SU581894A3 - Тиристорный выпр митель высокого напр жени - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к тиристорным высоковольтным выпр мител м, содержащим р д последовательно соединенных тиристоров и снабженным защитным прибором дл  самоподжига или восстановлени . Известен тиристорный выпр митель с защитным прибором дл  самоподжига, который работает по приннипу фиксации верхнего предела напр жени  каждого тиристора и требует дорогосто щих измерителей на делител х напр жений 1. Наиболее близким к предложенному по технической сущности  вл етс  тиристорный выпр митель высокого напр жени  с защитным прибором дл  самоподжига и восстановлени , содержащий р д последовательно соединенных тиристоров, каждый из которых снабжен управл ющей цепью, общий блок управлени  с распределителем импульсов, который регулирует управл ющую цепь, и с пороговым формирователем , выдающим индикаторный сигнал при переходе напр жени  на соответствующем тиристоре в провод щем направлении через определенное значение, и блок защиты от самозажигани  тиристоров восстановительной фазы, выдающий сигнал зажигани  дл  запуска распределител  импульсов и зажигани  всего выпр мител , когда напр жение в провод щем направлении выпр мител  возрастает и еще недостаточное число тиристоров восстановило свою блокируюп1,ую способность. Недостатком этого устройства  вл етс  низка  надежность от самопроизвольного ик.чючени  тиристоров при отсутствии сигнала зажигани . Целью изобретени   вл етс  повышение надежности выпр мител  путем обеспечени  жесткоприв занной выдачи сигналов зажиганИ  с предотвращением самозажигани  любого из тиристоров до их выдачи. Это достигаетс  тем, что в предложенном тиристорном выпр мителе высокого напр жени , содержащем р д последовательно соединенных тиристоров, каждый из которых снабжен управл ющей цепью, общий блок управлени  с распределителем импульсов, который регулирует управл ющую цепь, п с пороговым формирователем, выдающим индикаторный сигнал при переходе напр жени  на соответствующем тиристоре в провод щем направлении через определенное значение, и блок защиты от самозажигани  тиристоров восстановительной фазы, выдающий сигнал зажигапи  дл  запуска распределител  импульсов и зажигани  всего выпр мител , когда напр жение в провод щем направлении выпр мител  возрастает и заранее заданное определенное число тиристоров не восстановило свою блокирующую способность , блок защиты от самозажигани  снабжен детекторными блоками, линией задержки, счетчиком импульсов, запоминающим блоком и выходным блоком сравнени . Причем детекторные блоки подключены к линии задержки, формирующей первый сигнал при поступлении индикаторных импульсов или после детектировани  возросщего напр жени  на всем выпр мителе , счетчик дл  регистрации поступлени  индикаторных импульсов с пороговых формирователей сигналов управл ющей цепи, формирующий второй сигнал после получени  определенного числа индикаторных импульсов, записанных в запоминающем блоке, подключен ко входу выходного блока сравнени  первого и второго сигналов и выдачи сигнала зажигани  в зависимости от взаимной последовательности первого и второго сигналов.Детекторный блок может быть снабжен формирователем сигнала времени и измерительным делителем напр жени , подсоединенным ко всему выпр мительному каскаду и к формирователю сигнала времени, формирующему первый сигнал через определенное врем  после перехода напр жени  на выпр мителе в обратном (блокирующем) направлении определенного значени , выход которого подсоединен к выходному блоку сравнени , выдающему сигнал зажигани  при поступлении второго сигнала от счетчика импульсов за врем  действи  первого сигнала. Детекторный блок .