Устройство для управления тиристорным преобразователем

 

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может Ил юльзоваться при автоматизации технологических процессов. Цель изобретения - повышение надежности работы. Питание делителя частоты 7 осуществляется от датчика проводимости вентилей 5, при этом выход вьшрямителя 11 соединен с входом делителя частоты 6, а сигнал с выхода выпрямителя 10- поступает на управляющий вход блока 3 импульсно-фазового управления . Т.о сигнал управления преобразователем 1 формируется в функции состояния элементов устройства и самого преобразователя 1 и при любой неисправности уменьшается до нуля, отключая преобразователь 1. 4 ил. §

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (g1) 4 Н 02 M 7/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4071459/24-07 (22) 02.06.86 (46) 15.07.88. Бюл. У 26 (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) Л.И. Цытович (53) 621.316.727(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 851729, кл, Н 02 M 7/04, 1981.

Авторское свидетельство СССР

В 873354, кл. Н 02 М 7/04, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к области преобразовательной техники и может

ÄÄSUÄÄ 1410237 А 1 и. юльэоваться при автоматизации технологических процессов, Цель изобретения — повышение надежности работы, Питание делителя частоты 7 осуществляется от датчика проводимости вентилей 5, при этом выход выпрямителя 11 соединен с входом делителя частоты 6, а сигнал с выхода выпрямителя 10 поступает на управляющий вход блока 3 импульсно-фазового уп" равления. Т.о. сигнал управления преобразователем 1 формируется в функции состояния элементов устройства и самого преобразователя 1 и при любой неисправности уменьшается до нуля, отключая преобразователь 1. 4 ил, ф

1410237

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может использоваться при автоматизации тех;яологических процессов.

Цель изобретения — повьппение надежности работы, На фиг. 1 представпена функциоальная схема устройства, на фиг. 2 ункциональная схема датчика провоимости вентилей; на фиг. 3 и 4— иаграммы, поясняющие работу устойства.

Устройство для управления преобазователем 1, работающим на нагрузку 15 содержит блок 3 импульсно-фазоого управления, автоматический вылючатель 4, датчик 5 проводимости ентилей, делители 6 и 7 частоты, проропорционально-дифференцирующие 20 венья 8 и 9, выпрямители 10 и 11, елитель 12 напряжения.

Блок 5 (фиг. 2) содержит разделиельный трансформатор 13 с обмотками

14, 15, 16 и 17, разделительный кон- 25 енсатор 18, генератор 19 несущей астоты, выпрямители 20 и 21 блок

22 с зоной нечувствительностй, фильты 23 и 24, инвертор 25, пропорционально-дифференцирующее звено 26. 3р

Блок 3 формирует импульсы управения тиристорами силового моста 1. азовый сдвиг импульсов управления а его выходах зависит от величины игнала задания на выходе делителя

2 напряжения, Выключатель 4 размыка-, 1 тся при наличии на его входе сигнала, 1". Включение блока 4 производится вручную.

Делители 6 и 7 частоты тактируются 40 очередним фронтом выходных импульсов блока 3 и формируют на выходе сигнал типа "меандр" со средним нулевым значением.

Блоки 8, 9, 26 имеют передаточную

Функцию вида

W(p) = Тр/(Тр+1), где Т вЂ” постоянная времени.

Блоки 10, 11, 20, 21 служат для выпрямления переменного сигнала, поступающего на их входы. В дальнейшем считаем, что выпрямители 10, 11 имеют передаточную функцию апериодического звена (р) — 1/(Т,+1)

55 и при выпрямлении переменного сигнала одновременно сглаживают высокочастотные пульсации выходного напряже" ния.

Блок 12 представляет собой потенt циометрический делитель напряжения и является безынерционным звеном.

Фильтры 23, 24 предназначены для подавления: высокочастотных пульсаций.

Звено 22 выполнено с неинвертирующей линейной характеристикой вход-выход и имеет зону нечувствительности +В, Инвертор 32 реализован с порогом срабатывания +С, Генератор 19 формирует

tt tt высокочастотный сигнал типа меандр со средним нулевым значением.

На фиг, 3, 4 введены следующие обозначения: I — выходной сигнал генератора 19; I, I 7 — сигнал на выходе обмоток 16, 17; Ig — зона нечувствительности блока 22; Iz> выходной сигнал фильтра 23; Тпп-сигнал на выходе инвертора 25; Izg— выходной сигнал блока 22; Тп — выходной сигнал блока 27; I ь — выходной сигнал пропорционально-дифференцирующего звена 26; I3 — импульсы на выходе блока 3; I, I> — выходные сигналы делителей частоты 6,7 соответственно; I(0 1,1 — выходные сигналы выпрямителей 10,11 соответственно, t — момент времени возникновения в схеме неисправности.

Принцип работы устройства следующий.

Блок 3 формирует импульсы управления тиристорами силового однофазного моста 1. При нулевом уровне сигнала на выходе блока 12 фазовый сдвиг импульсов управления соответствующей парой тиристоров моста 1 равен

180 эл.град., поэтому выходное напряжение. блока 1 равно нулю. По мере увеличения сигнала на выходе блока 12 фазовый сдвиг импульсов управления уменьшается и выходное напряжение преобразователя увеличивается.

Датчик 5 проводимости служит для защиты от токов к,з. в блоке 1. Принцип его работы следующий.

