Способ защиты автономного инвертора напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к способам защиты автономных многофазных мостовых инверторов напряжения от нарушений типа пропуска коммутации тиристорного плеча инвертора. Целью изобретения является повьшение быстродействия и надежности. Поставленная цель достигается тем, что выявляют режим несостоявшейся коммутации в любом из плеч инвертора, блокируют управляющие импульсы главных тиристоров инвертора в процессе выявления режима несостоявшейся коммутации, определяют группу вентилей инвертора , к которой принадлежит нескоммутировавшее плечо, контролируют состояние главных тиристоров инвертора и одновременно с блокированием управляющих импульсов главных тиристоров инвертора производят гашение открытых главных тиристоров той вентильной группы инвертора, к которой принадлежит нескоммутировавшее плечо. Спустя время задержки на гашение тиристоров противоположной группы проиэво дят гашение открытых главных тиристоров противоположной вентильной группы инвертора. 2 з.п. ф-лы, 5 ил. i (Л оо 41 to j; ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

2457 А1 (19) (И) (51)4 Н 02 Н 7/122

ВСГГ "

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4044075/24-07 (22) 28.03.86 (46) 07.02.88. Бюл. 1(- 5 (71) Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт тяжелого электромашиностроения Харьковского завода Электротяжмаш" им. В.И. Ленина (72) А.Т. Бурков, 10.И. Гусевский, С.Н. Полторак и О.И. Шатнев (53) 621.316.925.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 630701, кл. Н 02 Н 7/10, 1977.

Крылов С.С., Мельников Е.В., Коньппев Л.И. Информационные цепи преобразователей тиристорных электроприводов. — М.: Энергоатомиздат, 1984, с. 84-87. (54) СПОСОБ ЗАШИТЫ АВТОНОМНОГО ИНВЕРТОРА НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам защиты автономных многофазных мостовых инверторов напряжения от нарушений типа пропуска коммутации тиристорного плеча инвертора. Целью изобретения является повьппение быстродействия и надежности. Поставленная цель достигается тем, что выявляют режим несостоявшейся коммутации в любом из плеч инвертора, блокируют управляющие импульсы главных тиристоров инвертора в процессе выявления режима несостоявшейся коммутации, определяют группу вентилей инвертора, к которой принадлежит нескоммутировавшее плечо, контролируют состояние главных тиристоров инвертора и одновременно с блокированием управляющих импульсов главных тиристоров инвертора производят гашение открытых главных тиристоров той вентильной группы инвертора, к которой принадлежит нескоммутировавшее плечо. Спустя время задержки на гашение тиристоров противоположной группы производят гашение открытых главных тиристоров противоположной вентильной группы инвертора. 2 з.п. ф-лы, 5 ил. 3

1372457

Изобретение относится к преобразовательной технике и, в частности, к способам защиты автономных многофазных мостовых инверторов напряжения от нарушений типа пропуска коммутации тиристорного плеча инвертора.

Целью изобретения является повышение быстродействия и надежности.

На фиг. 1 представлена принципи альная схема преобразователя частоты

1 выпрямительно-инверторного типа, работающего на асинхронный электродвигатель, включающая в себя принципиальную схему силовой части и струк- 15 турную схему системы управления для осуществления предлагаемого способа защиты; на фиг. 2 — принпициальная схема системы управления защитой устройства для осуществления предлагае- gp мого способа; на фиг. 3 — временные диаграммы процессов, происходящих в инверторе и в устройствах защиты; на фиг. 4 и 5 — структурные схемы трех вариантов системы управления защитой 25 устройства для осуществления способа.

Устройство, реализующее способ, содержит источник 1 питания автономного инвертора напряжения, промежуточное звено 2 постоянного напряже- 30 ния, устройство 3 принудительного гашения (силовая часть предлагаемого устройства защиты), автономный инвертор 4 напряжения, асинхронный электродвигатель 5, входную сеть 6 трехфазного переменного тока для питания неуправляемого выпрямителя 7, положительный 8 и отрицательный 9 входные полюсы промежуточного звена постоянного напряжения, конденсатор 10 филь- 4р тра, реактор 11 фильтра, ограничивающий ток разряда конденсатора фильтра при опрокидываниях инвертора, анодную 12 и катодную 13 входные клеммы устройства 3 принудительного гаше-ния, анодный 14 и катодный 15 конденсаторы устройства 3, отрицательный

