Датчик срыва коммутации тиристорного ключа

 

Изобретение относится к иреобразовательной технике и может быть использовано для защиты тиристоров при срыве коммутации втиристорных преобразователях напряжения . Цель изобретения - повышение надежности работы датчика срыва коммутации тиристорного ключа. Датчик содержит датчик тока (ДТ)2 трансформаторного типа, резисторы 4 и 8, диоды (Д) 5 и 6) и индуктивный элемент (ИЭ) 7. Цервичная обмотка ДТ 2 включена последовательно с защищаемым тиристором 1. Вторичная обмотка ДТ2 защунтирована резистором 4. Аноды Д 5 и 6 объединены и через ИЭ 7 подключены к обшей шине. Катод Д5 подключен к ДТ 2, а катод Д6 - к резистору 8. Вторые выводы ДТ 2 и резистора 8 соединены с обшей шиной. Указанное соединение элементов датчика обеспечивает повышение надежности за счет исключения связи с цепями управления и. дополнительных источников питания. При этом для обнаружения срыва коммутации и для управления исполнительным органом защиты используются импульсы тока в резисторе 8, напряжение на нем и их интегралы. 2 ил. i (Л ьо ю со оо со (риг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

5114 H 02 Н 7/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3806709/24-07 (22) 30.10.84 (46) 07.05.86. Бюл. № 17 (71) Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова (72) В. Г. Захаров и А. Н. Пискарев (53) 621.316.925.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 340020, кл. Н 02 Н 7/10, 1972.

Глух Е. М., Зеленов В, Е. Защита полупроводниковых преобразователей. Энергоиздат, 1982, с. 112 — 113. (54) ДАТЧИК СРЫВА КОММУТАЦИИ ТИРИСТОРНОГО КЛЮЧА (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для защиты тиристоров при срыве коммутации в тиристорных преобразователях напряжения. Цель изобретения — повышение надежности работы датчика срыва коммуÄÄSUÄÄ 1229894 А1 тации тиристорного ключа. Датчик содержит датчик тока (ДТ) 2 трансформаторного типа, резисторы 4 и 8, диоды (Д) 5 и 6) и индуктивный элемент (ИЭ) 7. Первичная обмотка ДТ 2 включена последовательно с защищаемым тиристором 1. Вторичная обмотка

ДТ2 зашунтирована резистором 4. Аноды

Д 5 и 6 объединены и через ИЭ 7 подключены к общей шине. Катод Д5 подключен к ДТ 2, а катод Д6 — к резистору 8.

Вторые выводы ДТ 2 и резистора 8 соединены с общей шиной. Указанное соединение элементов датчика обеспечивает повышение надежности за счет исключения связи с цепями управления и, дополнительных источников питания. При этом для обнаружения срыва коммутации и для управления исполнительным органом защиты используются импульсы тока в резисторе 8, напряжение на нем и их интегралы. 2 ил.

1229894

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в тиристорных регуляторах напряжения, инверторах и преобразователях частоты для защиты тиристоров при срыве коммутации.

Цель изобретения — повышение надежности работы датчика срыва коммутации тиристорного ключа.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого датчика; на фиг. 2 — диагlO раммы токов и напряжений, поясняющие работу датчика.

Последовательно с тиристором 1 включен датчик 2 тока трансформаторного типа, первичная обмотка которого включена последо- 15 вательно с защищаемым тиристором 1, а вторичная обмотка 3 шунтирована резистором 4. Аноды диодов 5 и 6 соединены между собой и через индуктивный элемент 7 подключены к общей шине. Катод первого диода 5 подключен к датчику 2 тока, а катод второго диода 6 — к резистору 8. Вторые выводы датчика 2 тока и резистора 8 подключены к общей шине.

На фиг. 2 использованы следующие обозначения: 9 — импульсы, управляющие отпиранием тиристора 1; 10 — импульсы, управляющие запиранием тиристора 1; 11 — анодный ток тиристора 1; 12 — скорость изменения анодного тока тиристора 1; 13— ток в индуктивном элементе 7; 14 — ток в диоде 5; 15 — ток в диоде 6 и резис- зо торе 8.

Устройство работает следующим образом.

На интервале to — tI тиристор 1 открыт и через него протекает анодный ток 11. B момент t< подается сигнал 10 и происходит коммутация тиристора 1. При этом анодный ток 11 тиристора уменьшается, в момент t> переходит через нуль, изменяя свой знак, и достигает в момент tq максимального значения. 4g

3а время t> — t4 тиристор полностью восстанавливает свои запирающие свойства. Анодный ток 11 дифференцируется трансформатором тока, и на резисторе 4 формируется напряжение 12 отрицательной полярности на интервале t — tq и положительнои полярно45 сти на интервале t> — t g. На интервале tq—

t под действием напряжения 12 отрицательной полярности при запертом диоде 6 ток 13 течет через диод 5 по цепи 3 — 7 — 5 — 3. В момент t изменяется полярность импульса 12 напряжения, отпирается диод 6 и ток 13 в индуктивности разветвляется на две части. Первая большая. часть течет через диод 5, а вторая, меньшая, часть — через диод 6.

