Устройство для контроля неисправности последовательно соединенных вентилей

 

Изобретение предназначено для контроля состояния последовательно соединенных высоковольтного и низко- .вольтного плеч вентилей с параллельньши защитными цепями и блоком формирования импульсов управления (БФИУ). Цель изобретения - повышение надежности. Устройство содержит у, RC-делители напряжения (ДН) 5 и 6, управляемый ключ (УК) В, исполни (Л to N9 Од сд Од ел J2

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1226565 A (5D 4 Н 02 Н 7 10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

::Ъ .-., Е (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НЕИСПРАВНОСТИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО СОЕДИНЕННЫХ ВЕНТИЛЕЙ (21) 3773753/24-07 (22) 19.07.84 (46) 23.04.86. Бюл. № 15 (71) Всесоюзный научно;исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт силовых полупроводниковых устройств (72) С.Л. Безуглый, В.М. Патрикеев и В .В..Землянский (53) 621.316.925.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 712893, кл. Н 02 Н 7/10, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 589661, кл. Н 02 Н 7/10, 1975. (57) Изобретение предназначено для контроля состояния последовательно соединенных высоковольтного и низко.вольтного плеч вентилей с параллельными защитными цепями и блоком формирования импульсов управления (БФИУ). Цель изобретения — повышение надежности. Устройство содержит,;

AC-делители напряжения (ДН) 5 и 6, управляемый ключ (УК) 8, исполни1 тельный орган (ИО) 12 и дополнительно введенные трансформатор (Т) 7 и блок измерения амплитуды тока (БИАТ)

11. Высоковольтные и низковольтные плечи вентилей и ДН 5 и 6 образуют несимметричный мост, в диагональ которого включен УК 8. Управляющие входы УК 8 подключены соответственно к выходу датчика обратного тока (ДОТ) 10 и БФИУ 9. Первичные обмотки

Т 7 соединены встречно, их точка соединения подключена к вентилю 2. и ДОТ 10, а крайние выводы — соот226565 ветственно последовательно с защитной цепью 4 вентиля 2 и ДН 6. Вторичная обмотка Т 7 через БИАТ 11

1 соединена с ИО 12. Устройство позволяет независимо от длительности протекания тока по обмоткам Т 7, который может находиться в состоянии насыщения,:выдать достоверную информацию о пробое вентилей в ИО 12, так как всегда происходит трансформация сигнала из первичной во вторичную обмотку Т 7. Этим достигается поставленная цель. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и может быть использовано в высоковольтных преобразователях для контроля состояния (неисправности) последовательно соединенных вентилей.

Целью изобретения является повышение надежности путем -улучшения избирательности, увеличения чувствительности и повышения помехоустойчивости.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для контроля неисправности последовательно соединенных вентилей.

Схема содержит последовательно соединенные вентили 1 и 2 (1 — высоковольтное плечо, 2 — низковольтное плечо), их защитные RC -цепи

3 и 4., подключенные параллельно каждому вентилю, причем по крайней мере на последнем (головном вентиле 2) С-цепь 4 выполнена с последовательностью соединения конденсатор — резистор, емкостно-омические делители

5 6 напряжения, включенные параллельно вентилям 1 и 2 через транс.форматор 7 (коэффициент деления делителя напряжения на последней ступени делителя 6 равен числу последовательно соединенных вентилей 1 и

Z). последняя ступень делителя 6 напряжения имеет последовательность соединения элементов, аналогичную 35 последовательности соединения защитной RC-цепи 4 головного вентиля 2, 2 (постоянные времени защитных КС-цепей 3 и 4 и делителей 5,6 напряжения равны), к точке соединения конденсатора и резистора защитной

RC цепи 4 головного вентиля 2 и к аналогичной точке части делителя 6 напряжения подключен управляемый ключ 8, вход которого подключен к выходу устройства 9 формирования импульсов управления и к выходу датчика 10 тока, который включен последова,тельно с головным вентилем

2. К выводам резисторов РС.-цепи 4 и целителя 6 подключены соответственно начала первичных обмоток11, и Й трансформатора 7, концы этих обмоток соединены в точку и подключены между силовым выводом головного вентиля 2 и датчика 10 тока,вторичная обмотка трансформатора 7 подключена к входу блока 11 измерения амплитуды тока, выход которого подключен к входу исполнительного органа 12.