С помощью генератора 19 формируется высокочастотный сигнал (фиг.3@), который на 3-4 порядка превьппает частоту напряжения сети. Для частоты выходного сигнала генератора 19 сопротивление конденсатора 18 мало. При работоспособности элементов моста 1 нагрузка трансформатора 13 со стороны обмотки 14 незначительна, так как отсутствует контур протекания тока в цепи звей:ьев 14,18 (индуктивное сопротивление нагрузки 2 и сети велико, 1410237 для частоты сигнала, формируемого генератором 19). В этом случае амплитуда сигналов, трансформируемых в обмот ке 16, 17 максимальна (фиг. 36). С помощью блоков 20,23 выходной сигнал обмотки 16 выпрямляется и сглаживается (фиг. 35). При этом блок 25 находится в состоянии "0" (фиг. 33).

Звено 22 с зоной нечувствительности 8 усиливает по мощности выходной сигнал обмотки 17 (фиг. ЗБ,q ), который затем передается через пгопорционально-дифференцирующее звено 25 практически без искажений (фиг. 3e).

С помощью выпрямителя 21 и фильтра

24 выходной сигнал блока 25 выпрямляется и сглаживается (фиг. Зм).

При возникновении в мосте 1 режима короткого замыкания (фиг. 35) момент времени t, обмотка 14 замыкается через конденсатор 18 и трансформатор 13 переходит в состояние, близкое к к.з. Это влечет за собой уменьшение амплитуды импульсов на выходе обмоток 16,17 (фиг ° 35). В результате блок 25 переходит в состояние "1" (фиг, ЗIL,L), и автоматический выклю— чатель 4 отключает схему от сети.

При снижении амплитуды импульсов на выходе обмотки 17 блок 22 переходит в нулевое состояние (фиг. 3g) и сигналы на выходе блоков 26, 21, 24 уменьшаются до нуля (фиг. Зв,ж).

Рассмотрим принцип действия датчика 5 в совокупности с остальными блоками устройства.

Выходной сигнал блока 5, формируемый на выходе фильтра 24 является напряжением делителя частоты (фиг. 4а ), Под действием импульсов с выхода блока 1 (фиг. 45) на выходе делителя 7 частоты формируется сигнал типа

"Иеандр" (фиг. 17), который затем без искажений передается на вход вы.прямителя 11 и выпрямляется (фиг. 4L).

Аналогичным образом работают блоки

6, 8 и 10, с той лишь разницей, что напряжением питания делителя 6 частоты является выходной сигнал выпрямителя 11 (фиг. 4i,g). Таким образом работа цепей 6,8,.10 и 7,9,11 возможна только при отсутствии неисправности (к.з.) в мосте 1 и датчике 5 проводимости, а также при работоспособности блока 3.

Рассмотрим различные виды неисправностей, При возникновении к.з. в схеме блока 1 сигнал на выходе бло5

50 ка 5 уменьшается до нулевого значения сигнала задания на выходе блока

12. Таким образом канал выключения автомата 4 дублируется по тракту сиг-. нала задания на ток (напряжение), что повышает надежность защиты преобразователя. Аналогичным образом система ведет себя при выходе из строя генератора 19 и блока 22. Например, если блок 22 переходит в единичное по выходу состояние, то сигнал на выходе блока 5 уменьшается до нуля, так как коэффициент передачи звена

26 по постоянной составляющей входного сигнала бесконечно мал. В результате уровень сигнала задания на выходе блока 12 уменьшается до нуля, так как происходит последовательное

"обнуление" блоков 6 и 7 с напряжением питания.

Предположим, что блок 3 вышел из строя и импульсы управления тиристорами на его выходе отсутствуют. Зто нарушает функцию преобразователя, что должно вести к его выключению.

Последнее происходит следующим образом. Делитель 7 частоты принимает статическое .состояние. Выходной сиг- . нал блока 19 уменьшается до нуля, обеспечивая нулевой уровень сигнала на выходе выпрямителя 11, При этом делитель 6 частоты также принимает нулевое состояние, так как его напряжение питания равно нулю. В итоге сигнал задания на входе блока 3 отсутствует и тиристоры блока 1 закрываются (угол "зажигания" 180 эл.град.)

Аналогичным образом устройство ведет себя при неработоспособности блоков би7.

Таким образом, предлагаемое устройство обладает более высокой надежностью, так как сигнал задания формируется в функции работоспособности элементов устройства.

В результате практически при любой неисправности в схеме сигнал задания уменьшается до нуля, что повышает надежность работы устройства в целом, формула изобретения . Устройство для управления тиристорным преобразователем, содержащее две цепи из последовательно соединенных делителя частоты, блока пропорционально-дифференциального преобра1410237 зования сигнала и выпрямителя, блок импульсно-фазового управления, первый ! и второй выходы которого соединены с первыми входами первого и второго делителей частоты соответственно, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с

; целью повышения надежности работы, введен датчик состояния вентилями, ( выход которого соединен с вторым входом первого делителя частоты, причем выход первого выпрямителя соеди5 нен с вторым входом второго делителя частоты, а выход второго выпрямителя через делитель напряжения соединен с входом блока импульсно-фазового управления.

1410237

С

Р

Составитель А.Меркулова

Техред М.Дидык Корректор Л.Пилипейко

Редактор М.Товтин

Заказ 3493/55 Тираж 665 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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