Устройство для контроля переменного тока тиристорного преобразователя

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<1,890257 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 07.04.80 (21) 2905612/18 21

{5l ) M. Кл.

G 01 R 19/00

G 01 R 15/02

Н 02 М 5/10 с присоединением заявки №вЂ”

Гасударственный квинтет (23) Приоритет

Опубликовано 15.12.81. Бюллетень ¹ 46

Дата опубликования описания 15.12,81 ло делам нзвбретеннй н аткрытнй (5Ç ) УД К 621.317..7 (088.8) Б. С. Болотовская, В. А. Ерухимонич, С . О. Кр и И. И; Эпштейн (72) Авторы изобретения (7I ) Заявитель

Научно-исследовательский электротехнический инс

Производственного объединения *ХЭМЗ"

{54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Изобретение атно".ится к устройствам преобразования энергии переменного тока и может быть использовано, в частности, для измерения входных токов реверсивных трехфазных тиристорных выпрямителей и тиристорных преобразователей частоты с непосредственной связью.

Контроль входных токов тиристорных преобразователей необходим для обеспечения защиты преобразователя в аварийных режимах. Кроме того, поскольку суммарный входной и выходной токи реверсивного выпрямителя равны, датчики входного тока используются для контроля токов нагрузки выпрямителя или фазных выходных токов преобразователя частоты с непосредственной связью.

Известен датчик переменного тока низкой частоты, содержащий два ферромагнитных сердечника, общие первичные и раздельные вторичные обмотки (1).

Недостатком этого датчика переменного тока является невозможность использования его пдя измерения токов высокой частоты, во вторичных обмотках при изменении направления тока в первичной обмотке возникают перенапряжения, что приводит к потере информации.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является датчик переменного тока низкой частоты, содержащий два трансформатора тока, вторичные обмотки которых вклю"."..ы лослсдоватсльно-встречно через источник переменного напряжения и два сопротивления нагрузки, точка соединения которых соединена со средней точкой последовательно соединен1О ных источников постоянного напряжения, зашунтированных каждый емкостью. Между началами вторичных обмоток трансформаторов тока включены две пары диодов. Средняя точка пары диодов, соединенных анодами, подклю15 чена к отрицательной клемме первого источника постоянного напряжения. Средняя точка пары диодов, соединенных катодами, подключена к положительной клемме второго источника постоянного напряжения. Когда измеряемый ток имеет неизменную полярность, данное уст1 ройство работает как обычный трансформатор постоянного тока. При изменении полярности измеряемого тока, на время леремагничивания

890257 сердечников трансформаторов вступают в работу емкости, Через них протекают токи втогичных обмоток трансформаторов (2).

Недостатком данного устройства является его громоздкость. Для замера одного тока требуется минимум два трансформатора тока и дополнительные источники постоянного и переменного напряжения. Соответственно для замера трехфазной системы входных токов преобразователя требуется минимум шесть трансформаторов тока и громоздкие источники питания (потребляющие достаточно большую мощность). Кроме того, при изменении полярности измеряемого тока в выходном сигнале дан -, ного устройства появляется кратковременный пропал до нуля при ненулевых значениях измеряемого тока.

Целью изобретения является повышение точности контроля тока.

Поставленная цель достигается тем, что в

l устройство для контроля переменного тока тиристорного преобразователя, содержащее трансформатор тока, выпрямительный мост, источ ник ограничивающего напряжения и нагрузочный резистор, введены диод, блок управления, ключ, при этом выводы вторичной обмотки трансформатора тока подсоединены ко входной диагонали выпрямительного моста, первьщ вывод выходной диагонали которого подключен через нагрузочный резистор к общей точке, а второй вывод — к первой входной клемме блока управления и к первому выводу ключа, параллельно которому включена цепь из последовательно соединенных диода, и источника ограничивающего напряжении, второй вывод ключа подсоединен к общей точке, а управляющий .вход ключа соединен с выходной клеммой блока управления, вторая, третья и четвертая входные клеммы которого соединены с соответствующими выходами тиристорного преобразователя.