16 (17) и положительный 18 (19) полю-сы постороннего источника подзаряда конденсатора 14 (15), гасящие тиристоры (тиристоры гашения)

20-25 устройства 3, токовыравнивающие реакторы 26-28 устройства 3 соответственно фаз А, В и С, выходные клеммы 29-31 соответственно фаз А, В и С устройства 3 на стороне перемен55 ного тока, положительный 32 и отрицательный 33 полюсы мостового инвертора 4 со стороны звена постоянного напряжения, главные (инвертирующие) тиристорные плечи 34-39 моста инвертора 4, обратные диоды 40-45 соответствующих главных тиристорных плеч, датчики 46-51 состояния соответствующих тиристорных плеч, выходные клеммы 52-54 соответственно фаз А, В и

С инвертора 4 для подключения нагрузки, систему 55 управления защитой, систему 56 управления главными тиристорами инвертора, устройство 57 выявления некоммутации, устройство 58 погруппового управления гасящими тиристорами, элементы 59-64 совпадения для выявления нескоммутировавшего плеча, D-триггеры 65-70, используемые в качестве элементов памяти для фиксации нескоммутировавшего плеча, элемент ИЛИ 71 для фиксации режима некоммутации в инверторе, элементы

ИЛИ 72 и 73 для формирования пеовоочередного управления гасящими тиристорами вентильной группы, к которой принадлежит нескоммутировавшее плечо, фильтрующие конденсаторы 74 и 75, одновибратор 76 задания времени задержки на гашение тиристоров противоположной группы, элементы совпадения †формирователи 77 и 78 импульсов на включение гасящих тиристоров противоположной (соответственно анодной и катодной) группы, одновибраторы-формирователи 79 и 80 импульсов включения гасящих тиристоров соответственно анодной и катодной групп, элементы 81-86 совпадения для формирования сигналов управления соответствующих гасящих тиристоров, устройство 87 автоматического повторного включения, одновибратор 88 задания времени t задержки повторного включения, одновибратор-формирователь

89 сигнала восстановления системы управления защитой, одновибратор 90 задания времени восстановления испол-, нительных устройств защиты, элемент

91 совпадения для формирователя сигнала отключения источника питания инвертора.

На фиг. 1-4 приняты следующие обозначения: U — напряжение в звене постоянного напряжения; U — фазисе напряжение на статорной обмотке фазы А нагруэочного асинхронного электродвигателя; i — фазный ток фазы А нагрузки; i > и i „ - токи гашения при разряде соответственно анодного и катодного конденсаторов

1372457 устройства принудительного гашения;

? - амплитудное значение фазного тока нагрузки; n — число фаз инвертор-двигательного блока (п=6) УГ—

5 вектор и сигналов УГ1-УГ6 управления соответствующими главными тиристорами; СОСТ вЂ” вектор и выходных сигналов СОСТ1 — COCTe соответствующих датчиков состояния тиристорных плеч инвертора; BIT — вектор п сигналов

ВГ1 — ВГ6 включения соответствующих гасящих тиристоров; БУГТ вЂ” сигнал блокирования управления главных тиристоров инвертора; ОИП вЂ” сигнал отключения источника питания инвертора; ЗС1 — ЗС6 — сигналы требуемого закрытого состояния соответствующих плеч главных тиристоров; НЕК1-НЕК6 сигналы некоммутации соответствующих плеч главньж тиристоров; НЕКОМ общий сигнал коммутации любого из тиристорных плеч инвертора; ЗГП— проинвертированный импульс задержки гашения тиристоров противоположной группы; ВПАГ (BIIAK) — импульсы включения гасящих тиристоров противоположной анодной (катодной) группы; ВГА (ВГК) — вектор трех сигналов включения гасящих тиристоров анодной (катодной) группы; ЗП — импульс задержки повторного включения; ВОССТ проинвертированный импульс восстановления системы управления защитой;

ЗВЗ вЂ” сигнал задержки на восстановление исполнительных устройств защиты;

6 — текущий электрический угол (в радианах) в привязке к выходной частоте инвертора; время задержки гашения тиристоров противоположной

40 группы; t gnat — время задержки повторного включения; t>> — время задержки на восстановление исполнительных устройств защиты. На фиг. 3 стрелками показаны моменты некомму45 тации тиристорного плеча 34 фазы А инвертора и момент автоматического повторного включения (АПВ) инвертора после срабатывания защиты.

