани  оставшихс  после стабилитронов 30 и 31 на выходах 39 и 40 отрицательных импульсов с целью согласовани  их с триггером 35. При этом на выходе 4 элемента НЕ 32 по вл ютс  паузы, соответствующие моментам по влени  тока, а на выходе 42 элемента НЕ 34 - импульсные сигналы , совпадающие с моментами исчезновени  тока ij в тиристоре I инвертора . Под действием указанных сигналов триггер 35 формирует на пр мом выходе 44 паузу (сигнал логического нул ), а на инверсном выходе 43 - . импульс (сигнал логической единицы), равные по длительности времени протекани  непрерывного тока в контролируемом тиристоре 1.

Аналогично формируютс  сигналы на пр мых и инверсных выходах триггеров других каналов контрол . Длительность их равна продолжительности протекани  непрерывных токов в соответствующих контролируемых тирис торах, котора  определ етс  выражением

120 эл. град - Oj ,

где Tj - длительность коммутации тока соответствующего тиристора .

Claims (2)

1. Сигнал с пр мого выхода 44 триггера 35 поступает на один из входов элемента ИЛИ-НЕ 36 данного канала 21 контрол . На другой вход элемента 36 подаетс  единичный импульс с инверсного выхода 45 триггера канала 22 контрол , контролирующего длительность протекани  тока тиристора 2, который вступает в работу первым после окончани  коммутации тока в тиристоре 1 в пор дке чередовани  фаз. В тот период времени, когда токи тиристоров не сонпадают во времени (следовательно, не совпадают и сигналы на входах элемента ИЛИ-НЕ 36, на выходе 46 элемента 36 формируетс  рабочий импульс, совпадающий с моментом по влени  тока в контролируемом данным каналом тирис торе I , Аналогичные рабочие импульсы по вл ютс  на выходах других каналов .контрол  блока 27 запрет а. Длительность рабочих импульсов определ етс  выражением tpj 60 эл.град.+ где - параметр, учитывающий несимметрию импульсов управлени ; + Д)) . - параметр, учитывающий изменение угла опережени  открыти  тиристоров |Ь в динамически режимах работы инвертора . Таким образом, блоком 27 запрета одновременного протекани  тока осуществл етс  контроль длительности протекани  токов в соответствующих тиристорньгх фазах инвертора и наложение запрета на период их совместного протекани . Сигналы с выходов каналов 21, 23 и 25 контрол  блока 27 запрета одно временного протекани  тока, которые св заны с импульсными датчиками 9, II и 13 тиристоров 1, 3 и 5 катодной группы инвертора, поступают на соответствующие входы первого элемента ИЛИ 28. Сигналы с выходов каналов 22, 24 и 26, которые св заны с импульсными датчиками 10, 12 и 14 тиристоров 2, 4 и 6 анодной группы, поступают на соответствующие входы второго элемента ИЛИ 29. На выходе S7 элемента ИЛИ 28 по вл ютс  импул сы катодной группы-, а на выходе 48 элемента ИЛИ 29 - импульсы анодной группы инвертора. Под действием этих сигналов запускаютс  одновибра торы 15, 16, на выходе которых по в л ютс  импульсь (сигналы логической единицы). Длительность импульсов с выхода 45 первого одновибратора 15 запускаемого импульсами катодной группы, определ етс  выражением ty. эл.град.+ лСнес.кат+ КотДлительнос .ть импульсов с: выхода 50 второго одиовибратора 16, запускаемого импульсами анодной группы равна t.AH 60 эл.град.+ At,(., +й где t: -величина максимально возможной несимметрии импульсов управлени  инвертора соответственно дл  катодной и анодной группы тиристоров; . и « -величина максимально возможной скорости изменени  угла опережени  открыти  тиристоров fi в динамических режимах работы инвертора , соответственно дл  катодной и анодной группы тиристоров. Величины At „ее. кат . к., . . Л устанавливаютс  такими, чтобы единичные импульсы с одновибраторов, поступающие на входы элемента ИЛИ-НЕ 17, перекрывались и в нормальном режиме работы инвертора на выходе 51 элемента ИЛИ-НЕ 17 посто нно находилс  сигнал логического нул  и не по вл лс  сигнал помехи. На выходе 52 элемента НЕ I8 присутствует сигнал логической единицы, который поступает на динамический вход триггера 19, установленного в положение, соответствующее нормальному режиму работы инвертора (на выходе 53 - сигнал логического нул ). При нарупгении проводимости тиристоров 1 ток i в этом тиристоре в нужный момент t не по витс , и на выходе 39 будет отсутствовать очередной импульс. Не по