SU1467659A1 - Устройство дл защиты автономного инвертора напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике . Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей путем ограничени  тока автономного инвертора напр жени  в рабочих и аварийных режимах при изменении знака напр жени  на его входе . При потере вентильных свойства тиристора, например 21, в режиме Т га конденсатор 5 начинает разр жатьс . При достижении током разр да конденсатора 5 тока уставки включаютс  тиристоры 9 и П и тирис- торный ключ 6 выключаетс . Ток нагрузки переводитс  в цепь ограничительного резистора 7. При этом максимальное значение тока короткого замыкани  ограничиваетс  выбором параметров резистора 7. Затем с выдержкой времени срабатывает автоматический выключатель 18, При этом узел принудительной коммутации обеспечивает надежное выключение вентилей автономного инвертора напр жени , 2 ил. с (О сл

Description

СП

со

Изобретение относитс  к электротехнике и может 6ыть..использовано дл  защиты автономных инверторов напр жени , например дл  т говых с электроприводов,

Цель изобретени -- расширение функциональных возможностей устройства дл  защиты автономного инвертора напр жени  путем ограничени  тока Ю автономного инвертора напр жени  в рабочих и аварийных режимах при изменении знака напр жени  на его входе.

На фиг.1 изображена схема автоном- 15 кого инвертора напр жени  с устройством дл  защиты; на фиг.2 - структурна  схема формировател  импульсов управлени .

Устройство (фиг.) содержит ис- 20 точник питани  (входной преобразователь ) 1, диодно-резисторнуга цепь 2 и 3, токоограничивающий реактор 4, фильтровый.конденсатор 5, тиристор- ный ключ 6, ограничительный.резис- „ -25 тор 7, разр дный резистор 8, -разр дный тиристор 9, коммутирующий конден- .сатор 10,-коммутирующий тиристор 11, обратный диод 12, зар дные резистор и диод 13 и 14, трансформатор 15, 30 коммутирующий реактор 16, шунт 17, автоматический выключатель 18, автономный . инвертор 19 напр жени , состо щий из главных тиристоров 20-25, обратных тиристоров 26-31, распре- делительных тиристоров 32-37 и узла 38 принудительной коммутации, формировател  39 управлени ..

Формирователь39 импульсов, управлени  трристорами (фиг.2) содержит Q усилитель 40 с гальванической разв зкой , компаратор 41, формирователь 42 импульсов, элемент И 43, элемент НЕ 44, формирователи 45 и

46 импульсов, элемент.ИЛИ 47, форми- рователь 48 импульсов. Автономный инвертор имеет нагрузку 49.

Выход тиристорного преобразовател  1 соединен с выводами фильтрового конденсатора 5 и токоограничивающего Q реактора 4, параллельно реактору 4 подключена диодно-резисторна  цепь 2 и 3, вывод тиристорного преобразовател  1 соединен с анодом тиристорного ключа 6. Параллельно послед-55 нему подключены токоограничивающий резистор 7 и цепочка, состо ща  из разр дных резистора 8 и тиристора 9, Цепочка, состо ща  из последовательно включенных коммутирующего конденсатора 10, ком гутирующего тиристора 11, коммутируюп1;его реактора 16, подсоединена параллельно тиристорному ключу 6, источник питани , ,состо щий из трансформатора 15, резистора 13 и зар дного диода 14, подсоединен параллельно коммутирующему конденсатору 10. Обрат1-1ый диод 12 подсоединен параллельно коммутиругацему тиристору 11. Катод тиристорного ключа 6 подсоединен к шунту 17. Вывод шунта 17 и вывод преобразовател  1 соединен с входом автономного инвертора 19 напр жени  через автоматический

выключатель 18.

t

К входным выводам инвертрра 19 подсоединены выводы посто нного тока двух трехфазных мостов главных тиристоров 20-25, обратных тиристоров 26-31.