Силовая часть устройства, реализующего предлагаемый способ, выполнена в виде трехфазного моста гасящих тиристоров 20-25, подключенного своими фазными выводами через токовыравнивающие реакторы 26-28 к одноименным фазным выводам трехфазноro моста главных тиристоров инвертора, общей точкой объединения анодов тиристоров 20-22 анодной группы через анодный конденсатор 14 гашения — к положительному полюсу звена постоянного напряжения, а общей точкой объединения катодов тиристоров 23-25 катодной группы через катодный конденсатор 15 гашения — к отрицательному полюсу звена постоянного напряжения. Управляющие электроды гасящих тиристоров 20-25 подключены по шине сигналов ВГТ (сигналы ВГ1 — ВГ6) к выходам системы 55 управления защитой.

Параллельно каждому тиристорному плечу 34-39 инвертора подключены датчики 46-51 состояния тиристорных плеч. Выходы датчиков состояния (сигналы СОСТ1-СОСТ6) по шине сигналов СОСТ подключены к входам системы

55 управления защитой, к другим входам которой подключены по шине сигналов ЗС сигналы ЗС1-ЗС6 требуемого закрытого состояния соответствующих плеч главных тиристоров, которые снимаются с соответствующих выходов системы 56 управления главными тиристорами. С выхода системы 55 управления защитой помимо вектора сигналов

ВГТ снимаются сигнал БУГТ, который подается на блокирующий вход системы 56 управления главными тиристорами инвертора для блокирования подачи сигналов УГ1-УГ6 на управляющие электроды соответствующих главных тиристоров, и сигнал ОИП с целью отключения источника питания инвертора известными способами, например с по,мощью отключения главного выключателя, устанавливаемого последовательно на выходе выпрямителя 7, или путем отключения входной сети 6 переменного тока за счет развозбуждения синхронного генератора, обеспечивающего питание сети 6 переменного тока.

Сигналы СОСТ1-СОСТ6 с выходов датчиков состояния и сигналы ЗС1-ЗС6 с вьжодов системы 56 управления главными тиристорами поступают на вход системы 55 управления защитой (фиг. 2-5). Сигналы СОСТ1-СОСТ6 и сигналы ЗС1-ЗС6 подключены попарно к первым и вторым входам элементов

59-64 совпадения в составе устройства 57 выявления некоммутации, которое является входной частью системы управления защитой (фиг. 2). Выходы элементов 59-64 совпадения подключены к D-входам соответствующих триггеров

65-70, сигналы с выходов которых поступают на входы элемента ИЛИ 71, а

1372457 также на выход устройства 57 выявления некоммутации и далее на вход устройства 58 погруппового управления гасящими тиристорами, где они в

5 соответствии со своей принадлежностью к анодной или катодной группам инвертора подаются на первые три входа элементов ИЛИ 72 или 73 соответственно в составе устройства 58 (фиг. 2). На восстанавливающие инверсные R-входы триггеров 65-70 подается йроинвертированный сигнал

ВОССТ, а к третьим инверсным входам элементов 59-64 совпадения подключен

15 выход элемента ИЛИ 71, сигнал которого НЕКОМ (общий сигнал некоммутации) подается также на выход системы управления защитной в качестве сигнала БУГТ, а также на вход одновибрато- 20 ра 76 задания времени задержки на гашение тиристоров противоположной группы в составе устройства 58 погруппового управления гасящими тиристорами. На выходе элементов ИЛИ 72 25 и 73 установлены фильтрующие конденсаторы 74 и 75 по схеме, применяемой для логических элементов, выполненных по КМОП-технологии; при реализации логических элементов по какойлибо другой, например по ТТЛ-технологии, реализация фильтрации выходных сигналов элементов ИЛИ 72 и 73 может быть осуществлена в виде других схемных решений. Выходные сигналы элементов ИЛИ 72 и 73 подаются на прямые динамические входы одновибраторов 79 и 80, а также на первые входы элементов 77 и 78 совпадения, на вторые входы которых подается проинвертиро40 ванный сигнал ВОССТ, а на их третьи входы — проинвертированный сигнал

3ГП, снимаемьй с инверсного выхода одновибратора 76. С выхода схем 77 и 78 совпадения, сигналы соответственно ВПГК и ВПАГ подаются на четвер45 тые входы элементов ИПИ 73 и 72 соответственно. Выходные сигналы ВГА одновибратора 79 и ВГК одновибратора 80 подаются на выход устройства

