Устройство для защиты мостового реверсивного преобразователя

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ МОСТОВОГО РЕВЕРСИВНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ, содержащее в каждом канале вентилей данного гтеча моста трехвходовый элемент И, выход которого соединен с входом реагирующего органа, а первый вход соединен с выходом датчика включенного состояния вентилей данного плеча моста, первый и второй пороговые элементы, входы которых соединены соответственно с первым и вторым зажимами подачи сигналов, , синфазных с коммутирующими напряжениями вентилей данного и следующего , коммутирующего с данным, плеча моста, отличающее ся тем. что, с целью повьшения надежности и уменьшения габаритов, в каждый канал вентилей данного реверсивного ппеча моста введены третий и четвертый зажимы подачи сигналов, соответствующих включенному состоянию первого и второго мостов, два инвертора и четыре элемента И-НЕ, причем выходы первого и второго элементов И-НЕ подключены к второму входу элемента И, выходы третьего и четвертого элемента И-НЕ подключены к третьему входу элемента И, первые входы первого и третьего элементов И-НЕ подключены к третьему зажиму подачи сигналов, соответствующих включенному состоя9 нию первого моста, первые входы второго и четвертого элементов И-НЕ подключены к четвертому зажиму подачи сигналов, соответствующих BKJHOченному состоянию второго моста, выход первого порогового элемента подключен к второму входу второго элемента И-НЕ и к входу первого инвертора , выход которого подключен к второму входу первого элемента И-НЕ, выход второго порогового элемента . подключен к второму входу четвертого элемента И-НЕ и к входу втоСО рого инвертора, выход которого подключен к второму входу третьего элемента И-НЕ. .

СОВХОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСА ЛИН зсю Н 02 H 7/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ « 1

«Вэ;««нЦ i jf «л

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3596093/24-07 (22) 27.05.83 (46) 30.08.84. Бюл. Р 32 (72) Ю.Н. Караев, И.И. Левитан, Н.Э. Левитус, С.В. Рождественский и А.Г. Элькин (71) Научно-исследовательский электротехнический институт Производственного объединения "X3M3" (53) 621 ° 316.925.4(088.8) (56) 1. Глух Е.И., Зеленов В.Е. Защита полупроводниковых преобразователей. M. "Энергия", 1970, с. 1 19.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 593279, кл. Н 02 Н 7/10, 1976. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ МОСТОВОГО РЕВЕРСИВНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ, содержащее в каждом канале вентилей данного плеча моста трехвходовый элемент И, выход которого соединен с входом реагирующего органа, а первый вход соединен с выходом датчика включенного состояния вентилей данного плеча моста, первый и второй пороговые элементы, входы которых соединены соответственно с первым и вторым зажимами подачи сигналов,, синФазных с коммутирующими напряжениями вентилей данного и следующего, коммутирующего с данным, плеча моста, о т л и ч а ю щ е е с я тем, „SU„„1111223 А что, с целью повышения надежности и уменьшения габаритов, в каждый канал вентилей данного реверсивного плеча моста введены третий и четвертый зажимы подачи сигналов, соответствующих включенному состоянию первого и второго мостов, два инвертора и четыре элемента И-НЕ, причем выходы первого и второго элементов И-HE под- ключены к второму входу элемента И, выходы третьего и четвертого элемента И-HE подключены к третьему входу элемента И, первые входы первого и третьего элементов И-HE подключены к третьему зажиму подачи сигналов, соответствующих включенному состоянию первого моста, первые входы второго и четвертого элементов И-НЕ подключены к четвертому зажиму подачи сигналов, соответствукнцих вклоченному состоянию второго моста, выход первого порогового элемента подключен к второму входу второго элемента И-НЕ и к входу первого ин- вертора, выход которого подключен к второму входу первого элемента

И-HE выход второго порогового элемента подключен к второму входу чет. вертого элемента И-НЕ и к входу второго иивертора, выход которого подключен к второму входу третьего элемента И-HE.

11112

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и предназначено для реверсивных мостовых преобразователей, работающих в выпрямительном и инверторном режимах.

Известно устройство для защиты мостового инвертора, используемое н преобразовательной технике, построенное на основе датчиков Холла (1j.

Недостатки этого устройстна— низкое быстродействие и малая надежность работы, связанная, в частности, с низкой помехоустойчивостью датчиков Холла. Кроме того, для них характерна и неунифицированная конструкция, зависимая от номинального тока преобразователя из-за различной формы и габаритов шинопровода.

