Устройство для контроля силовых полупроводниковых приборов в преобразователях электрической энергии

Устройство для контроля силовых полупроводниковых приборов в преобразователях электрической энергии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНЙЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

1111 600649

Йогов Советских

Социалистических

Ресоублии

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11.01.73 (21) 1869510/24-07 (51) М. Кл. Н 02Н 3/28

Н 02Н 7/10

Н 02М 1/18 с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совета Министров СССР т1о делам изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.03.78. Бюллетень № 12 (45) Дата опубликования описания 04.04.78 (53) УДК 621.314.572 (088.8) (72) Автор изобретения

А. Г. Миков

Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СИЛОВЫХ

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ В ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯХ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Изобретение относится к области преобразовательной техники, в частности к индикации появления неисправности в полупроводниковых приборах, составляющих силовую схему преобразователя электрической энерпгн.

Известны устройства для контроля силовых полупроводниковых приборов в преобразователях электрической энергии, содержащие датчики контроля состояния вентилей на базе трансформаторов переменного тока (1). Однако такие устройства обладают определенной зоной нечувствительности. Кроме того, информация, даваемая этими устройствами, содержит ошибку вследствие наличия тока RC-цецей, шунтирующих тиристоры.

Известны устройства контроля состояния вентилей, которые содержат вспомогательный источник высокой частоты.

Эти устройства дают более правильную информацию о состоянии вентилей, однако требуют более сложных схемных решений, например, включение сложных источников высокой частоты (2).

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство с последовательно-параллельно включенными полупроводниковыми вентилями, снабженное шунтирующими резисторами и резисторами связи, содержащее реагирующие органы, в котором для повышения надежности шуптирующис резисторы включены в последовательную цспь с резисторами связи, а реагирующие органы подключены к двум шунтирующпм резисторам (3). Недостатком известного устройства.

5 обеспечивающего кочтроль работоспособности вснтильных блоков, содержащих параллслгнопоследовательные цепи силовых полупроводниковых приборов, является то, что оно служит для обнаружения только замыкания всн10 тилей, не обеспечивая контроля обрыва силов ы х вен т ил е й.

Целью изобретения являстся распшренне функциональны.; возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что

15 дополнительно для каждого вентнльного силового блока введены л усилителей-формирователей, логические схемы И и ИЛИ, два конденсатора, диод, гг стабплитронов. Реапгруютцие органы выполнены на и трехобмоточных

20 трансформаторах персмснного тока, прп этом один зажим первого конденсатора соед!шен с анодной группой вентпльного блока, другой зан им — с катодом диода и с концамп вторых обмоток трансформаторов, îgfflf зажим второ25 го конденсатора сосдпнсп с катодной группой вентильного блока, другой — с анодом диода н концами третьих обмоток трансформаторов, Ha Iaля Вторых Il третьих ОО. с10ток coc,1!!ncnh! мсжд, собой п cE55I;Iaflhl с эквнпотcllll,lla.ahllhi30 ми точкамн пЯралле, Iьных Вс1вс!! меж,l1 пО600649

05 следовательйо соедйненными вентилями блока, начала первых обмоток соединены с входами усилителей-формирователей и анодами стабилитронов, а концы — с общей шиной и катодами стабилитронов, выходы усилителейформирователей подключены к связанным между собой входам логических схем И и ИЛИ.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства для контроля силовых полупроводниковых приборов.

Вентильный силовой блок содержит в плече 1 (анодная группа) тиристоры 2 — 4, зашунтированные резисторами 5 — 7, и в плече

8 (катодная группа) тиристоры 9 — 11, зашунтированные резисторами 12 — 14, общие точки соединения анодов и катодов вентильного блока подключены к двум конденсаторам 15 и 16, другие зажимы которых связаны с катодом и анодом диода 17 и с концами вторых 18 и третьих 19 обмоток трансформаторов 20 — 22, при этом начала вторых 18 и третьих 19 обмоток трансформаторов соединены между собой и связаны с эквипотенциальными точками параллельных ветвей между последовательно соединенными вентилями блока, начала первых обмоток 23 трансформаторов соединены с входами усилителей-формирователей 24 — 26 и анодами стабилитронов 27 — 28, а концы с общей шиной 30 и катодами упомянутых стабилитронов, выходы усилителей-формирователей

24 — 26 подключены к связанным между собой входам логических схем И 31 и ИЛИ 32, Первый выходной сигнал 33 снимается со схемы

И 31, а второй 34 — со схемы ИЛИ 32.

Устройство работает следующим образом.

Когда к вентильному плечу приложено обратное напряжение, происходит заряд конденсаторов 15 и 16 через диод 17.