58 погруппового управления гасящими тиристорами для формирования групп сигналов соответственно ВГ1, ВГ2, ВГЗ и ВГ4, ВГ5, ВГ6 для управления гасящими тиристорами соответствующих групп. 55

На структурной схеме устройства управления защитой по фиг. 4 устройство 57 выявления некоммутации и устройство 58 погруппового управления гасящими тиристорами и связи между ними выполнены в соответствии со схемой фиг. 2. При этом сигналы

СОСТ1-СОСТ6 с выходов соответствующих датчиков состояния, поступающие на вход устройства 57, заведены также на первые входы элементов 81-86 совпадения, на вторые входы которых заведены сигнал ВГА с выхода устройства 58 (на входы элементов 81-83 совпадения) и сигнал ВГК с выхода устройства 58 (на входы элементов

84-86 совпадения). С выхода элементов 81-86 совпадения сигналы ВГ1-ВГ6 по шине ВГТ поступают на управляющие электроды гасящих тиристоров. В схему по фиг. 4 введено также устройство 87 автоматического повторного включения, на вход которого поступает сигнал НЕКОМ с выхода устройства 57, а с выхода снимаются сигнал

ОИП для подачи на блокирующий вход источника 1 питания инвертора и проинвертированный сигнал ВОССТ для подачи на вход устройства 57 выявления некоммутации. Входной сигнал НЕКОМ устройства 87 поступает на прямой динамический вход одновибратора 88 за дания времени задержки повторного включения и на первый вход выходного элемента 91 совпадения. С выхода одновибратора 88 сигнал ЭПВ задержки повторного включения подается на инверсный динамический вход одновибратора-формирователя 89 сигнала восстановления, с .инверсного выхода которого сигнал ВОССТ поступает на выход устройства 87 и далее на вход устройства 57, а также на инверсный динамический вход одновибратора 90 задания времени восстановления исполнительных устройств защиты. С выхода одновибратора 90 сигнал ЗВЗ поступает на второй вход выходного элемента 91 совпадения, с выхода которого снимается сигнал ОИП.

Схема устройства по фиг. 5 отличается от схемы устройства по фиг.4 тем, что на первые входы элементов

81-86 совпадения формирования сигналов управления гасящими тиристорами вместо сигналов СОСТ1-СОСТ6, снимаемых с выходов соответствующих датчиков состояния тиристорных плеч инвертора, заведены сигналы НЕК1-НЕК6, снимаемые с выходов устройства 57 выявления некоммутации.

1372457

Y(тройство для реализации предлагаемого способа работает следующим образом.

Начальное состояние схемы по фиг. 2: триггеры 65-70 находятся в нулевом состоянии (НЕК i=O, где i=1, 6), выходы элементов ИЛИ 72 и

73 — в нулевом состоянии, выходы элементов 77 и 78 совпадения — также в 10 нулевом состоянии (ВПКГ-ВПАГ=О). 3а счет нулевого значения сигналов

HFKi=,0 сигнал НЕКОМ на выходе элемента ИЛИ имеет нулевое значение и, таким образом, элементы 59-64 совпадения незаблокированы и готовы к работе, одновременно равен нулю и сигнал блокирования управления главными тиристорами БКГТ=НЕКОМ=О, что обеспечивает нормальную работу системы 56 20 управления главными тиристорами инвертора. Описанное начальное состояние может быть установлено, например, путем подачи кратковременного импульса восстановления (BOCCT=O) H 25 включении устройства. В случае некоммутации тиристорного плеча 34 фазы А анодной группы инвертора (выбранного для определенности) в момент 8 =Зп по диаграммам (фиг. 3) возникает предаварийной состояние, характеризуемое одновременным наличием сигналов состояния плеча 34 (СОСТ-1) с выхода дат чика 46 состояния плеча 34 и требуемого закрытого состояния плеча 34 (ЗС1=1) с выхода системы 56 управле35 ния инвертора. Это приводит к появлению единичного сигнала на выходе элемента 59 совпадения, установке триггера 65 в единичное состояние (НЕК=1) и появлению единичного сигнала на выходе элемента ИЛИ 71 (HEKOM=

БУГТ=1), что и обеспечивает, таким образом, выявление режима несостоявшейся коммутации в любом из плеч ин 45 вертора и блокирование управляющих импульсов главных тиристоров инвертора (в последнем случае — по цепи воздействия сигнала БУГТ1 на блокирующий вход системы 56 управления главйыми тиристорами инвертора). Од—