Устройство работает в нескольких режимах.

При наличии переменного напряжения в режиме запертых вентилей 1 и

2 устройство 9 формирования импульсов управления не работает, ток через вентили 1 и 2 практически не протекает, датчик 10 тока не работает, управляемый ключ 8 заперт, а по RC -цепям 3 и 4 вентилей 1 и 2 через делители 5,6 напряжения,первичные обмотки 1,/, и l4 трансформатора

7 протекают встречно-направленные!

226565

55 переменные токи. Во вторичную обмотку И трансформатора 7 трансформации з тока не происходит, так как первичные обмотки включены встречно, углового сдвига между токами защитных

RC-цепей вентилей 1 и 2 и делителей

5,6 напряжения нет (постоянные времени защитных RC -цепей и делителя напряжения равны), эти цепи выполнены идентичными, и соотношение витков двух первичных обмоток W u W трансформатора 7, расположенных на одном магнитопроводе, таково, .что выполняется равенство намагничивающих сил (н.с.) 3., =1,W2 где . ° 4 - токи первичных обмоток трансформатора; W,,W — число витков первичных обмоток трансформатора.

На вход 11 блока измерения амплитуды тока сигнал разбаланса токов с вторичной обмотки И не поступает, исполнительный орган 12 не работает.

При наличии в последовательной цепи пробитых вентилей 1 изменяется полное сопротивление и постоянная времени защитных PC -цепей 3 и 4 (закорочены КГ -цепи пробитых вентилей), увеличивается амплитуда тока, протекающего через защитные цепи 3 и 4, вентилей 1 и 2 относительно тока, протекающего через делители 5,6 напряжения, нарушается равенство

3„И,4 3,W намагничивающих сил первичных обмото,< 11„ и 14, трансформатора

7 и происходит трансформация тока во вторичную обмотку W Выделенный. з сигнал с вторичной обмотки трансформатора 7 поступает в блок 11 измерения амплитуды тока, с выхода которого сигнал, пропорциональный числу пробитых вентилей, поступает в исполнительный орган 12, который индуцирует число пробитых вентилей в цепи.

При пробое головного вентиля 2 практически весь ток, протекающий через защитные RC -цепи вентилей 1, протекает через пробитый вентиль 2.

Во вторичную обмотку 14 трансформатора 7 трансформируется сигнал,пропорциональный максимальной амплитуде тока. Это условие дает возможность распознать пробой головного вентиля 2 от пробоя остальных вентилей 1. Сигнал с выхода вторичной обмотки Д трансформатора 7 поступа3 ет в блок 11 измерения амплитуды тока и далее в исполнительный орган 12

t0

4

В режиме отпирания вентилей 1 и 2 при отсутствии пробитых вентилей устройство работает следующим образом.

При поступлении импульсов на вентили 1 и 2 и на управляемый ключ

8 от устройства 9 формирования им-. пульсов управления вентили 1 и 2 и ключ 8 отпираются. Через открытые вентили 1 и 2 происходит разряд конденсаторов защитных цепей 3 и 4 и делителей 5,6 напряжения.Так как управляемый ключ 8 в этот момент времени открыт, то токи, протекающие через первичные обмотки W, и Й трансформатора 7, обратно пропорциональны величинам сопротивлений резисторов защитной цепочки головного вентиля 2 и последнего RC -звена делителя 6 напряжения и равны по величине вследствИе равенства сопротивления указанных резисторов. Равенство токов через первичные обмотки

И, и И трансформатора 7 обуславливает равенство намагничивающих сил (g,W,= 3,A) первичных обмоток и отсутствие трансформации тока во вторичную обмотку трансформатора 7.

Включение управляемого ключа 8 импульсом управления и поддержание этого ключа в открытом состоянии на время длительности импульса управления позволяет исключить ложное спабатывание устройства оТ помех, которые могут появиться из-за неодновременного включения последовательно соединенных вентилей 1 и

При запирании вентилей 1 и 2 через датчик 10 тока протекает ток восстановления тиристоров.

