Устройство для управления и защиты тиристоров многофазного выпрямителя

Устройство для управления и защиты тиристоров многофазного выпрямителя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистииеских

Республик

Q Д И-<"-"А - Я-"И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (687557

К АВТОРСКОМУ СВИДЙТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 27.07.77 (21) 2512552/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

Н 02 P 13/16

Н 02 Н 7/10

Гасударственный квинтет

СССР па делам нзабрвтвннй н открытий (53) УДК 621.316..727 (088.8) Опубликовано 25.09.79. Бюллетень ¹ 35

Дата опубликования описания 30.09.79 (72) Авторы изобретения

А — М. А — М. Абдулаев, В. Ю. Барановский. "1. И. Матросович и Р. К. Пахлавуни (?1) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ И ЗА1ЦИТЫ ТИРИСТОРОВ

МНОГОФАЗНОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в устройствах для импульсно-фазового управления и зашиты силовых тиристоров многофазного нереверсивного тиристорного преобразователя с фазоступенчатым регулированием переменного напряжения встречно-параллельно включенными тиристорами.

Известны устройства для импульсно-фазового управления силовыми тиристорами многофазного тиристорного преобразователя, выполненные по одноканальному асинхронному принципу, содержащие блок генерации и фазового смещения управляющих импульсов и подключенный к нему кольцевой распределитель, каждый канал которого содержит вспомогательный тиристор и коммутирующий конденсатор (1).

Основным недостатком этого устройства является возможность выхода фазы управляющих импульсов за допустимые по условиям коммутации пределы. При этом очередной силовой тиристор не вступает в работу и далее нормальный процесс полностью нарушается. Другим недостатком является то, что при управлении встречно параллельно включенными тиристорами число каналов кольцевого распределителя впвоc превышает число фаз сети.

Наиболее близким по техничсской сушности к предложенному является устройство для управления многофазíblì преобразователем, в котором в качестве генератора управляюшиx импульсов используют геHcратор сйтнала ошибки. Устройство содержит нуль-орган и фазные блоки, образующие кольцевой распределитель импульсов, состояший из каналов, число которых определяется фазностью преобразователя. При управлении встречно-параллельно включенными тиристорами число каналов кольцевого распределителя вдвое превышает число фаз !

5 се™

Каждый канал содержит трехвходовый элемент И, двухвходовый элемент ИЛИ и триггер, через логический элемент ИЛИ управляюгций цепью сброса интегратора (2).

Устройство содержит также усилитель

20 мощности, датчик тока и пороговый элемент.

В этом устройстве возможно ограничение диапазона изменения угла управления специальными блоками ограничения, содержашими фазоврашатели на дифференциаль687557

На чертеже показана структурная схема предлагаемого устройства.

Выпрямитель 1 подключен к вторичной обмотке трансформатора 2, первичная обмотка которого подключена к сети через группу силовых тиристоров 3. Каждая группа силовых тиристоров состоит из тиристоров 4. 5, переключающихся в момент естественной коммутации, и тиристоров 6, 7, момент включения которых зависит от сигнала ошибки. Выход выпрямителя 1 соединен со входом интегратора 8. Интегратор 8 через нуль-орган 9 подключен к входу кольцевого распределителя импульсов по числу фаз, состоящего из трех каналов 10. Каждый канал 10 содержит логический трехвходовый элемент И 11, двухвходовый элемент ИЛИ 12 и триггер 13, через логический элемент ИЛИ 14 управляющий цепью

4S

so

3 ных сельсинах. Однако это усложняет конструкцию устройства, увеличивает его габариты и вес, снижает энергетические показатели.

Кроме того в таких устройствах не обеспечивается защита силовых тиристоров при токовых перегрузках.

Целью изобретения является упрощение устройства, повышение его энергетических показателей, уменьшение веса и габаритов.