может быть также снабжен измерительным делителем напр жени , формирующим первый сигнал, про порциональный напр жению на всем блоке выпр мител , счетчик выполнен формирующим второй сигнал, пропорциональный подсчитанному числу индикаторных импульсов, а выходной блок сравнени , входы которого св заны со счетчиком импульсов и с измерительным делителем напр жени  настроен так, что сравнивает первый и второй сигналы и выдает сигнал зажигани , если амплитуда первого сигнала превышает амплитуду второго сигнала. На фиг. 1 схематически изображен предложенный тиристорный выпр митель высокого напр жени  с блоками управлени , общей цепью управлени  и защитным прибором дл  самоподжига; на фиг. 2 и 3 - их варианты. Выпр митель содержит р д последовательно соединенных тиристоров 1, вместе образующих тиристорный высоковольтный выпр митель , блоки управлени  2, подключенные выходами ко входам соответствующих детекторов 3, выполненных на фотодиодах и подключенных ко входам сумматора 4, блок 5 выдержки времени , счетчик 6, подключенный ко входу триггера 7, элемент 8 совпадени , сумматор 9, подключенный к выходному усилителю 10. Выпр митель содержит также триггер 11, детекторы 12 блоков управлени , выполненные на фотодиодах , сигнальные эмиттеры 13, выполненные нл светодиодах, световоды 14, измерители 15 отпирающих импульсов, выполненные на светодиодах , световоды 16, общий блок управлени  17, резистивный измерительный делитель напр жени  18, сравнивающий элемент 19, усилитель 20, диод 21, дискриминатор 22, триггер 23, элемент совпадени  24. На каждый тиристор 1, который снабжен блоком управлени  2 и детекторо.м 12 подаютс  отпирающие импульсы от общего блока управлени  17 через сумматор 9, выходной усилитель 10, излучатели 15 и световоды 16. Тиристоры открываютс  при положительном анодном напр жении , когда его уровень достигнет величины срабатывани  сигнального эмиттера 13. Световой импульс с высокого потенциала передаетс  на потенциал земли с помощью световодов 14, прини.маетс  детекторами 3 и затем поступает на вход сум.матора 4, с которого передаетс  сигнал к блоку 5 выдержки времени дл  сигналов поступающих с детектора 3. Блок 5 построен на основе моностабильного триггера, который переключаетс  от входных сигналов с сумматора 4 и который, после вбсстановлени  через определенное врем  to по отношению к моменту поступлени  входных сигналов с сумматора 4, передает выходной сигнал на элемент совпадени  8. Это делаетс  дл  того, чтобы блок 5 не смог сфор.мировать никакого выходного сигнала до тех пор, пока сигналы , поступающие с сумматора 4, наход тс  в интервале времени tg. Это врем , т. е. врем  восстановлени  блока 5, выбирают таким, чтобы оно превыи1ало временные интервалы между сигналами с су.мматора 4, пока тиристоры окончательно восстанов тс  во времени под воздействием величины верхнего предела возрастающего напр жени  тиристорного выпр мител . В то же врем  to не должно быть очень большим , оно должно соответствовать приемле.мому росту верхнего предела напр жени  на тиристорном выпр мителе, т. е. сигнал в конце интервала to должен быть выдан раньше, чем верхний предел напр жени  тиристорного выпр мител  достигнет опасной величины дл  блокируемых тиристоров. Сигналы с детектора 3 поступают также на вход триггера 11, который св зан со счетчиком б, имеющим характеристику порогового элемента . Дл  числа тиристоров в выпр мителе п число По должно быть выбрано по воз.можности таким, чтобы надежно блокировать напр жение в провод щем направлении тиристорного выпр мител . Счетчик б устроен таким образом, чтобы, когда число сигналов п, с тригг.ера II достигнет По, сигнал передавалс  от счетчика б к отрицательному входу элемента совпадени  8. Триггер 11 регистрирует сигналы от детектора 3 независимо от последовательности и времени поступлени , после триггера счетчик б способен подсчитать число блокируе.мых тиристоров . Между счетчиком 6 и элементом совпадени  8 имеетс  триггер 7, на который можно обратить внимание только как на переключатель, т. е. только на то, что он выдает сигнал на элемент совпадени . Функционирование его .можно по снить следующим образом. По истечении времени to после самого последнего импульса с сумматора 4 блок 5 выдержки времени выдает сигнал на элемент совпадени  8. Сигнал с блока 5 позвол ет, чтобы все

