Устройство для защиты преобразователя

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при построении систем управления технологическими процессами.Цель изобретения - повьппение надежности. Устройство содержит блок диагностирования (БД), автоматический выключатель (АВ) 1, трехфазный силовой трансформатор 2 с первичными обмотками 3, 4, 5, соединенными в звезду, и вторичными обмотками 6, 7, .8, а также вентили 9, 10, 11. Вторичные обмотки 6-8 вместе с вентилями образуют нулевую схему выпрямпения, к выходу которой подключена нагрузка 12. Первичные обмотки 3-5 через контакты АВ 1 соединены с выводами для подключения питающей сети. БД выполнен в виде трансформатора 13 с обмотками 14-18,генератора 19, Подключенного к обмотке 17, и демодулятора 20, входом подключенного к обмотке 18 и последо (О INS 4ib 4ib 4(14

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ИХ, РЕСПУБЛИК (д) 4 Н 02 Н 7/125

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ВИ ляО: йп:"

2Э Юl

ГЯСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITPM (21) 3819518/24-07 (22) 04. 12.84 (46) 15;07.86. Бюл. У 26 (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) Л.И.Цьггович (53) 621.316.925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

II 907677, кл. Н 02 Н 7/12, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1156213, кл. Н 02 Н 7/.12, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при построении систем управления технологическими процессами. Цель

„„SU„„1244747 А1 изобретения — повьппение надежности.

Устройство содержит блок диагностирования (БД), автоматический выключатель (АВ) 1, трехфазный силовой трансформатор 2 с первичными обмотками 3, 4, 5, соединенными в звезду, и вторичными обмотками 6, 7, .8, а также вентили 9, 10, 11. Вторичные обмотки 6-8 вместе с вентилями образуют нулевую схему выпрямпения, к выходу которой подключена нагрузка 12.

Первичные обмотки 3-5 через контакты

АВ 1 соединены с выводами для подключения питающей сети. БД выполнен в виде трансформатора 13 с обмотками

14-18,генератора 19, подключенного к обмотке 17, и демодулятора 20, входом подключенного к обмотке 18 и последоС:

1244747 вательно соединенного с фильтром 21, в случае выхода какого-либо вентиля ключевым элементом 22, элементом за- из строя путем формирования на выходержки 23 и блоком 24 управлечия дах ключевого элемента 22 и элемента

АВ 1. Обмотки 14, 15, 16 через раз- задержки 23 отключающего логического делительные конденсаторы 25, 26, 27 сигнала "1" при увеличении значения включены параллельно вентилям 9, 10, нагрузки трансформатора 13 и уменьше11, Указанное выполнение БД и соеди- - нии амплитуды сигнала, поступающего нение элементов устройства позволяет с обмотки 18 на вход демодулятора. отключить трансформатор 2 от сети 4 ил °

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться при построении систем управления технологическими процессами, Цель изобретения — повышение надежности.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 и З,а— характеристики его элементов; на фиг.З,б-ж и 4 — временные диаграммы сигналов.

Устройство (фиг.1) содержит автоматический выключатель 1, трехфазный силовой трансформатор 2, первичные обмотки.3, 4, 5 которого соединены в звезду и через контакты автоматического выключателя 1 подключены к входным выводам для подключения к трехфазному источнику питания. Вторичные обмотки 6, 7, 8 вместе с вентилями 9, 10, 11 образуют нулевую схему выпрямления, на выходе которой включена нагрузка 12.

Блок диагностирования выполнен в виде дополнительного трансформатора 13 с .пятью обмотками 14-18, причем обмотка 17 подключена к выходу генератора 19 прямоугольных импульсов, а обмотка 18 — к входу демодулятора 20, последовательно соединенного с фильтром 21, ключевым элементом 22, элементом 23 задержки и блоком 24 управления автоматическим выключателем. дбцотки 14, 15, 16 через разделительные конденсаторы 25, 26, 27 подключены параллельно вентилям 9, 10, 11.

Генератор 19 формирует биполярные импульсы типа "меандр" со средним нулевым значением и периодом Т (фиг.2,а).

Демодулятор 20 имеет характеристику, показанную на фиг.2,б.

Фильтр 21 реализуется на основе

К-С, C-или 1-С-компонентов (фиг.2, в, r д) и,служит для подавления высокочастотных гармоник на выходе демо дулятора 20.

Элемент 22 имеет зону нечувствительности в пределах С -С и харак1 теристику, показанную на фиг.З,а.

Элемент 23 задержки формирует на

1О выходе сигнал логической "1" с задержкой Ч» = t tq 110 отношению K входному сигналу (фиг.2, е, ж).

Блок 24 осуществляет выключение выключателя 1 при наличии на выходе

1 элемента 23 сигнала логической "1".

На фиг.3, 4 введены следующие обозначения:

Up (t)Ä U (t), Uo(t) — трехфазная система первичного напряжения сети;

Y+,(t},Y (t), Yn (t) — сигналы на вы1соде обмотки

18, фильтра 21 и элемента 23.

На фиг.3, в, г, д; фиг.4, б, в, г, з, и, к уровнем логической "1" обозначены интервалы времени, соответствующие проводящему состоянию

ЗО вентилей 9 (В в ) 10 (Вло), 11 (Влл, }.