Сигнал, снимаемый с датчика 10 тока, поступает на вход управляемого ключа 8 и держит его в открытом состоянии до окончания обратного тока восстановления. Это позволяет, независимо от разброса временных характеристик восстановления вентилей

1 и 2 и независимо от неравномерности распределения напряжения на вентилях 1 и 2 в момент восстановления их запирающих свойств, соблюсти условие равенства н.с. (3ÄW,=

= 7,14 ) первичных обмоток W „ H W, трансформатора 7, так же как и в процессе отпирания вентилей, и исключить появление ложного сигнала на выходе вторичной обмотки 1,.! трансз форматора 7.

1226565

5 ного однонаправленного тока, когда трансформатор может заходить в режим

15 лз обре те ния

Формула

Производств.-полиграф. пред-е, r. Ужгород, ysz. Проектная, 4

По окончании процесса восстановления вентилей 1 и 2 управляемый ключ 8 закрывается и при отсутствии пробитых вентилей обеспечивает равенство н.с. (3W,= 3 И,) первичных обмоток М „ и W, трансформатора 7,что обусловливает отсутствие сигнала на входе и выходе блока 11 измерения амплитуды тока.

При наличии пробитых вентилей в цепи вентилей 1 и 2 работа устройства при включении и выключении вентилей аналогична описанной, т.е. после запирания ключа 8 нарушается равенство н.с. (3,W„-.З,Ь, первичных обмоток трансформатора 7 и происходит трансформация во вторичную обмотку W тока, пропорционального числу пробитых вентилей.

Так как в моменты отпирания и запирания вентилей 1 и 2 в контур замыкания ключа 8 не входят конденсаторы защитных цепей и делителя напряжения, то переходный процесс перераспределения токов определяется трансформатором 7 и резисторами защитной цепи головного вентиля 2 и аналогичной цепи делителя напряжения., Это дает возможность получения информации об изменении токов в RC -цепях .в зависимости от состояния элементов схемы в короткий отрезок времени независимо от времени воздействия напряжения на вентилях 1 и 2. При пробое головного вентиля 2 на исполнительный орган 12 также выдается достоверная информация.

Включение последовательно с защитными Кс -цепями трансформатора 7 не дает существенного повышения напряжения на головном вентиле 2, так как первичные обмотки трансформатора

7 выполнены многовитковыми и включены встречно, а вторичная обмотка маловитковая и нагружается на малое сопротивление, т.е. трансформатор 7 работает в режиме трансформации тока.

Передача сигнала при разбалансе н.с. (3,W,+J М,) происходиг при малых магнитных потоках, что дает возможность передачи как однополярных, так и разнополярных сигналов.

Применение блока измерения амплитуды тока позволяет независимо от длительности протекающего по обмоткам трансформатора тока выдать досВНИИПИ Заказ 2143/54

55 товерную информацию о пробое вентилей в исполнительное устройство,. так как даже при протекании длительнасьпцения,происходит трансформация сигнала из первичной во вторичную обмотку.

Если цепь последовательно соединенных вентилей работает в инверторе со звеном постоянного тока, то для обеспечения работы устройства в режиме открытого выпрямителя и закрытого инвертора, т.е. при длительно воздействующем постоянном напряжении, необходимо, чтобы трансформатор был выполнен как трансформатор постоянного напряжения.

Устройство для контроля неисправности последовательно соединенных вентилей, снабженных параллельными защитными цепями и блоком формирования импульсов управления, содержащее делитель напряжения, управляемый ключ, включенный в диагональ несимметричного моста, образованного высоковольтным и низковольтным плечами цепи вентилей и делителя напряжения, один управляющий вход управляемого кл:-оча годключен к выходу датчика обратного тока, а другой управляющий вход предназначен для подключения к блоку формирования, импульсов управления, и исполнительный орган, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности путем улучшения избирательности, увеличения чувствительности и повышения помехоустойчивости, оно снабжено трансформатором и блоком измерения амплитуды тока,, причем первичная обмотка трансформатора состоит из двух зстречно включенных обмоток, одни выводы которых объединены в общую точку и подключены между силовым выводом вентиля низковольтного плеча и датчиком обратного тока, а другие зыводы — соответственно последовательно с защитной цепью вентиля низковольтного плеча и с делителем напряжения, вторичная обмотка трансформатора подключена к входу блока измерения амплитуды тока, выход которого соединен свходом исполнительногооргана.

Тираж 612 Подписное