тиристоры, которым необходимо восстановить свое блокировочное состо ние (запирающие свойства) за приемлемое врем , имели бы это врем  и восстановили свое блокировочное состо ние . Врем  to выбирают таким, по отношению ко времени роста напр жени  тиристорного выпр мител  в провод щем направлении, чтобы число блокируемых тиристоров было достаточным дл  роста напр жени , поскольку тиристоры восстанавливаютс  за более короткий интервал времени, чем заданное врем  to.

В определенной точке эта процедура заканчиваетс , т. е. больше уже ни одного сигнала из блоков 2, 3 и 4 не выдаетс  и проходит врем  to, пока верхний предел напр жени  выпр мител  возрастает и достигает своей максимальной величины.

Сможет ли заблокироватьс  тиристорный выпр митель от напр жени  в дальнейшем, зависит от того, превышает ли число блокируемых тиристоров П; требуемое число По, которое чувствительно к счетчику 6. Если это произойдет, счетчик 6 выдаст сигнал на инверсный вход элемента совпадени  8, и если этому сигналу предшествует сигнал с блока 5, то все в пор дке и ничего не случитс , так как на элемент 8-поступает только сигнал с блока 5.

С другой стороны, если тиристоры восстанавливаютс  слишком поздно, т. е. если только несколько тиристоров восстановились, когда блок 5 выдает сигнал, на элемент совпадени  8 поступают сигналы по всем трем входам. Следовательно, сигнал поступает через сумматор 9 на вход выходного усилител  10, который передает импульсы поджога на все тиристоры 1 с помощью излучателей 15 и световодов 16.

В этом случае достигаетс  режим дополнительного подж1 га тиристорного выпр мител , который вызывает одиночную ощибку переключени  и небольшое нарушение в работе статического инвертора. По сравнению с перегрузкой тиристоров, котора  обычно ведет к всеобщему пробою всех тиристоров, установленных в выпр мителе , и к результирующему выключению, такое нарушение  вл етс  несущественным.

Триггер 7 предназначен дл  включени  от сумматора 9 таким образом, чтобы совпадени  8 был бы готов дл  контрол  после следующего интервала проводимости, после чего триггер выключаетс  сигналом со счетчика 6. В этом случае не допускаетс  функционирование элемента совпадени  8 вследствие возможности поступлени  на него новых импульсных последовательностей с сумматора 4,  вл ющихс  результатом переходных процессов увеличивающегос  напр жени  на тиристорном выпр мителе .

Триггер 11 должен выключатьс  в каждом провод щем интервале выпр мител , что может быть осуществлено, например, управл ю шими контрольными импульсами с сумматора 9.

Защитный прибор, показанный на фиг. 1, может быть изменен следующим образом.

Блок 5 выдержки времени измен ют таким образом, чтобы вместо регистрации последовательностей сигналов с 4 он бы регистрировал только первый из этих сигналов и после определенного времени ti передавал бы сигнал на элемент совпадени  8. Врем  t выбирают таким , чтобы можно было допустить, что достаточное число По тиристоров имело бы врем  дл  восстановлени  в течение этого периода, если они были повреждены. В этом случае блок 5 выдержки времени будет в некоторой степени более прост, но зато менее надежен дл  быстрорастущего напр жени  на тиристоре. Врем  ti, кроме того, может зависеть от рабочих параметров тиристорного выпр мител , больше всего-от тока нагрузки.

При применении измерительного деиител  напр жени , который очень дорог и может стоить больще тиристорного выпр мител , блоком

5можно пренебречь и устройство приобретает вид, показанный на фиг. 2.

Выпр митель имеет соединенный параллельно с ним резистивный измер емьп 1 делитель напр жени  18, имеющий промежуточную гочку , св занную со сравниваюищм элемемгол; 19, на второй вход которого ппдаетс  ciUna.i со счетчика 6, выходной сигнал с которог:) гп лю пропорционален числу п. восстанавливаемых тиристоров. Сигнал со счетчика 6 затеу) становитс  мерой текущего блокируемого состо ни  тиристорного выпр мител , причем указанное состо ние сравниваетс  с присутствующим верхним пределом напр жени  выпр мител  и, если достаточно надежного запаса по напр жению нет, сравнивающий элемент 19 посылает сигнал на сумматор 9 дл  повторного поджога выпр мител .