Это создает реальные препятствия при проектировании серии тиристорных преобразователей с развитой шкалой по току от 25 до 12500 А.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее в каждом канале вентилей данного плеча моста трехвходовый элемент И, выход которого соединен с входом реагирующего органа, а первый вход соединен с выходом датчика включенного состояния вентилей данного плеча моста, первый и второй пороговые элементы, входы которых соединены соответственно с первым и вторым зажимами подачи сигналов, синфазных с коммутирую35 щими напряжениями вентилей данного и следующего, коммутирующего с данным, плеча моста. Работа описанного устройства основана на контроле захода

40 тока каждого вентиля моста во временную "запрещенную зону" в диапазоне

300-360 эл.град. частоты питающей сети по отношению к моменту естественной коммутации (d, 0 эл.град .

Это устройство регистрирует на ранней стадии срывы инвертирования и, в ряде случаев, короткие замыкания с переменной стороны при пробое тиристоров либо нарушении изоляции.

Реализация этого устройства для ре50 версивной встречно-параллельной . схемы осуществляется только при контроле тока каждого из двенадцати вентилей встречно-параллельной мостовой схемы и обработке данных (2).

К недостаткам такого устройства защиты относятся низкая надежность из-за большого числа составных эле23 2 ментов и электрических связей, а также большие габариты.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства и уменьшение его габаритов.

Поставленная цель постигается тем, что в устройство для защиты мостового реверсивного преобразователя, содержащее н каждом канале вентилей данного плеча моста трехвходовый эле-мент И, выход котор соединен с входом реагирующего о1 гана, а первый вход соединен с вйходом датчика включенного состояния вентилей данного плеча моста, первый и второй пороговые элементы, входы которых соединены соответственно с первым и вторым зажимами подачи сигналов, синфаэных.с коммутирующими напряжениями вентилей данного и следующего, коммутирующего с данным, плеча моста, в каждый канал вентилей данного реверсивного плеча моста введены третий и четвертый зажимы подачи сигналов, соответствующих включенному состоянию первого и второго мостов, два инвертора и четыре элемента

И-НЕ,причем выходы первого и второго элементов И-HE подключены к второму входу элемента И, выходы третьего и четвертого элемента И-НЕ подключены к третьему входу элемента И, первые входы первого и третьего элементов И-НЕ подключены к третьему зажиму подачи сигнж@он, соответствую/ щих включенному состоянию первого моста, первые входы второго и чет- . вертого элементов И-НЕ подключены к четвертому зажиму подачи сигналов, соответствующих нключенному состоянию второго моста, выход первого порогового элемента подключен к второму входу второго элемента И-ИЕ и к входу первого инвертора, выход которого подключен к второму входу первого элемента И-НЕ, выход второго порогово"o элемента подключен к второму входу четвертого элемента И-HE и к входу второго иннертора, выход которого подключен к второму входу третьего элемента И-НЕ.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для защиты мостового реверсивного преобразователя; на фиг. 2 — эпюры фазных напряжений и характерные временные интервалы.

Схема содержит реверсивный мостовой преобразователь по встречно3 .11 параллельнои схеме с вентильными плечами 1 — 6, датчик 7 включенного состояния плеча l, зажимы 8 и 9 подачи сигналов, соответствующих включенному состоянию соответственно первого и второго моста (" Вперед" и

"Назад" ), зажимы 10 и 11 подачи сигналов, синфаэных с коммутирующими напряжениями АС и ВА вентилей 1 и 3, пороговые элементы 12 и 13, соответственно, инверторы 14 и 15, элементы

И-.НЕ 16-19, элемент И 20 и реагирующий орган 21.

Выход датчика 7 включенного состояния плеча 1 подключен к первому входу элемента И 20. К зажиму 8 подачи сигнала, соответствующего включенному состоянию первого-моста, подключены первые входы логических элементов И-НЕ 16 и 18, вторые входы которых через инверторы 14 и 15 соединены соответственно с выходами пороговых элементов 12 и 13 и одновременно с вторыми входами элементов

И-НЕ 17 и .19. Первые входы элементов

И-НЕ 17 и 19 подключены к зажиму 9 подачи сигнала, соответствующего включенному состоянию второго моста.