50 новременно устройство 57 выявления некоммутации по цепям сигналов НЕК1 и HEKOM воздействует на устройство 58 погруппового управления гасящими тиристорами с целью обеспечения по55 очередного гашения главных тиристоров разноименных вентильных групп инвертора. Причем установкой в единичное состояние сигнала НЕКОМ на инверсных входах элементов 59-64 совпадения производится принудительная установка их выходов в нулевое состояние и тем самым впредь до восстановления системы управления защиты запрещается изменение состояния триггеров 6570 (т.е. фиксируется единичное состояние только сигнала HEKi=1, соответствующего номеру i нескоммутировавшего тиристора). Элементы ИЛИ 72 и 73 в устройстве 58 определяют группу вентилей инвертора, к которой принадлежит нескоммутировавшее плечо (элемент ИЛИ 72 — анодную, а элемент

ИЛИ 73 — катодную группу), при этом по цепи сигнала НЕК1 установлен в единичное состояние сигнал на выходе элемента ИЛИ 72, что соответствует регистрации режима несостоявшейся коммутации в анодной группе вентилей.

Выходной сигнал элемента ИЛИ 72 с небольшой задержкой по переднему фронту (определяемой степенью его фильтрации конденсатором 74), с одной стороны, воздействует на одновибратор 79, который формирует импульс

ВГА и соответственно импульсы ВГ1, ВГ2 и ВГЗ управления гасящими тиристорами 22, 21 и 20 для гашения всех главных тиристоров плеч (34-36) анодной группы инвертора, а, с другой стороны, подготавливает к работе элемент 77 совпадения. Параллельно с описанными процессами сигнал НЕКОМ с выхода элемента ИЛИ 71 своим передним фронтом запускает одновибратор

76, на выходе которого формируется нулевой импульс ЗГП длительностью который обеспечивает удержание згп в нулевом состоянии выхода элемента

77 совпадения (сигнала ВПКГ). Время задержки на гашение тиристоров противоположной группы задается подбором параметров одновибратора 76.

Спустя время t г„ по заднему фронту импульса ЗГП устанавливается в единичное состояние выходной сигнал схемы

77 совпадения ВПКГ-1, что приводит к появлению единичного сигнала на выходе элемента ИЛИ 73 и последующему формированию импульса ВГА на выходе одновибратора 80 и соответствен. но импульсов ВГ4, ВГ5 и ВГ6 управления гасящими тиристорами 25, 24 и

23 для гашения всех главных тиристоров (плеч 37-39) катодной группы инвертора. Таким образом, устройство

1372457 рии выходного напряжения) и, как следстние, к переходному процессу по току нагрузки, который при определен5 ных условиях может характеризоваться повышенными значениями тока нагрузки. Описанная ситуация в целом негативно сказывается на надежности работы инвертора и его устройств коммутации в интервале указанного переходного процесса. Для исключения описанного явления »а параметр должно быть наложено ограничение сверху, обеспечивающее задерж15 ку момента АПВ от момента некоммутации на угол g задержки понторноЗпр го включения не более чем

> t „=.i LC, 8 и/3. зпв (3) 20 соотношением индуктивность в контуре тока гашения главных тиристоров 25 нентильной группы инвертора.

Время t „ задержки повторного включения должно гарантированно превышать время завершения процессов гашения главных тиристоров иннертора 30 при срабатывании защиты и удовлетворять, таким образом, соотношению

8 =2 I ft, (4) 35 где

Эгп время задержки гашения тиристоров противоположной группы; — длительность импульсов тг токов гашения.

При реализации автоматического повторного нключения иннертора по завершении процесса поочередного гашения главных тиристорон разноименных вентильных групп выбор расчетного значения времени t „ только с учетом ограничения, накладываемого соотношением (2), может привести при достаточно большом выбранном значении к тому, что момент автоматического повторного включения (АПВ) ин50 вертора будет сдвинут от момента несостоявшейся коммутации на электрический угол более и/3 рад. Это может привести к сбою диаграммы отключения

55 и включения главных тиристорон, уменьшению длительности следующе"о за моментом некоммутации полупериода выходного напряжения (т.е. асиммет40 )RC, (6) по схеме фиг. 2 обеспечивает первоо>чередное гашение всех главных тиристоров той вентильной группы, к которой принадлежит нескоммутированшее плечо с последующим (спустя время

t 1г„ ) гашением всех главных тиристоров противоположной группы.

