Устройство для контроля состояния тиристоров однофазного мостового преобразователя

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для контроля состояния тиристоров и защиты преобразователя, выполненного по однофазной мостовой схеме. Цель изобретения - повьшение надежности и расширение функциональных возможностей устройства для контроля. Устройство содержи 1 элементы развязки 1-4, входы которых подключены соответственно к управляющим переходам тиристоров 5-8, датчик тока 9, цепь шунтов 10, 11, блоки контроля 12-15 тиристоров.Каждый блок контроля включает элемент А датчика тот c.-.d

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„325286

А1 (50 4 Н 02 H 7/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМЪ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (57) Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для контроля состояния тиристоров и защиты преобразователя, выполненного по однофаэной мостовой схеме. Цель изобретения — повышение надежности и расширение функциональных возможностей устройства для контроля. Устройство содержи. элементы развязки 1-4, входы которых подключены соответственно к управляющим переходам тиристоров 5-8, датчик тока 9, цепь шунтов 10, 11, блоки контроля 12-15 тиристоров.Каждый блок контроля включает элемент

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3805966/24-07 (22) 29.10.84 (46) 23.08.86. Бюл. II 31 (72) Л;Н.Клепчуков, Н.П.Сиротюк, E.È.Âoëêoâ и А.А.Макаров (53) 621.316.925 ° 4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Я 681499, кл. Н 02 М 7/10, 1978.

Авторское свидетельство СССР

М 1224896, кл. Н 02 Н 7/12,20.07.84. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ТИРИСТОРОВ ОДНОФАЗНОГО МОСТОВОГО

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

4 о ф о 9< ч 1 о

1252863

ЗАПРЕТ 16, элемент задержки 17,формирователь импульсов, 18, триггер

19, элементы И 20, 22 и элемент ИЛИНЕ 21. При контроле, например, тиристора 5 первый выход датчика тока

9 соединен с прямым входом элемента

ЗАПРЕТ 16 блока контроля 12 и входом формирователя импульсов 18. Второй выход датчика тока 9 соединен с одним входом элемента И 22. К управляющему переходу тиристора 5 подключены инверсный вход элемента ЗАПРЕТ16, один вход элемента ИЛИ-НЕ 21 и вход элемента задержки 17. Выход формирователя импульсов 18 соединен с первым входом триггера 19, вторым входам подключенным через элемент

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля состояния тиристоров и защиты преобразователя, выполненного по однофазной мостовой схеме.

Цель изобретения — повышение надежности и расширение функциональных возможностей устройства для контроля.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит первый второй 2, третий 3 и четвертый 4 элементы развязки, входы которых подключены соответственно к управляющим переходам.первого 5, второго 6, третьего 7 и четвертого 8 тиристоров, датчик 9 тока, цепь шунтов 10 и 11, одни выводы которых объединены и соединены с одним входным выводом преобразовате ля и средней точкой датчика 9 тока, второй вывод первого шунта 10 соединен с катодом четвертого тиристора

8 и с первым входом датчика 9 тока, а второй вывод второго шунта 11 с анодом третьего тиристора 7 и вторым входом датчика 9 тока, первый

12, второй 13, третий 14 и четвертый

15 блоки контроля каждого из тиристоров. Блок контроля тиристора содержит элемент ЗАПРЕТ 16 элемент

17 задержки, формирователь 18 импульсов, триггер 19, первый элемент И 20, развязки 3 к управляющему переходу тиристора 7. Инверсный выход триггера 19 соединен с вторым входом элемента И 20, первый вход которого соединен с выходом элемента задержки 17. Выходы элементов ЗАПРЕТ 16, И 22 и И 20 соединены с входами блока индикации и отключения преобразователя. Прямой пробой тиристора

5 или его пробой обратным напряжением, а также случай его "обрыва" соответствует появлению на выходах элементов ЗАПРЕТ 16, И 20 и И 21 сигнала "1", соответственно, который поступает на блок индикации. Ъдновременно происходит отключение тиристора 5. 1 ил.

2 элемент ИЛИ-НЕ 21 и второй элемент

И 22. При контроле первого тиристора

5 первый выход датчика 9 тока соединен с прямым входом элемента ЗАПРЕТ

16 первого блока 12 контроля и вхо дом формирователя 18 импульсов, второй выход — с одним входом второго элемента И 22, к управляющему переходу первого тиристора 5 через первый элемент 1 развязки подключены инверсный вход элемента ЗАПРЕТ 16, один вход элемента ИЛИ-НЕ и вход элемента l7 задержки, выход формирователя 18 импульсов соединен с первым входом триггера 19, второй вход.которого через третий элемент 3 развязки подключен к управляющему переходу третьего тиристора 7 плеча, нараллельного контролируемому, а ин20 версный выход соединен с вторым входом первого элемента И 20, первый вход которого соединен с выходом элемента 17 задержки. Выходы элементов ЗАПРЕТ lá, И 22 и И 20 соединены

2 с входами блока индикаций и отключения преобразователя. Подключение четвертого блока 15 контроля аналогично подключению первого блока 12.