В момент времени, когда вентили находятся в проводящем состоянии, конденсатор 15 разряжается через источник напряжения и нагрузку от плеча 1 к плечу 8, открытые тиристоры 9 — 11, обмотки 19 трансформаторов.

Конденсатор 16 разряжается через обмотки

18 трансформаторов, открытые тиристоры 2—

4, источник напряжения и нагрузку (от плеча

1 к плечу 8) .

Обмотки 18 и 19 трансформаторов для токов разряда включены встречно, поэтому результирующий магнитный поток в сердечниках трансформаторов равен нулю, и в выходных обмотках этих трансформаторов сигнал отсутствует.

При обрыве тиристора, например 3, ток разряда конденсатора 15 пойдет через резистор 6, шунтирующий неисправный вентиль, Величина этого тока будет меньше, чем в случае нормальной работы вентиля. Поэтому в трансформаторе 20 в его обмотках 18 и 19 пойдут разные по величине токи. В выходной обмотке

23 трансформатора 20 наведется сигнал, который после усиления усилителем-формирователем 24 выдается на выход 34 и может быть использован для включения сигнальных или исполнительных схем.

Б качестве усйлителей-формирователей 24=

26 могут использоваться триггеры Шмитта.

В случае короткого замыкания вентиля оказывается закороченным один из конденсаторов. Например, при замыкании тиристора 3 закорачивается конденсатор 15 вместе с обмоткой 19 трансформатора 30.

Следовательно, в цикле «заряд — разряд» будет участвовать только конденсатор 16 и только обмотки 18 трансформаторов.

В выходных обмотках 23 при этом у всех трансформаторов появятся сигналы, которые пройдут на оба выхода устройства.

Если выход 34 будет закрыт для этих сигналов, то можно будет судить о появлении короткозамкнутого вентиля при наличии сигнала на выходе 33, а при сигнале на выходе 34 о наличии вентиля, вышедшего из строя с обрывом цепи.

Коммутационные помехи, возникающие при работе тиристорных схем устраняются на входах усилителей-формирователей 24 — 26.

Уровни сигналов, снимаемых с выходных обмоток трансформаторов резко отличаются по амплитуде в зависимости от вида неисправности.

Сигналы большого уровня ограничиваются с помощью стабилитронов 27 — 29.

Сравнительные испытания предложенного устройства с известным показали его явное преимущество, так как оно оказалось более простым и надежным, обеспечивающим контроль двух видов неисправности, связанных с замыканием и обрывом цепей силовых вентилей.

Формула изобретения

Устройство для контроля силовых полупроводниковых приборов в преобразователях электрической энергии с вентильпыми блоками с последовательно-параллельно включенными тиристорами, содержащее реагирующие органы, отличающееся тем, что, с целью р асширения функциональных возможностей, оно для каждого вентильного силового блока, состоящего из и последовательно-параллельных ветвей вентилей, дополнительно снабжено и усилителями-формирователями, логическими схемами И и ИЛИ, двумя конденсаторами, диодом и и стабилитронами, реагирующие органы выполнены на и трехобмоточных трансформаторах переменного тока, при этом один зажим первого конденсатора соединен с анодной группой вентильного блока, другой зажим — с катодом диода и с концами вторых обмоток трансформаторов, один зажим второго конденсатора соединен с катодной группой вентильного блока, другой — с анодом диода и концами третьих обмоток трансформаторов, начала вторых и третьих обмоток соединены между собой и связаны с эквипотенциальными точками параллельных ветвей между последовательно соединенными вентилями блока, начала первых обмоток соединены с входами

600649

Составитель В. Егоркин

Текред Л. Гладкова

Кор скторы: Л. Орлова и О. Тюрина

Редактор 3. Старикова

Подписное

Заказ 356(12 Изд, . Й 340 Тираж 892

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий!

13035, Москва, %-35, Раугпская наб,,;u 4,5

Типография, пр. Сапунова, 2 усилителей-формирователей и анодами стабилитронов, а концы — с общей шиной и катодами стаби IHTpoHOB, выходы усилителей-формирователей подключены к связанным между собой входам логических схем И и ИЛИ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Радченко В. Д. и др. Защита полупровод6 никовых выпрямителей электроподвижного сост а на. М,, «Тр анспо р т», 1965, с. 39 — 47, рис. 20 и 22.

2. Kunz U., Zurneck Н. Steuerung und Rege5 1ung Kreisst1.omfreier Umkehzstromrichter.

«ETZ — А»», 1971, Н. 7, s. 418 — 421.

3 Авторское свидетельство СССР %413573, кл. Н 02Н 7/10, Н 02М 1/18, 13.11.70.