Время tran задержки гашения тиристоров противоположной группы не должно быть меньше, чем длительность тг импульсов токов гашения главных тиристоров разноименных вентильных групп инвертора, которая определяется параметрами контуров погруппоного гашения. В целом должно выполняться соотношение где С вЂ” эквивалентная емкость конденсатора гашения;

1, — эквивалентная приведенная

Учитывая, что текущее время t u текущий электрический угол д связаны где f — выходная частота инвертора, неравенство (3) во временной области после небольших преобразований может бь ть записано B ниде (1/(6 -1 .,), (5) где f — максимальное значение выманс ходной частоты инвертора (для тягового инвертора макетного тепловоза

ТЭ1201 „„, =120 Гц и, таким образом, t з„ с

c1,4 »c).

Время восстановления исполнительных устройств защиты t, должно гарантированно превышать реальное время перезаряда гасящего конденсатора в составе устройства защиты от отрицательного до положительного уровня напряжения заряда гасящего конденсатора током подключенного к нему независимого источника постоянного напряжения. Если принять закон "пяти тау для оценки времени переходного процесса перезаряда гасящего конденсатора, то параметр t может быть зьз рассчитан н соответствии с соотношением

1372457

12 где I, — внутреннее сопротивление независимого источника постоянногп напряжения;

С вЂ” эквивалентная емкость гасяще5 го конденсатора.

В системе защиты макетного тепловоза ТЭ120 при R=-200 Ом, С1800 мкФ, выбрано =3 с.

С цепью реализации варианта предлагаемого способа, характеризуемого тем, что в М >оцессе поочередного гашения главных тиристоров разноименных вентильных групп инвертора производят гашение только открытых тиристорных плеч соответствующи.с групп, на выходах описанного устройства (фиг. 2) дополнительно устанавливаются элементы 81-86 совпадения в соответствии со схемой фиг. 4. Элементы 81-86 совпадения выполняют роль логических ключей, управляемых сигналами соответственно СОСТ1-СОСТ6 и обеспечивающих подачу импульсов управления в соответствии с рассмотренным алго- 25 ритмом поочередного гашения на те гасящие тиристоры, которые обеспечат гашение только открытых в данный момент плеч главных тиристоров. Так, в рассматриваемом. случае при предполо- 30 жительном открытом состоянии тиристорных плеч 34, 35 и 39 и закрытом состоянии плеч 36, 37 и 38 в момент, предшествующий некоммутации плеча 34, процесс срабатывания защиты на этапе

35 гашения главных тиристоров анодной группы сопровождается выдачей импульсов ВГ1 и ВГ2 для включения гасящих тиристоров 22 и 21 и блокированием импульса ВГЗ для включения гасящего 40 тиристора 20, что обеспечивает гашение в анодной группе только открытых главных тиристорных плеч 34 и 35.

С целью реализации варианта предлагаемого способа, характеризуемого возможностью проведения режима автоматического повторного включения по завершении процесса поочередного гашения главных тиристоров разноименных вентильных групп инвертора, устройства по схемам фиг. 2 и 4 дополня- О

50 ют устройством 87 автоматического повторного включения (фиг. 4). При возникновении режима некоммутации в любом из тиристорных плеч инвертора передним фронтом сигнала НЕКОМ с вы55 хода устройства 57 выявления некоммутации запускается одновибратор 88, который формирует импульс ЗПВ длительностью t в„в (время задержки повторноо го включения), рассчитываемый с учетом либо только ограничения (2), либо ограничений (2) и (5) одновременно в зависимости от варианта способа. Задним фронтом импульса ЗПВ запускается одновибратор 89, который формирует короткий нулевой импульс

ВОССТ для восстановления системы управления защитой, и тем самым производится установка в начальное состоя" ние схем устройства 57 (фиг. 2), в том числе и обнуление сигналов НЕКОМ и БУГТ, что обеспечивает снятие бло-" кирования управляющих импульсов главных тиристоров инвертора и его повторное включение в момент времени, задержанный относительно момента выявления некоммутации на время t „ . Одновременно импульсом ВОССТ запускается одновибратор 90, который формирует достаточно продолжительный импульс ЗВЗ (фиг. 3, пунктир) длительностью t,, определяемой параметрами устройства принудительного гашения в соответствии с соотношением (6). Единичным уровнем сигнала ЗВЗ выходной элемент 91 совпадения подготовлен к фиксации повторного режима несостоявшейся коммутации по приходу повторного единичного импульса НЕКОМ=1 в интервале времени t . Таким образом, при выявлезвв нии повторного режима несостоявшейся коммутации в интервале времени восстановления исполнительных устройств защиты (т.е. в условиях, когда процесс восстановления требуемого напряжения заряда гасящего конденсатора после срабатывания защиты еще не завершился) на выходе элемента 91 совпадения формируется сигнал ОИП инвертора.