Кроме того, измерительный делитель напр жени  18 может быть св зан с дискриминатором 22 посредством усилител  20 и диода 21. Дискриминатор выдает сигнал на моноетабильный триггер 23, когда выпр мленное напр жение становитс  отрицательным после интервала проводимости. Поэтому через определенное врем  триггер 23 выдает сигнал на элемент совпадени  24, который, соответствует элементу совпадени  8 на фиг. 1. Блок 6 выдает сигнал на элемент 24, если число блокирующих транзисторов п,( достигает определенного нижнего числа п.|, которое указывает на достижение выпр мителем положительного напр жени .

Счетчик 6 и триггер 23 св зываютс  с элементом совпадени  24, который определ ет, что ничего не случитс , если сигнал со счетчика

6придет на элемент 24 после того, как прекратитс  сигнал с 23. С другой стороны, если сигнал 6 достигнет элемнта 24 до того, как сигнал с триггера 23 прекратитс , блокируемое состо ние тиристоров  вл етс  опасным и элемент 24 посылает в этом случае сигнал на сумматор 9 дл  повторного поджига выпр мител 

Claims (2)

1. Надежность предложенного тиристорного выпр мител  обеспечиваетс  жестко нрив занН .ОЙ выдачей сигналов зажигани  с предотвращением самозажигани  любого из тиристоров до его выдачи. Это означает, что статический преобразователь в инверторном режиме может работать с минимальным запасом по углу управлени  с небольшой результирующей реактивной мощностью рассевани . Формула изобретени  1. Тиристорный выпр митель высокого напр жени  с защитным прибором дл  самоподжига или восстановлени , содержащий р д последовательно соединенных тиристоров, каждый из которых снабжен управл ющей цепью, общий блок управлени  с распределителем импульсов , который регулирует управл ющую цепь, и с пороговым формирователем, выдающим индикаторный сигнал при переходе напр жени  на соответствующем тиристоре в п-ровод щем направлении через определенное значение , и блок защиты от самозажигани  тиристоров восстановительной фазы, выдающий сигнал зажигани  дл  запуска распределител  импульсов и зажигани  всего выпр мител , когда напр жение в провод щем направлении выпр мител  возрастает и заранее заданное определенное число тиристоров не восстановило свою блокирующую способность, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  его надежности путем обеспечени  жестко прив занной выдачи сигналов зажигани  с предотвращением самозажигани  любого из тиристоров до их выдачи, блок Защиты от самозажигани  снабжен детекторными блоками, линией задержки, счетчиком Импульсов, запоминающим блоком и выходным блоком сравнени , причем детекторные блоки подключены к линии задержки, формирующей первый сигнал при поступлении индикаторных импульсов или после детектировани  возросщего напр жени  на всем выпр мителе, счетчик дл  регистрации поступлени  индикаторных импульсов с пороговых формирователей сигналов управл ющей цепи, формирующий второй сигнал после получени  определенного числа индикаторных импульсов, записанных в запоминающем блоке, подключен ко входу выходного блока сравнени  первого и второго сигналов и выдачи сигнала зажигани  в зависимости от взаимной последовательности первого и второго сигналов. 2.Выпр митель по п. 1, отличающийс  тем, что детекторный блок снабжен формирователем сигнала времени и измерительным делителем напр жени , подсоединенным ко всему выпр мительному каскаду и к формирователю сигнала времени, формирующему первый сигнал через определенное врем  после перехода напр жени  на выпр митель в обратном (блокирующем ) направлении определенного значени , выход которого подсоединен к выходному блоку сравнени , выдающему сигнал зажигани  при поступлении второго сигнала от счетчика импульсов за врем  действи  первого сигнала. 3.Выпр митель по п. 1, отличающийс  тем, что детекторный блок снабжен измерительным делителем напр жени , формирующим первый сигнал, пропорциональный напр жению на всем блоке выпр мител , счетчик выполнен формирующим второй сигнал, пропорциональный подсчитанному числу индикаторных импульсов , а выходной блок сравнени , входы которого св заны со счетчиком импульсов и с измерительным делителем напр жени , настроен так, что сравнивает первый и второй сигцалы и выдает сигнал зажигани , если амплитуда первого сигнала превыщает амплитуду второго сигнала. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе: 1.Патент США № 3794908, М. Кл2 Н 02 М 7/48, 29.01.73.
2. 2.Патент СССР № 323928, M.Kл Н 02 М 1/18, 10.12.71.

   иг. г

   иг.з