Блок управления выполнен на элементе НЕ, элементе ИЛИ, двух элементах И, нуль-индикаторе, триггере, выход которого соединен с выходной клеммой, блока управления, вторая входная клемма которого соединена с первым входом первого элемента И, а третья входная клемма — со вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с четвертой входной клеммой блока управления, выход элемента ИЛИ соединен со входом элемента НЕ и с первым входом второго элемента И, ко второму входу которого подключен выход нуль-индикатора, вхоц которого соединен с первой входной клеммой блока управления, выход второго элемента И со. единен с первым входом триггера, со вторым входом которого соединен выход элемента НЕ.

23

3S

S0

4

На чертеже представлена структурная схема устройства для контроля переменного тока тиристорного преобразователя .

Устройство содержит тиристорный преобразователь 1, трансформатор тока 2, установленный на одной из входных шин преобразователя (на остальных шинах устанавливаются такие же датчики), выпрямительный мост 3, нагрузочный резистор 4, резистор 5, ключ 6, диод 7, источник ограничивающего напряжения 8, блок управления 9, в состав которого входят триггер

10, элемент НЕ 11, элемент ИЛИ 12, элементы

И 13 и 14, нуль-индикатор 15.

Устройство работает следующим образом.

Когда по первичной обмотке трансформатора тока 2 протекает измеряемый ток, устройство работает в режиме контроля. Ключ 6 замкнут, выпрямленный ток вторичной обмотки трансформатора тока 2 протекает по цепи: резистор 5, ключ 6, нагрузочный резистор 4. Падение напряжения на нагрузочном резисторе 4 используется в качестве выходного сигнала.

Напряжением, падающим на резисторах 4 и 5 при протекании измерительного тока, сердечник трансформатора тока 2 намагничивается. При исчезновении измеряемого тока сердечник размагничивается.

Интервалы протекания измеряемого тока по первичной обмотке трансформатора (120 периода питающей сети) чередуются с интервалами (60 периода питающей сети) отсутствия тока. Кроме того, существуют бестоковые паузы при переключении групп тиристоров.

Если цепь протекания вторичного тока трансформатора тока 2 при размагничивании та же, что и при измерении тока, размагничивающим напряжением также будет падение напряжения на резисторах 4 и 5. В этом случае размагничиваюшее напряжение мало, так как его величина определяется величиной тока намагничивания трансформатора тока и сердечник не успевает полностью размагничиваться за время бестоковой паузы

Поэтому, в предлагаемом устройстве, когда измеряемый ток равен нулю, а на тиристоры данной фазы не подаются открывающие их сигналы ут;равления, ключ 6 размыкается. Под действием ЗДС вторичной обмотки трансформатора тока 2, возникающей при размагничивании сердечника, открывается диод 7, ток протекает по цепи: нагрузочный резистор 4, выпрямительный мост 3, вторичная обмотка трансформатора тока 2, резистор 5, диод 7, источник ограничивающего напряжения 8, общая точка.

Величина размагничивающего напряжения ограничивается уровнем напряжения источника ограничивающего напряжения 8, достаточным для размагничивания сердечника за время бестоковой паузы.

890257 Ь

При появлении сигнала управления любым из тирнсторов данной фазы клн>ч 6 замыкается, и устройство снова работает в режиме контроля.

Управление ключом 6 осуществляется с по- 3 мощью блока управления 9. На вторую входную клемму блока управления 9 поступает логический сигнал — A, на третью — логический сигнал А, а на четвертую — логический сигнал . паузы S. 10

Значение "1" логических сигналов — А и А соответствует отсутствию управляющих импульсов на входах тиристоров, силовой ток которых протекает по первичной обмотке трансформатора Фока 2. IS