С целью реализации варианта предлагаемого способа, характеризуемого гашением тиристоров нескоммутировавшего плеча вместо поочередного гашения главных тиристоров разноименных вентильных групп, в выходной части устройства по схеме фиг. 4 производяТ изменения в соответствии со схемой фиг. 5. В частности, на первые входы элементов 81-84 совпадения вместо сигналов соответственно СОСТ1-СОСТ6 с выходов датчиков состояния тиристорных плеч заводят сигналы НЕК1НЕК6 соответствующих тиристорных плеч. Это обеспечивает в процессе

14

1372457

13 формула изобретения

1. Способ защиты автономного инвертора напряжения, содержащего мост главных тиристоров с встречно-параллельно включенными обратными диодами, питаемого от неуправляемого выпрямителя через промежуточное звено постоянного напряжения и снабжен"

55 срабатывания защиты гашение только тиристоров нескоммутировавшего плеча. Так, в случае некоммутации тиристорного плеча 34 на выход систе5 мы управления защитой выдан только сигнал ВГ1 на включение гасящего тиристора 22 для гашения нескоммутировавшего тиристорного плеча 34.

При реализации предлагаемого 10 способа, характеризуемого гашением тиристоров нескоммутировавшего плеча вместо поочередного гашения главных тиристоров разноименных вентильных групп, обеспечивается концентрация тока разряда гасящего конденсатора в контуре гашения нескоммутировавшего тиристора, что повышает надежность его принудительного гашения. С другой стороны, гашение тиристоров толь-20 ко нескоммутировавшего плеча в сочетании с проведением режима автоматического повторного включения по завершении указанного процесса гашения обеспечивает уменьшение асим- 25 метрии выходного напряжения, связанной с процессом срабатывания защиты, и, как следствие, уменьшение времени переходных режимов.

Таким образом, предложенный спо- 30 соб защиты автономного инвертора напряжения, характеризуемый первоочеред. ным гашением главных тиристоров той вентильной группы, к которой принадлежит нескоммутировавшее плечо, гашением только открытых тиристорных плеч соответствующих групп, возможностью автоматического повторного включения инвертора спустя время задержки повторного включения, опреде- 40 ляемое в соответствии с соотношением (5), а также гашением главных тиристоров только нескоммутировавшего плеча, обеспечивает повышение быстродействия и надежности гашения ти- 45 ристоров инвертора в процессе срабатывания,защиты. ного исполнительными элементами защиты, заключающийся в том, что выявляют режим несостоявшейся коммутации в любом из плеч инвертора, блокируют управляющие импульсы главных тиристоров инвертора и производят поочередкое гашение главных тиристоров разноименных вентильных групп инвертора, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности, в процессе выявления режима несостоявшейся коммутации определяют группу вентилей инвертора, к которой принадлежит нескоммутировавшее плечо, контролируют состояния главных тиристоров инвертора и одновременно с блокированием управляющих импульсов главных тиристоров инвертора производят гашение открытых главных тиристоров той вентильной группы инвертора, к которой принадлежит нескоммутировавшее плечо, а спустя время задержки на гашение тиристоров противоположной группы производят гашение открытых главных тиристоров противоположной вентильной группы инвертора.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что по завершении процесса поочередного гашения главных тиристоров разноименных вентильных групп инвертора производят автоматическое повторное включение инвертора, для чего в момент времени, задержанный относительно момента выявления режима несостоявшейся коммутации на время задержки повторного включения, снимают блокирование управляющих импульсов главных тиристоров инвертора и в случае выявления повторного режима несостоявшейся коммутации плеча инвертора на интервале времени восстановления исполнительных элементов защиты отключают инвертор от источника питания.

3. Способ по п.2, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности время t „ задержки повторного включения выбирают согласно соотношению зпв <1 (6 мж где f д„, — максимальная рабочая частота выходного напряжения инвертора.

1372457

1372457

1372457

ГОСТ