Выводы переменного тока указанных мостов подсоединены к трехфазной нагрузке . К выводам переменного тока мостов подсоединены выводы переменного тока трехфазного моста распределительных тиристоров 32-37. Выводы посто нного тока моста соединены с выводами узла 38 принудитель- пой коммутации, соединенного с входными пинами инвертора напр жени . Входы формировател  39 импульсов соединены с выводами шунта 17. На вход формировател  39 импульсов подаетс  также сигнал уставки срабатывани  защиты (IU.CT ) и логические сигналы вьШора режима работы (Т га Торможение), в зависимости от знака напр жени  фильтрового конденсатора . Выход усилител  40 соединен с входом компаратора 41, выход компаратора 41 соединен с входом формировател  42 импульсов, вьгход последнего соединен с входами формирователей 45 и 46 импульсов и с входом элемента НЕ 44, выход элемента НЕ . 44 соединен с входом элемента И 43, выход .элемента И 43.соединен с входом элемента ИЛИ 47, выход которого соединен с входом формировател  48 импульсов. Выходы формирователей 45, 46 и 48 импульсов соединены соответственно с выводами управлени  тиристоров 11, 9 и 6 устройства дл  защиты инвертора. На вторые входы элементов 43 и 47 подаютс  логичес- 1ше сигналы управлени , соответствующие режимам Т га и Торможение,

3146

Устройство работает следующим образом ,

В режиме Т га от формировател  39 импульсов подаетс  сигнал управле- ни  на включение тиристора 6 и ток нагрузки зам мкаетс  по цепи преобразователь 1, тиристор 6, шунт 17, выключатель 18, инвертор 19. Предположим , включены главные тиристоры 20, 23 и 24 и ток нагрузки за м.1кает- с  по цепи: автоматический выключатель 18, нагрузка, преобразователь , фильтровой конденсатор зар жен , знаком напр жени  с плюсом на верх- ней обкладке. Предположим также, что при срыве сцеплени  ток нагрузки стал увеличиватьс  из-за насыщени  нагрузки и ток фильтрового конденсатора возрастает по цепи элементов 5, 4, 6,-17, 18 и 20, нагрузка, элементы 49, 27 и 5. Сигнал с шунта

17поступает на вход формировател  39 импульсов управлени , где сравниваетс  с сигналом уставки. При дости жении сигналом шунта 17 уровн  сигнала уставки выдаетс  импульс управ- лени  на тиристоры 11 и 9. Конденсатор 10 имеет в выходном состо нии пол рность напр жени , указанную на фиг.1. При включении тиристоров 11 и

9 он начинает перезар жатьс  по цепи элементов 10, 11, 16, 6 и 10 и выключает тиристорный ключ 6. Ток нагрузки по цепи тиристорного ключа 6 пере водитс  в цепь конденсатора 10 и замыкаетс , по контуру, состо щему из элементов 5, 4, 6, 10, И, 16, 17,

18и 2Q, нагрузки, элементов 49 и 5 перезар жа  его на противоположную пол рность. Поскольку конденсатор пе резар жаетс  в колебательном режиме,

то избыточный ток его перезар да замыкаетс  по контуру, включающему элементы 10, 11, .16, 9, 8 и 10, так как сопротивление резистора 7 выбираетс  на пор док больше, чем сопротивление резистора 8....

При этом дл  вовстановлени  вен- тильньгх свойств тиристора 6 прикладываетс  падение напр жени  резистора 8. При достижении на конденсаторе 10 напр жени , равного напр жению источника питани  автономного инвер- тора, начинаетс  процесс выключени  тиристора 11 и спад тока в его цепи При этом тиристор 11 восстанавливает свои вентильные свойства по контуру , включающему элементы 10, 4, 5 и 23, нагрузку, элементы 49, 20, 17,

16,11 и 10, а тиристор 9 по контуру из элементов 10, 8, 9, 16, 12 и 10.

При выключении тиристора 1 1 ток нагрузки переводитс  в цепь резистор 7 и начинает спадать. При достижении током нагрузки .тока уставки снова включаетс   тиристор 6 и продолжаетс  нормальное функционирование инвертор напр жени .

Рассмотрим работу устройства в аварийных ситуаци х при тепловом пробое р-п переходов главных тиристоров . Предположим, что в режиме Т га потер л вентильные свойства тиристор 21 и ток конденсатора 5 замкнулс  по цепи элементов 5, 4, 6,.