Одновременно с указанными токами течет составляющая тока под действием импульса 55

12 напряжения. На интервале 4 — t она течет в обратном направлении через диод 5 и в прямом направлении через диод 6.

На интервале tq — t4 результирующее значение тока 14, протекающего через диод 5, равно разности первой составляющей тока индуктивности 7 и тока от импульса 12 напряжения положительной полярности, а ре зультирующее значение тока 15, протекающего через диод 6, — сумме второй составляющей тока индуктивности и тока от импульса 12 напряжения положительной полярности. Параметры элементов 4 и 8 выбраны такими, что вторая составляющая тока индуктивности 7, протекающего через диод 6 и резистор 8, меньше в несколько раз составляющей тока в индуктивности, протекающего через диод 5. Результирующее значение тока 15 в диоде 6 и напряжение на резисторе 8 определяются в основном действием импульса t — t4 напряжения 12 положительной полярности при условии, что он непосредственно следует после импульса ti — tq напряжения 12 отрицательной полярности и его величина не превышает составляющую тока индуктивности 7, протекающего через диод 5 При этом диод 5 открыт на всем интервале t — t< разряда тока 13 индуктивности.

В случае, если по каким-то причинам коммутация сорвалась, то после момента

t подачи сигнала 10, соответствующего началу коммутации тиристора 1, анодный ток 11 уменьшается, но не достигает нулевого значения. При этом тиристор не запирается и ток в нем снова увеличивается, достигая в момент t 0 величины тока нагрузки. Продифференцированный трансформатором тока анодный ток формирует на резисторе 4 напряжение 12 отрицательной полярности на интервале t — ts и напряжение положительной полярности на интервале 4 — tip. Ha интервале tz — ta импульс 12 напряжения отрицательной полярности поддерживает диод 6 в запертом состоянии и обеспечивает протекание тока 13 по цепи 3 — 7 — 5 — 3.

Начиная с момента 4, изменяется полярность напряжения 12, диод 6 отпирается и ток 13 в индуктивности 7 разветвляется на две части, причем первая, большая, часть течет через диод 5, а вторая, меньшая, часть— через диод 6.

После отпирания. диода 5 одновременно с указанными токами под действием импульса

l2 напряжения положения положительной по лярности течет третья составляющая тока через диод 5 в обратном направлении, а через диод 6 — в прямом. На интервале 4 — 4 результирующее значение тока 14 в диоде 5 рав но разности первой составляющей тока индук тивности и тока от импульса 12 напряжения отрицательной полярности, а результирующее значение тока 15 в диоде 6 — сумме второй составляющей тока в индуктивности и тока от импульса 12 напряжения положительной полярности. Составляющая тока от импульса 12 напряжения по1229894

Фиг.г

Составитель В. Широков

Техред И. Верес Корректор А. Тяско

Тираж 612 Подписное

Редактор В. Петраш

Заказ 2233/55

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ложительной полярности растет и в момент

t0 становится равной первой составляющей тока индуктивности 7. На интервале

10 — 110 результирующее значение тока 14 в диоде 5 становится равным нулю, диод 5 запирается и через диод 6 и резистор 8 течет ток 15, равный току в индуктивности 7.

Результирующее значение тока в диоде 6 и резисторе 8 определяется в основном импульсом 12 напряжения положительной полярности, следующим непосредственно за импульсом 12 напряжения отрицательной полярности, свойственным процессу при срыве коммутации.

Так как импульс напряжения положительной полярности при нормальной коммутации 1з — 14 много меньше импульса 12 напряжения положительной полярности при срыве коммутации 1а — 1 0, то ток 15 в резисторе 8 и напряжение на нем при срыве коммутации в несколько раз больше, чем при нормальной коммутации. Импульсы тока в резисторе 8, напряжение на нем и их интервалы используются для обнаружения срыва коммутации и для управления исполнительным органом защиты.

Предлагаемое устройство для обнаружения срыва коммутации. по сравнению с известным обладает более высокой надежностью, за счет более простого технического решения содержит меньше элементов, в нем отсутствует связь с цепями управления и оно не нуждается в источниках питания.

Формула изобретения

Датчик срыва коммутации гиристорного ключа, содержащий трансформатор тока, первичная обмотка которого предназначена для включения последовательно с контролируемым тиристорным ключом, а вторичная обмотка соединена последовательно с первым диодом, первый и второй резисторы, индуктивный элемент и второй диод, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, аноды первого и второго диодов соединены с первым выводом индуктивного эле2О мента, а катоды подключены соответственно через первый и второй резисторы к второму выводу индуктивного элемента, при этом вторичная обмотка трансформатора тока подключена параллельно первому резистору.