1. Устройство для контроля переменного тока тиристорного преобразователя, содержащее трансформатор тока, вьшрямительиый мост, scточник ограничивающего напряжения и нагрузочный резистор, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля тока, в него введены диод, блок управления, ключ, при этом выводы вторичной обмотки трансформатора тока подсоединены ко входной диагонали выпрямительного моста, первый вывод выходной диагонали которого подключен через нагруэочный резистор к обшей точке, а второй вывод — к первой входной клемме блока управления и к первому выводу ключа, параллельно которому включена цепь из последовательно соединенных диодов и источника ограничиваюшего напряжения, второй вывод ключа подсоединен к общей точке, а управляющий вход ключа соединен с выходной клеммой блока управления, вторая, третья и четверп>я входные клеммы которого соединены с соответствующими выходами тиристорного преобразователя.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю ш ее с я тем, что блок управления выполнен на элементе НЕ, элементе ИЛИ, двух элементах И. нуль-индикаторе, триггере, выход которого соединен с выходной клеммой блока управления, вторая входная клемма которого соединена с первым входом первого элемента И, а третья входная клемма — со вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с четвертой входной клеммой блока управления, выход элемента ИЛИ соединен со входом элемента НЕ и с первым входом второго элемента И, ко второму входу которого подключен выход нуль-индикатора, вход которого соединен с первой входной клеммой блока управления, выход второго элемента И соединен спервым входом триггера,,со вторым входом которого соединен выход элемента НЕ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 400959, кл. Н 02 Ы 5/10, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР N 517732„ кл. G 01 R 15/02, 1976 (прототип).

В результате перемножения сигналов — А и А в элементе И 14 в нем формируется сигнал, соответствующий отсутствию управляющих сигналов на управляющих входах всех тиристоров данной фазы. Данный сигнал поступает с выхода элемента И 14 на первый вход элемента

ИЛИ 12, на второй вход которого поступает логический сигнал S. Когда любой иэ этих двух сигналов соответствует логической "1", с выхода элемента ИЛИ 12 поступает сигнал

"1" на входы элементов HE 11 и И 13. На второй вход элемента И 13 поступает сигнал с выхода нуль-индикатора 15, контролируюшего наличие измеряемого тока. Когда контролируемый ток не равен нулю, током вторичной обмотки трансформатора тока 2 создается падение напряжения на резисторе 5. Данное напряжение подается на вход нуль-индикатора 15 и включает его гаким образом, что его выходной сигнал становит-.я равным "О" (логическо му нулю). При спадании контролируемого тока до нуля выходной сигнал нуль-индикатора

15 становится равным "1" (логической единице).

Когда на входы элемента И 13 поступают 40 два сигнала "1" (измеряемый ток слал до нуля, и при этом отсутствуют импульсы управления тиристорами, или пришел сигнал паузы S при переключении групп тиристоров), с выхода элемента И 13 поступает сигнал "1" на вход 4S триггера 10, триггер переключается. Его выходным сигналом размыкается ключ 6, и сердечник трансформатора тока 2 размагничивается, На второй вход триггера 10 в это врмя поступает с элемента HE 11 сигнал "0". Когда сигнал с выхода элемента ИЛИ 12 становится равным "0", сигнал с выхода элемента HE 11 становится равным "1", и триггер )О переключается в прежнее состояние. Ключ 6 замыкается, и устройство снова начинает работать в режиме контроля. В случаях, когда существует необходимость контролировать суммарный входной ток тиристорного прет>бразователя, три датчика предлагаемого типа. установленные в трех фазах па входе преобразователя, имеют один общий нагрузочный резистор.

Предлагаемое устройство позволяет осуществить контроль входных токов тиристорного преобразователя частоты без потерь информации.

Кроме того, данное устройство более компактно по исполнению и не требует потребления существенной дополнительной мощности.

Формула изобретения

890257

Составитель Н. Чистякова

Техред А.Бабинец

Корректор Е, Рошко

Редактор О. Лерсиянцева

Подписное

Филиал П11П "Патент", г. Ужтород, ул. Проектная, 4

Заказ 10962/72 Тираж 735

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыткой

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