17,18, 20, 21 и 5, При достижении током разр да конденсатора 5 тока уставки включаютс  тиристоры 9 и 11 и тиристорный ключ 6 выключаетс .

При этом ток нагрузки переводитс  в цепь ограничительного резистора, состо щую из элементов 5, 4, 7, 17, 20, 21 и 5, вследствие чего максимальное значение тока короткого замыкани  ограничиваетс  выбором параметров резистора. Затем с выдержкой времени, равной времени размыкани  контактов, срабатывает автоматический - выключатель 18 и при этом энерги , записанна  в.индуктивности рассе ни  реактора 4, расходуетс  в резисторе 2 диодно-резисторной цепи. Индуктивность токоо раничивающего реактора 4 выбираетс  из услови  ограничени  скорости нарастани  тока короткого замыкани  таким образом, чтобы за врем  прохождени  сигналов в канале управлени  и включени  коммутирующего и разр дного тиристоров его величина не превысила величину максимального коммутируемого узлом принудительной коммутации тока, вследствие чего во всех рабочих режимах узла принудительной коммутации обеспечивает надежное выключение вентилей автономного инвертора напр жени  ,

Сопротивление резистора выбираетс  таким образом, что при максимальном напр жении иа входе автономного инвертора, введение его в цепь тока нагрузки позвол ет ограничивать аварийный ток на уровне на 20-30% меиьше, чем максимальный кoм tyтиpyю- щий ток. .

10

15

В режиме рекуперации фильтровый конденсатор 5 имеет знак напр жени , указанный на фиг,1 в скобках, и ток нагрузки протекает от входного преобразовател  1, через тиристорный ключ 6, шунт 17, автоматический вьцслюнатель 18, главные тиристоры, нагрузку к входному преобразователю 1. При этом выключают принудительно уз{гом коммутации 38 обратные тиристоры инвертора. Таким образом, если один из обратных тиристоров инвертора повтор ет вентильные свойства, фильтровый конденсатор 5 замыкаетс  по цепи элементов 5, 27, 26, 18, 17, 6, 2 и 3, вследствие чего главные тиристоры 20 - 25 выключаютс , тиристорный ключ 6 выключаетс  и ток перезар да конденсаторов ограничиваетс  величиной резистора 7. При этом в цепи тока нагрузки с выдержкой времени срабатывает автоматический выключатель 18 и инвертор напр жени  отключаетс  от входного преобразовател ,25

Рассмотрим работу формировател  39 импульсов в режиме Т га.

На вход элемента И 43 подаетс  логический сигнал, соответствующий 1. С выхода элемента ИЛИ 47 при 30 отсутствии сигнала с формировател  импульсов 42 подаетс  логический сиг- . нал, равный 1, вследствие чего с выхода элемента И 43 на вход элеменимпульсов , с выхода которых импульсы управлени  подаютс  на включение тиристоров 9 и 1 1 ,

Когда сигнал с выхода усилител  40 становитс  меньше сигнала уставки, на выходе элемента НЕ 44 по вл етс  логический сигнал, равный 1, и тиристорный ключ 6 снова включаетс .

В режиме рекуперации на вход элемента ИЛИ 47 подаетс  логический сигнал 1, вследствие чего подаетс  импульс на включение тиристорного ключа 6. В случае короткого за№.1ка- ни  в цепи обратных тиристоров сигнал , снимаемый с выхода усилител  40, имеет противоположный знак, вследствие чего логический сигнал с выхода 20 формировател  42 импульсов равен О и тиристоры 11 и 9 не включаютс .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   та ИЛИ 47 подаетс  сигнал, равный 1 С выхода элемента ИЛИ 47 на вход формировател  48 импульсов подаетс  сигнал, равный , и формирователь импульсов выдает сигнал на включение