витс  также импульс , соответствующий началу по влени  тока в тиристоре, на выходе 46 канала 21 контрол  блока 27 запрета , а следовательно, и на выходе 47 элемента ИЛИ 28 и не запустит соответствующий одновибратор 15. Тогда по истечению времени работы второго 71 одновибратора 16 на выходе 51 элемента {ШН-НЕ I7 посто нно находитс  сигнал логического нул  и не по вл етс  сигнал помехи. На выходе 52 элемента НЕ 18 присутствует сигнал логической единицы, который поступает на динамический вход триггера 19, установленного в положение , соответствующее нормальному режиму работы инвертора (на выходе 53 сигнал логического нул ). При нарушении проводимости тиристоров 1 ток ij в этом тиристоре в нужный момент t не по витс , и на выходе 39 будет отсутствовать очеред ной импульс. Не по витс  также импульс , соответствующий началу по влени  тока в тиристоре, на выходе 46 канала 21 контрол  блока 27 запрета а следовательно, и на выходе 47 элемента ИЛИ 28 и не запустит соответст вующий одновибратор 15. Тогда по истечении времени работы второго одновибратора 16 на выходе 51 элемента ИЛИ-НЕ 17 по витс  сигнал логической единицы, а на выходе 52 элемента НЕ 18 сигнал логической единицы сменитс  на сигнал логического нул , который переведет триггер 19 в положение , соответствующее фиксации аварий ной ситуации в инверторе. При этом поступающий с выхода 53 триггера 19 сигна1Л дает команду исполнительному блоку 20 на отключение преобразовател  . Врем  опережени  работы защиты до срьта коммутации токов в динамических режимах работы инверторов составл ет ()- Atnee.KaT.(.(flH.) при двухфазном опрокидывании и -х- + Р - Ьн,,а1:((Ан)ПРИ однофазном опрокидывании. Преимуществом предлагаемого устп ройства  вл етс  отсутствие мертвой зоны в режиме пуска (включени ) инвертора . Из временных диаграмм (фиг.2) работы устройства следует, что в период включени  одновибраторы начинают запускатьс  с момента по влени  токов в инверторе. В данном случае (фиг.2), с момента t по влени  тока в тиристоре 1, запускаетс  первый одновибратор 15 катодной группы тиристоров (сигнал логической единицы на выходе 47). Блокировка запуска второго одновибратора 16 анодной группы от неполного по 0 длительности тока i в тиристоре 6 осуществл етс  апт(.1матически блоком 27 запрета одновременного протекани  токов. При этом с инверсного выхода 43 триггера 35 канала 21 контрол  поступает сигнал логической единицы на элемент ШШ-НЕ 17 канала 26 контрол , который накладывает запрет на по вление в этот период (период пуска) сигнала логической единицы на выходе канала 26 от TOKJI ig , что обеспечивает подготовку второго одновибратора 16 к дальнейшей работе . В режиь е прерывистых токов устройство автоматически продолжает работать без смены уставок (без изменени  ранее установленных в режиме непрерывного тока значений t и -у А-н этом режиме ток, протекающий через тиристоры отдельно работающего инвертора, состоиз из двух одинаковых импульсов тока длительностью tn ; (фиг.З), причем первый импульс совпадает с моментом открыти  тиристоров при поступлении на данную фазу в нужный момент времени управл ющих импульсов. Так как второй импульс тока каждого контролируемого тиристора инвертора совпадает во времени с первым импульсом того тиристора , который вступает в работу первым после данного (контролируемого ) тиристора, то на выходах блока 27 запрета одновременного протекани  тока,- сигналы от второго. импульса прерывистого тока каждого тиристора отсутствуют. На выходах каналов контрол  блока 27 запрета формируютс  рабочие импульсы лишь от первых импульсов прерывистого тока соответствующих тиристоров . Длительность tpj рабочих импульсов определ етс  длительностью t(,j импульсов прерывистого тока. На выходе 47 элемента ИЛИ 28 по вл ютс  рабочие импульсы катодной группы, а на выходе 48 элемента ИЛИ 29 импульсы анодной группы. Под действием данных сигналов запускаютс  соответствующие одновибраторы. Далее (в нормальном режиме работы при наступлении аварии в момент tj) устройство защиты работает в соответствии с вышеизложенным описанием его работы в режиме непрерывного тока. При этом в режиме прерывистого тока врем  опережени  работы устройства защиты такое же, как и в режиме непрерывного тока. Предлагаемое устройство позвол ет