Подключение второго 13 и третьего 14

30блоков отличается от предыдущего тем, что первый выход датчика 9 тока соеди« нен с первыми входами вторых элементов И (выводы Ь), а второй — с пряз 1252 мыми входами элементов ЗАПРЕТ 16 и входами формирователей 18 импульсов (выводы d ) .

Устройство работает спедующим o6pa-. зом. 5

При нормальной работе первого тиристора 5 и непрерывном токе в нем на управляющем переходе. имеет место падение напряжения как во время действия управляющего импульса, так и 10 при его отсутствии, но при открытом тиристоре. При этом на инверсный вход элемента ЗАПРЕТ 16 и на его прямой вход поступают логические "1", в результате чего на выходе элемента t5

ЗАПРЕТ 16 присутствует логический

"0". Логическая "1" на первом выходе датчика 9 тока свидетельствует о наличии тока в первом шунте 10 и первом 5 и четвертом 8 тиристорах. Если 20 же работают второй 6 и третий 7 тиристоры, та "1" поступает с второго выхода датчика 9 тока. При пробое первого тиристара 5 во время его работы напряжение на управляющем пере-25 ходе становится равным нулю, на инверсном входе элемента ЗАПРЕТ 16 появляются "0", а на его прямом входе "1", в результате чего на выходе этого элемента имеет место "1",что является сигналом о прямом пробое тиристора.Этот сигнал поступает на блок индикации и отключения. Аналогично проводится выявление прямого пробоя четвертого тиристора 8 с помощью четвертого блока l5 контроля, а при выявлении этого же вида неисправности

so втором 6 или третьем 7 тиристорах соответственно с помощью второго 13 и третьего 14 блоков контроля изменя-4 ются точки подключения первого и второго выходов датчика така,как указано ранее.

В случае пробоя первого тиристора 5 обратным напряжением на один 45 вход элемента ИЛИ-НЕ 21 и на инверсный вход элемента ЗАПРЕТ 16 .поступает "0", так как тиристор пробит и управляющие импульсы на него не поступают. 50

Вследствие того, что тиристор

7 открыт, ток протекает по цепи: источник переменного напряжения— шунт 11 — тиристор 7 — пробитый тиристор 5 — источник переменного напряжения, на втором выходе датчика 9 тока появляется "1", посту1 пающая на один вход первого элемен863 4 та И 20, на второй вход элемента

ИЛИ-НЕ 21 поступает "0" от датчика тока нагрузки, входящего в систему управления преобразователем, при этом на выходе элемента ИЛИ-НЕ 21 появляется "1" и на выходе второго элемента И 22 также "1", свидетельствующая о пробое тиристора 5 обратным напряжением. Любая другая комбинация входных сигналов второго элемента И 22 и элемента ИЛИ-НЕ 21 дает на выходе элемента И 22 "0", Аналогично осуществляется выявление пробоя обратным напряжением второго тиристора б с учетом изменения подключаемого датчика 9 тока к первому входу второго элемента

И 22, указанного ранее ° При пробое обратным напряжением третьего 7 и отпирании первого 5 тиристорав ток протекает па контуру . источник переменного напряжения. При этом на первый вход второго элемента И 22

t и третьего блока 14 контроля r. первого выхода датчика 9 тока поступает

"1", потому что поступающий с шунта

11 на второй вход датчика така сигнал имеет полярность, обратную нормальной, на входы элемента ИЛИ-НЕ 21 поступает "0" с выходов третьего элемента 3 развязки и датчика тока нагрузки, что соответствует "1" на выходе второго элемента И 22, свидетельствующий об обратном пробое третьего тиристара 7.

Также обнаруживается подобная неисправность в четвертом тиристоре

8 с учетом изменения знака выходного сигнала датчика тока 9.

Таким образом, сигнал о прямом или обратном пробое тиристара поступает на блок индикации и отключения практически одновременно с возникновением неисправности.

Канал контроля за неисправностью типа обрыв" работает следующим образом.