   35

   Устройство дл  защиты автономного инвертора напр жени , содержащее тиристорный ключ, катод которого предназначен дл  соединени  с положительным входным выводом автономного инвертора напр жени , цепь из последовательно включенных коммутирующих конденсатора, тиристора и реактора, подключенную параллельно тиристорно-. му ключу, токоограничивающий реактор, один из выводов которого соединен с анодом тиристорного ключа,.а другой вывод предназначен дл  подключени  к выводу конденсатора фильтра, другим выводом соединенному с отрицательтиристорного ..ключа 6. На вход усили- 40 нь1м входным выводом автономного инвертел  40 подаетс  сигнал с шунта 17, соответствующий мгновенному значению тока на входе инвертора. Этот сигнал сравниваетс  с сигналом уставки на входе компаратора 41. При условии превьшени  током нагрузки тока уставки вьщаетс  сигнал на вход формировател  42 импульсов, с выхода которого на вход элемента НЕ 44 поступает сигнал, равный единице, вследствие чего на вход элемента И 43 подаетс  логический сигнал, равный О, а с выхода формировател  46 импульсов снимаетс  логический сигнал, равный 1, вследствие чего снимаетс  импульс управлени  тиристорного ключа 6. Одновременно с выхода формировател  42 импульсов поступают сигналы управлени  на формирователи 45 и 46

   тора напр жени , цепь из соединенных последовательно резистора и диода, включенную параллельно токоограничи- вакщему реактору, зар дный трансфор45 матор, один и другой выводы вторичной обмотки которого соответственно через зар дные резистор и диод подключены к коммутирукщему конденсатору , разр дный тиристор и обратный .gg диод, о.тличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональ- нь:х возможностей путем ограничени  тока автономного инвертора напр жени  в рабочих и аварийных режимах

   c-f. при изменении знака напр жени  на его входе, введены ограничительный и разр дный резисторыj подключенные одним из выводов .к аноду тиристорного ключа, предназначенному дл  сое0

   5

   25

   импульсов, с выхода которых импульсы управлени  подаютс  на включение тиристоров 9 и 1 1 ,

   Когда сигнал с выхода усилител  40 становитс  меньше сигнала уставки, на выходе элемента НЕ 44 по вл етс  логический сигнал, равный 1, и тиристорный ключ 6 снова включаетс .

   В режиме рекуперации на вход элемента ИЛИ 47 подаетс  логический сигнал 1, вследствие чего подаетс  импульс на включение тиристорного ключа 6. В случае короткого за№.1ка- ни  в цепи обратных тиристоров сигнал , снимаемый с выхода усилител  40, имеет противоположный знак, вследствие чего логический сигнал с выхода 0 формировател  42 импульсов равен О и тиристоры 11 и 9 не включаютс .

   Формула изобретени 

   Устройство дл  защиты автономного инвертора напр жени , содержащее тиристорный ключ, катод которого предназначен дл  соединени  с положительным входным выводом автономного инвертора напр жени , цепь из последовательно включенных коммутирующих конденсатора, тиристора и реактора, подключенную параллельно тиристорно-. му ключу, токоограничивающий реактор, один из выводов которого соединен с анодом тиристорного ключа,.а другой вывод предназначен дл  подключени  к выводу конденсатора фильтра, другим выводом соединенному с отрицательнь1м входным выводом автономного инвер

   тора напр жени , цепь из соединенных последовательно резистора и диода, включенную параллельно токоограничи- вакщему реактору, зар дный трансформатор , один и другой выводы вторичной обмотки которого соответственно через зар дные резистор и диод подключены к коммутирукщему конденсатору , разр дный тиристор и обратный .диод , о.тличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональ- нь:х возможностей путем ограничени  тока автономного инвертора напр жени  в рабочих и аварийных режимах

   при изменении знака напр жени  на его входе, введены ограничительный и разр дный резисторыj подключенные одним из выводов .к аноду тиристорного ключа, предназначенному дл  соединени  с положительным выходным выводом источника питани  защищаемого инвертора, при этом катод тирис- торного ключа соединен с анодом разр дного тиристора, катод которого

   через разр дный резистор подключен к аноду тиристорного ключа, тунтиро- ванного ограничительным резистором, а обратный диод включен встречно- параллельно коммутирующему тиристору.

   Т га

   Тармоме ние

   КкиючуВ