Входы пороговых элементов 12 и 13 соединены соответственно с зажимами

10 и 11 подачи сигналов, синфазных с коммутирующими напряжениями АС и

ВА плеч 1 и 3, а выходы элементов

И-HE- 16 и 17, 18 и 19 попарно соединены и подключены соответственно к второму н третьему входу элемента

И 20, выход которого подключен к одному из шести входов реагирующего органа 21.

На фиг. 2 синусоидальные напряжения А, В, С являются фаэными напряжениями сети. Момент естественной коммутации вентиля 1 первого моста принят за нулевую точку отсчета времени. "Запрещенная зона" э1ого вентиля находится в диапазоне 300360 эл. град.

"Запрещенная зона" вентиля второго моста, включенного встречнопараллельно упомянутому, находится в диапазоне 120-180 эл.град.

Необходимость различения двух указанных зон в зависимости от направления тока очевидна.

Устройство работает следующим образом. ,Открытому состоянию плеча 1 соответствует единичный сигнал на выходе датчика 7.

11223

Включенному положению первого моста соответствует единичный сигнал на зажиме 8, а следовательно, и на первых входах элементов И-НЕ 16 и 18. В это время второй мост выключен, поэтому на зажиме 9 нулевой сигнал, который одновременно попадает на первые входы элементов

И-НЕ 17 и 19 и вызывает на выходе этих элементов единичные сигналы.

10

Когда сигналы, синфазные с коммутирующими напряжениями вентилей 1 и 3, становятся отрицательными, на выходах пороговых элементов 12 и 13 возникают единичные сигналы, которые попадают соответственно на вторые входы элементов И-HE 17 и 19 и на входы ииверторов 14 и 15, вызывая на выходах последних нулевые сигналы, которые попадают на вторые вхо20 ды элементов И-НЕ 16 и 18, вызывая на выходе последних единичные сигналы. Так как в рассматриваемой фазе на выходе всех элементов И-НЕ присутствуют единичные сигналы, то они попадают соответственно на второй и третий входы элемента И 20.

Два единичных сигнала на выходах индикаторов 12 и 13 существуют одновременно только в "запрещенной зоне"

30 вентиля 1 первого моста, два нулевых сигнала на выходах указанных индикаторов существукт одновременно только в "запрещенной зоне" вентиля второго моста, включенного встречно" параллельно упомянутому.

Любой иэ указанных "запрещенных зон" соответствуют единичные сигналы на втором и третьем входах элемента И 20.

Если с первой из "запрещенных зон" совпадает по фазе открытое состояние вентиля 1 первого моста либо с второй из "запрещенных зон"

1 совпадает но фазе открытое состояние вентиля встречно-параллельного второго моста, то на всех трех входах элемента И 20 появляются единичные сигналы, а на его выходе также возникает единичный аварийный

50 сигнал, воздействующий на реагирую-. щий орган 21.

Построение устройства для защиты мостового реверсивного преобразователя возможно логическим преобразованием сигналов шести датчиков включенного состояния вентилей реверсивного плеча в зависимости от двух сигналов, соответствующих включенно11) 1223 му состоянию первого и второго мостов, либо выработкой сигналов "запрещенных зон", сдвинутых на

180 эл.град. s зависимости от двух сигналов, соответствующих включенному состоянию первого и второго мостов

Для формирования "запрещенных .зон" всех вентилей моста используются только три линейных напряжения, которые обрабатываются пороговыми элементами и инвертируются. Поэтому при выработке "запрещенных зон". всех вентилей первого и второго мостов достаточно в зависимости от двух сигналов, соответствующих

BKJIIoMeHHo состоянию NocToB 05pi3 ботать (в данном случае проннвертировать) только три сигнала с выходов трех пороговых элементов, входы которых подключены к зажимам подачи сигналов, синфазных с тремя линейны5 ми напряжениями. Этот способ и реализован в предлагаемом устройстве.

В качестве сигналов, соответствующих включенному состоянию первого и второго мостов, удобно использовать сигналы из логического переключающего устройства либо сигнал поля1.ности тока нагрузки реверсивного преобразователя. Устройство позволяет осуществлять защиту от двухфазных опрокидываний реверсивного мостового преобразователя, повысить надежность, а также сократить габариты защитного оборудования.

Тираж б13 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий, 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 6322/42

Филиал ППП "Патент". г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель О, Мещерякова

Редактор Л. Алексеенко Техред Л.Коцюбняк Корректор A. Луговая