При нормальной работе тиристара

5 на первый вход первого элемента

И 20 через элемент 17 задержки, необходимый для обеспечения нарастания тока да уровня чувствительности датчика 9 тока, поступает "1" на первый вход триггера 19 через формирователь 18 импульсов та же — "1", устанавливающая на инверсном выходе триггера l "0". В результате на выходе элемента И 20 имеет место "0" °

1252863

2%

ЗО

40

3 свидетельствующий об отсутствии обрыва. При включении второй пары тиристоров 6,7 с управляющего перехода тиристора 7 через элемент 3 развязки на второй вход триггера 19 поступает "1", в результате на его инверсном выходе устанавливается "1", а на выходе первого элемента И 20

"0". Очередное включение пары тиристоров 5,8 приводит к установке на инверсном выходе триггера 19 "0".Если в тиристоре 5 происходит обрыв, то поступление на него управляющего импульса вызывает появление с некоторой задержкой "1" на первом входе первого элемента И 20, а на первый вход триггера 19 "1" не поступает, следовательно, на втором входе элемента И 20 присутствует "1", что дает на его входе 1, являющуюся сигналом на индикацию неисправности типа "обрыв" и на отключение преобразователя. Уменьшение тока в тиристоре 5 до нуля по причине режима прерывистых токов, наступающее после поступления управляющего импульса и после первого импульса тока, не вызывает в течение полупериода переменного напряжения переброса триггера

19 из того состояния, в которое его установил первый импульс тока, а следовательно, не вызывает появления ложного сигнала об обрыве в тиристоре 5. Обнаружение обрыва в остальных тири торах преобразователя осуществляется аналогичным образом с помощью соответствующих блоков контроля.

На чертеже показана схема блока

12 контроля первого тиристора 5,на остальных блоках указаны входы и их подключение к источникам информационных сигналов.

Ь преобразователя,, снабженного системой управления с датчиком тока нагрузки, содержащее элементы развязки,входы которых предназначены для подключе»ия к управляющим переходам контролируемых тиристоров, датчик тока, блоки контроля состояния тиристоров по числу тиристоров, каждая из которых включает в себя элемент ЗАПРЕТ, 1О элемент задержки, формирователь импульсов, триггер и первый элемент

И, причем в каждом блоке контроля состояния тиристора инверсный вход элемента ЗАПРЕТ и вход элемента задержки соединены с выходом элемента развязки контролируемого тиристора, выход элемента задержки соединен с одним входом первого элемента И,вы ход формирователя импульсов соединен с первым входом триггера, второй вход которого подключен : к выходу

1 элемента развязки тиристора параллельного плеча по отношению к контролируемому, а инверсный выход — к второму входу первого элемента И, о т л и ч а ю щ е е с .я тем, что, с целью повышения надежности устройства и расширения его функциональных возможностей, введена последовательная цепь шунтов, а в каждый блок контроля состояния тиристора введены элемент ИЛИ-НЕ и второй элемент И, причем выводы цепи шунтов предназначены для подключения к разноименным электродам тиристоров одной ветви моста и подключены к двум входам датчика тока, выполненного на операционном усилителе и снабженного двумя выходами сигналов, соответствующих определеннои полярности суммарного входного сигнала, к одному выходу датчика тока присоединены

В качестве элементов развязки могут быть применены оптронные пары.При построении блока индикации и отклю- 45 чения преобразователя могут быть использованы Ю-триггеры, на установочные входы которых поступают сигналы с выходов элементов ЗАПРЕТ 16 первого 20 и второго 22 элементов И блоков контроля, а к их выходам могут быть подключены светодиоды и вход отключающего устройства.

Формула изобретения

Устройство для контроля состояния тиристоров однофазного мостового

/ прямые входы элементов ЗАПРЕТ и входы формирователей импульсов первого и четвертого блоков контроля состояния тех тиристоров, которые включены в одних противоположных плечах параллельных ветвей моста,а также одни входы вторых элементов

И второго и третьего блоков контроля состояния тех тиристоров, которые включены в других противоположных .плечах параллельных ветвей моста, к второму выходу датчика .тока присоединены прямые входы элементов

ЗАПРЕТ и входы формирователей импульсов второго и третьего блоков контроля состояния тиристоров, а

Составитель О.Мещерякова

Техред М Ходанич Корректор Е. Сирохман

Редактор О. Головач

Тираж 632 Подписное

ВНИИПИ Государственного коьщтета СССР

" по делам изобретений и открытий

3!3035, Москва, Ж-35, Раувская наб., д. 4/5

Заказ 4627/53

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 также одни входы вторых элементов И первого и четвертого блоков контроля Состояния тиристоров, в каждом блоке контроля состояния тиристора один вход элемента ИЛИ-НЕ соединен с выходом элемента развязки контролируемого тиристора, второй вход!

252863 8 элемента ИЛИ вЂ” НЕ предназначен для соединения с выходом датчика тока нагрузки, входящего в систему управления преобразова телем, а выход элемента ИЛИ—

НЕ подключен к второму входу второго элемента И.