Принцип работы устройства следующий.

Вентили 9, 10, 11, включенные на

З . вторичной стороне трансформатора 2, образуют трехфазную нулевую схему выпрямления. В интервалах, ограниченных токами естественной коммутации t< -t, tz-t>, tz-С (фиг.3,6), осуществляется последовательный переход вентилей 9, 10, 11 в открытое состояние (фиг.3, в, r, д), и на

1244 747 4 состояния неисправного вентиля 9 и перехода в проводящее положение исправного вентиля 10. Увеличение нагрузки трансформатора 13 влечет за собой уменьшение амплитуды сигнала, поступающего с обмотки 18 (фиг.4, д) .

В результате его демодуляции и фильтрации уровень напряжения (фиг.4, е)

Y« (t) оказывается меньше величины С, 10 и на выходе элемента 22 формируется сигнал логической "1". С задержкой ( на выходе элемента 23 также появляется сигнал логической " 1" (фиг.4,ж), который приводит к отключению трансформатора 2 от сети.

Рассмотрим случай, когда вентиль 9 в момент времени t 0< (фиг.4, э) вышел из строя и представляет собой непроводящий элемент.

2р Тогда в интервале t -t (фиг.4, а, з, и, к) происходит уменьшение результирующей нагрузки трансформатора 13, и амплитуда импульсов на входе блока 20 возрастает (фиг.4, л). В

25 итоге Yt< (t) )-С (фиг.4, м) и на выходе элементов 22, 23 .(фиг. 4, н) последовательно формируется сигнал ло- гическои "1", вызывающий отключение выключателя 1.

Следует отметить, что сигнал несущей частоты с выхода генератора 19 не оказывает влияния на форму выпрямпенного напряжения на нагруЗку 12 вследI ствие достаточно большого Значения

35 индуктивного сопротивления обмоток 6

Э

7, 8.по отношению к частоте сигнала генератора 19. нагрузке 12 формируется выпрямленное напряжение.

Алгоритм диагностирования базируется на следующих элементарных положениях.

Из принципа действия устройства следует, что в исправной схеме силового блока в открытом (проводящем) состоянии всегда находится только один из вентилей 9, 10 11. Если в проводящем состоянии оказываются, например, два вентиля или на каком либо интервале времени вообще от.сутствует проводимость вентилей,9, 10, 11, то устройство является неработоспособным и его необходимо отключить от напряжения сети.

Канал диагностирования работает следующим образом.

Генератор 19 формирует высокочастотный сигнал типа "меандр" со средним нулевым значением (порядка 50200 кГц).

Емкость конденсаторов 25, 26, 27 выбирается таким образом, чтобы их сопротивление на частоте генератора 19 было минимальным. Тогда при последовательном переходе вентилей

9-11 в открытое состояние к обмоткам 14, 15, 16 последовательно подключается нагрузка>состоящая из раз— делительного конденсатора 25, 26, 27 и сопротивления открытого перехода вентилей 9, 10, 11.

Таким образом, в исправной схеме выпрямителя нагрузка трансформатора 13 практически постоянна во времени, и на выходе обмотки 18 формируется сигнал Y > (t) с постоянной по модулю амплитудой (фиг.3, с). После 40 выпрямления (демодулятор 20) и фильтрации (фильтр 21) на входе элемента 22 действует напряжение Y „ (t), удовлетворяющее условию (фиг.3, ж) что обеспечивает нулевой уровень сигнала на выходе элементов 22, 23.

Предположим, что начиная с момента времени t (фиг.4, б), вентиль 9 50 (фиг.1) вышел из строя и оказался элементом с двусторонней Проводимос тью (заштрихованная область на фиг. 4, б).

Тогда в интервале tq-йЗ и далее 55 (фиг.ч, a) трансформатор 13 оказывается под удвоенным значением нагрузки (ф:1г.4, б, B) вследствие открытого

Формула из обр етения

Устройство для защиты преобразователя, содержащее трехфазный силовой трансформатор, первичная обмотка которого соединена в звезду и через контакты автоматического выключателя подключена к входным -выводам, а вто,ричная обмотка вместе с тремя вентилями образует нулевую схему выпрямления, блок управления автоматическим выключателем и блок диагностирования, о т л .и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения нацежности, блок диагностирования выполнен в виде генератора прямоугольных импульсов, последовательно включенных демодулятора, фильтра, ключевого эле мента,с зоной нечувствительности и элемента задержки на появление вынератора прямоугольных импульсов подключен к четвертой обмотке дополнительного трансформатора, пятая обмотка которого соединена с входом демодулятора, а выход элемента задержки подключен к входу блока управления автоматическим выключателя.

ВилИ г д

Выл Вл, Выл, L

Вход

Зиад

Фиг. Z

ВылеУ е о с, ж

0! 244747 ходного сигнала, а также трех разделительных конденсаторов и дополнительного трансформатора с пятью обмотками, при этом каждая из трех обмоток дополнительного трансформатора через соответствующий разделительный конденсатор подключена параллельно соответствующему вентилю, выход ге1244747

Фиг. Ф

Составитель Е.Мельникова

Редактор Н.Швыдкая Техред О. Гортвай

Корректор С.Шекмар

Заказ 3925/56 Тираж б12

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная, 4