также осуществл ть защиту инвертора от нарушени  проводимости тиристоров при его совместной работе с выпр мителем, так как работа устройства не зависит от скорости нарастани  и амплитуды токов в тиристорах инвертора, а следовательно, и скважности импульсов, поступающих с импульсных трансформаторов. При этом устройство работает аналогично в соответствии с вышеизложенным описанием его работы в режимах пуска, непрерывного и прерывистого токов инвертора . Таким образом, предлагаемое устройство имеет расширенные функциональные возможности и повьщ1ает надежность защиты инвертора в режимах пуска и прерывистых токов как при раздельной, так и при совместной работе выпр мительного и инертного преобразователей. Формулаизобретени  I. Устройство дл  защиты тиристо ного инвертора при нарушении проводимости тиристоров, содержащее импульсные датчики по числу тиристоро инверт.ора, два элемента ИЛИ, два бл ка одновибраторов, элемент ИШ-НЕ, элемент НЕ, триггер и исполнительный блок, причем каждый из импульсных датчиков предназначен дл  включени  в цепь соответствующего тирис тора инвертора, а выходы блоков одновибраторов подключены к входам элемента ИЛИ-НЕ, выход которого через элемент НЕ и триггер соединен входом исполнительного блока, о тличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных воз можностей и повьШ1ени  надежности работы устройства в режиме прерывис того тока инвертора при раздельной работе с выпр мителем и в режиме liycKa, оно снабжено блоком запрета одновременного протекани  тока,, состо щим из каналов контрол  по числу т ристоров инвертора причем входы каждо го канала контрол  этого блока подключены к выходам соответствующих -. импульсных датчиков, выходы тех кан лов контрол , которые соединены с импульсными датчиками тиристоров катодной группы инвертора, подключе-i ны к соответствующим входам первого элемента Ю1И, а выходы каналов конт .эол , которые соединены с импульсными датчиками тиристоров анодной группы - к соответствующим входам второго элемента ИЛИ, выходы первого и второго элементов ИЛИ соединены соответственно с входами первого и второго блоков одновибраторов.
2. 2. Устройство по п. 1, о т л ичающеес  тем, что каждьй канал контрол  блока запрета одновременного протекани  тока состоит из двух пороговых элементов, трех элементов НЕ, триггера и элемента ИЛИ-НЕ причем в каждом канале контрол  вход первого порогового элемента используетс  в качестве первого входа, а вход второго порогового элемента в качестве второго входа канала контрол , первый и второй входы канала контрол  подключены соответственно к первому и второму выходам импульс ноге датчика, предназначенного дл  включени  в цепи контролируемого данным каналом контрол  тиристора инвертора , выход первого порогового элемента через первый элемент НЕ подключен к первому входу триггера, а выход второго порогового элемента через последовательно соединенные второй и третий элементы НЕ - к второму входу триггера, пр мой выход которого подключен к одному из входов элемента ИЛИ-НЕ, а инверсньш выход триггера - к одному из входов . элемента ИЛИ-НЕ другого канала контрол  , подключенного к импульсному датчику того тиристора инвертора, которьш заканчивает работу перед началом коммутации в данном контролируемом тиристоре в пор дке, чередовани  фаз, к другому входу элемента ИЛИ-НЕ данного канала контрол  подключен инверсньй выход триггеI ра другого канала контрол , подключенного к импульсному датчику того тиристора инвертора, который вступает в работу первым после окончани  коммутации в данном контролируемом тиристоре в пор дке чередовани  фаз, при этом в каждом канале контрол  выход элемента ИЛИ-НЕ используетс  в качестве выхода данного канала контрол , при этом каждый из импульсных .датчиков выполнен в виде импульсного трансформатора, который

   II126753012

   имеет две вторичные обмотки, включен- вого выхода импульсного датчика, а ные согласно, причем начало первой конец второй обмотки - в качестве обмотки используетс  в качестве пер- второго выхода импульсного датчика.

   вг/л

   ff ii

   -1 1

   I I ч II I

   II j; I

   т Nil Т

   II n M 1 I. I 1

   ii

   ч ,4 riM ; I 1 II Ц nil I -r ul I ii

   - I ;i -I I

   -HJ-r-vPr

   :;l:rh iNl l

   I rpzn - r ruHji

   TUT CZZJ 7