SU1636921A1

SU1636921A1 - Устройство дл контрол и защиты вентильного преобразовател

Info

Publication number: SU1636921A1
Application number: SU884621835A
Authority: SU
Inventors: Александр Васильевич Иванов; Михаил Михайлович Мульменко; Альберт Хубутдинович Узянбаев
Original assignee: Уфимский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе
Priority date: 1988-12-20
Filing date: 1988-12-20
Publication date: 1991-03-23

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может использоватьс дл защиты, контрол и диагностики полупроводниковых преобразователей. Цель изобретени , - повышение надежности и расширение функциональных возможностей устройства дл контрол и защиты вентильного преобразовател . При включенини выключател 1 питани по вл етс напр жение на выходе выпр мител 2, конденсатор 5 зар жаетс через дроссель 4. Напр жение с вентилей 7-9 через детекторы 31-33 среднего значени напр жени поступает на входы оптопар 20-22. При исправности тиристоров на входах оптопар устанавливаютс низкие уровни напр жени , а на выходе элемента ИЛИ-НЕ 40 - высокий уровень, включающий ключ 34. С выхода датчика 36 напр жени через элемент 37 задержки, релейный элемент 38, ключ 34 и элемент 39 пам ти поступает разрешающий сигнал на пуск блока управлени . В случае неисправности вентилей на выходе соответству-. ющей оптопары образуетс высокий уровень напр жени , ключ 34 не замыкаетс и запрещает включение блока управлени . Если неисправность возникает- в процессе работы преобразовател , включаетс соответствующий индикатор 30 узла индикации. Дл предотвращени ложного свечени инцикаторов неисправности при отсутствии питани силовой цепи предусматриваетс механическа св зь ключа 35 с выключателем 1. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (/

Description

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может применяться в устройствах контроля, защиты и диагностики полупроводнико- с вых преобразователей.

Целью изобретения является повышение надежности и расширение функциональных возможностей за счет предпус-jg кового контроля и индивидуального ди— агоностирования вентиля.

На фиг.1 показана функциональная' схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы сигналов, поясняющие 5 его принцип действия (индексы напряжений совпадают с позиционными обозначениями элементов фиг.1, на выходах которых присутствуют показанные напряжения) . 20

Устройство для контроля и защиты вентильного преобразователя (фиг.1), содержащего выключатель 1 питания силовой части преобразователя, выпрямитель 2, сглаживающий дроссель 3, 25 коммутирующий дроссель 4, конденсатор 5, нагрузку 6, управляемые вентили 7-9, диоды 10-12, демпфирующие цепи на элементах 13-18 и блок 19 управления с входом·разрешения пуска, вклю-βθ чает в себя датчики 20-22 состояния вентилей в виде оптопар, входы которых через резисторы 23-25 подключены к вентилям, источник 26 питания, через резисторы 27-29 связанный с выходами оптопар и индикатором 30 неисправности, детекторы 31-33 среднего значения напряжения, на входах оптопар, управляемые ключи 34 и 35, датчик 36 напряжения на конденсатор 5, элемент 37 задержки, релейный элемент /38, элемент 39 памяти, логический элемент ИЛИ-НЕ 40, причем индикатор неисправности содержит светодиодные элементы 41-43 индикации, последова- 45 тельно с входами оптопар включены резисторы 44-46, управляющие переходы транзисторов оптопар зашунтированы резисторами 47-49, а параллельно входам детекторов 31-33 среднего значения напряжения включены резисторы 5052, образующие делители напряжения вместе с резисторами 23-25. Управляющий вход ключа 34 связан с выходом элемента ИЛИ-НЕ 40, а контакт второго ключа 35 механически связан с вы- $·> ключателем 1.

Устройство работает следующим образов.

При замыкании контактов выключателя 1 на выходе выпрямителя 2 появляется постоянное напряжение, от которого по цепи дроссель 4 - нагрузка 6 - дроссель 3 заряжается конденсатор 5, одновременно подается пита- ’ ние в выходные цепи оптопар 20-22 от источника 26 через ключ 35. В момент t_z (фиг.2) напряжения на вентилях 7-Ф нарастают до уровня, при котором транзисторы 47-49 оптопар 2022 насыщаются и на их коллекторах устанавливаются низкие уровни напряжения, соответствующие исправному состоянию всех вентилей. При этом на выходе элемента ИЛИ-НЕ 40 устанавливается высокий (единичный) уровень напряжения, включающий ключ 34.. Датчик 36 напряжения на конденсаторе 5 выдает сигнал, пропорциональный постоянной составляющей напряжения, после нарастания выходного сигнала элемента 37 задержки в момент переключаются в единичное состояние релейный элемент 38 и элемент 39 памяти, а сигнал разрешения пуска поступает на блок 19 управления.

После этого импульсы, формируемые блоком 19 управления, поступают на вентили 7-9 преобразователя, за счет ; периодического перезаряда; конденсатора 5 через включенные вентили, дроссель 4 и нагрузку 6 в последней формируются импульсы выходного тока. На интервалах включенного состояния вентилей (64. - t_?) к ним приложено прямое напряжение, по амплитуде в несколько раз превышающее напряжение выпрямителя 2, а по среднему значению равное этому напряжению. Амплитуда импульсов напряжений на вентилях (фиг.2) зависит от режима работы и параметров схемы, в частности при , частотном регулировании может изменяться в несколько раз,.в то время как среднее значение этих напряжений всегда постоянно и равно напряжению выпрямителя, деленному на число последовательно включенных вентилей. Поэтому на входы оптопар в любом режиме работы преобразователя, в том числе и предпусковом, с выходов детекторов 31-33 среднего значения поступают одинаковые сигналы постоянного тока.

В случае неисправности вентилей в виде их короткого замыкания, пробоя, потери класса или самопроизволь— ного включения резко снижаются или пропадают сигналы на выходах соответствующих детекторов 31-33 среднего значения напряжения, а на выходе соответствующих оптопар появляется высокий уровень напряжения, включающий соответствующий светодиодный элемент индикатора неисправности. Одновременно появляется низкий уровень напряжений на выходе элемента ИЛИ-НЕ 40, запрещающий прохождение сигнала через ключ 34. Размыкание ключа 34 имеет различные последствия в зависимости от момента наступления до пуска или во время нормальной работы.

Рассмотрим работу устройства в предпусковом режиме при неисправности, например, вентиля 9 (нижние черты диаграммы фиг.2). Если вентиль 9 потерял класс, то после подачи силового питания в момент t₂ происходит его самопроизвольное включение, в результате чего исчезает· сигнал на выходе детектора 33 среднего значения напряжения, выключается транзистор оптопары, на выходе элемента ИЛИ-НЕ 40 появляется нулевой сигнал, размыкающий ключ 34. Вследствие этого на вход элемента 39 памяти сигнал от элементов 36-38 не проходит и пуск блока 19 управления запрещается. Светящийся элемент 43 индикатора 30 неисправности диагностирует отказавшийся вентиль.

Таким образом, устройство обеспечивает предпусковой контроль и диагностирование состояния .вентилей, а . также защищает преобразователь от запуска при неисправных вентилях.

Если отказ вентиля произошел уже после пуска блока управления, устройство выдает сигнал неисправности на соответствующий индикатор, предупреждая оператора. Вопрос об отключении преобразователя в этом случае должен решаться оператором в зависимости от конкретных обстоятельств: количества неисправных вентилей и возможного ущерба, причиняемого вследствие внезапного отключения нагрузки. При необходимости выход элемента 40 может быть подключен к исполнительному органу защиты, в этом случае произойдет автоматическое отключение преобразователя при отказе хотя бы одного вентиля.

Ключ 35 в цепи питания оптдцар 2022 и индикатора 30 устраняет ложное свечение элементов индикатора 30 при отсутствии питания силовой схемы, когда на входах оптопар отсутствует 5 сигнал. Механическая связь ключа 35 с выключателем 1 питания силовой схемы обеспечивает одновременность подачи питания на индикатор 30 и контролируемые вентили 7-9.

Claims

10 Формула изобретения’

1. Устройство для контроля и защиты вентильного преобразователя*снабженного блоком управления, сглаживающим дроссецем и цепью из последова’5 тельно соединенных вентилей, включенными между первым выводом для подключения нагрузки и соответственно первым выводом питания и вторым выводом питания, соединенным с вторым вы· водомдля подключения нагрузки через включенные последовательно коммутирующие дроссель и конденсатор,содержащее датчики состояния вентилей,каждый из которых включает в себя последовательно соединенные резистор и вход оптопары, индикатор неисправности, вы-, ключатель питания силовой части преобразователя и источник питания, отличающееся тем, что, ЗС с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей, введены детекторы среднего значения напряжения по числу вентилей преобразователя, два ключа, датчик напряже35 ния, элемент задержки, релейный элемент, элемент памяти и элемент ИЛИНЕ, индикатор неисправности выполнен многоэлементным с числом элементов индикации по числу вентилей, причем 40 датчик напряжения предназначен для подключения к коммутирующему конденсатору и через элемент задержки, релейный элемент и первый ключ соединен с входом элемента памяти, выход ко45 торого предназначен для подключения к входу разрешения пуска блока управления, управляющий вход первого ключа подключен к выходу элемента ИЛИ-НЕ, входы которого через соответ50 ствующие элементы индикации индикатора неисправности подключены к выходам оптопар соответствующих датчиков состояния вентилей, выходы которых через второй ключ подкпючены к источнику питания, а входы датчиков состояния вентилей через соответствующие детекторы среднего значения напряжения предназначены для подключения к соответствующим вентилям.

2. Устройство поп.1, отли- · выключателя питания силовой части чающееся тем, что второй преобразователя.

ключ механически связан с приводом