Это достигается тем, что блоки ограничения диапазона изменения угла управле- 1о ния выполнены в виде интегратора и двух нуль-органов, а усилители мощности на THpHcTopHblx оптронах, причем вход интегратора каждого блока ограничения диапазона изменения угла управления подключен к клемме смещения постоянного напряжения, цепи сброса каждого интегратора подключен соответственно к фазе питающей сети, а выход интегратора подключен к первым входам нуль-органов, вторые входы которых подключены к клеммам сме- 2о щения источников постоянного напряжения, выход первого нуль-органа подключен к инверсному входу элементов И и к одному входу триггера, а выход второго нуль-органа через элемент ИЛИ к второму входу триггера, вторые входы элементов И подключены

2$ к выходам триггера канала распределителя опережающей фазы, а третьи входы элементов И подключены к выходу нуль-органа, управляющие цепи силовых тиристоров соедичены с каналами кольцевого распределителя через тиристорные оптроны, фотодиоды которых включены в цепи управления силовых тиристоров, а светодиоды к выходам первых нуль-органов блоков ограничения диапазона изменения угла управления и к выходам триггеров каждого канала распределителя импульсов, а датчик тока через пороговый элемент подключен ко вторым входам первых нуль-органов блоков ограничения диапазона изменения угла управления. ео

4 сброса интегратора 8. На другой вход нульоргана 9 подается сигнал смещения 15. Один из входов триггера 3 и инверсный вход элемента И 11 соединены с выходом нульоргана 16 ограничения минимального угла управления. Один из входов элемента ИЛИ

12 соединен с выходом нуль-органа 17 ограничения максимального угла управления.

Нуль-органы 16, 17 с интегратором 18, подключенным к клемме смещения постоянного напряжения 19, образуют блок 20 ограничения диапазона рсгулирования изменения углы управления. Цепь сброса каждого интегратора 18 связана с напряжением соответствующей фазы сети. Другие входы нуль-органов 16, 17 подключены к клеммам смегцения источников постоянного напряжения 21, 22. Выход нуль-органа ограничения минимального угла управления 16 через фазочувствительпые усилители мощности на тиристорных оптроных 23, 24 подключен к управляющим цепям силовых тиристоров 4, 5,переключение которых происходит в момент естественной коммутации. Управляющие цепи силовых тиристоров 6, 7 подключены к выходу триггера 13 через фазочувствительные усилители мощности на тиристорных оптронах 25, 26. Вход нуль-органа блока ограничения минимального угла равления через пороговый элемент 27 с динен с датчиком тока 28.

Устройство работает следую щи м обри зом.

Так как цепь сброса интегратора 8 свя зана с напряжением сети, сигнал на выходе нуль-органов 17, 16 изменяется синхронно с сетью. Напряжения смещения подоораны такими, что cðàáàòûâàíHå нуль-органов !6, 17 происходит в моменты естественной коммутации силовых тиристоров. Но, если срабатывание нуль-органа !6 происходит в момент включения силовых тиристоров, срабатывание нуль-органа 17 происходит в момент выключения силовых тиристоров.

При срабатывании нуль-органа 16 ток проходит через входные цепи тиристорных оптронов 23, 24. Из двух тиристорных оптронов 23, 24 открывается тот, на выходной цепи которого напряжение в это время положительно. Это напряжение используется, как управляющее для силовых тиристоров 4, 5. На выходе выпрямителя 1 появляется напряжение, которое подается на интегратор 8. Одновременно сигнал с выхода нуль-органа 16 подается на инверсный вход логического элемента И 11 и взводит триггер 13.

Условием срабатывания элемента И 11 является срабатывание предыдущего канала кольцевого распределителя и наличие сигнала от нуль-органа, 9. Инверсный вход служит для запирания цепей сброса триггера 13 в момент взвода от нуль-органа 16.

Если триггер 13 не сработал в необходимом диапазоне угла управления, его сброс

687557

5 производится сигналом от нуль-органа 17, поступающим через логический элемент

ИЛИ 12. При срабатывании триггера 13 происходит сброс интегратора 8, а через входные цепи тиристорных оптронов 25, 26 проходит ток.

Из двух тггристорных оптронов 25, 26 открывается тот, на выходной цепи которого напряжение в это время положительно.

Это напряжение используется, как управляющее для силовых тиристоров 6, 7.

Так как напряжение.-схгегцения (15) нульоргана 9 выбрано таким, что при сигнале ошибки равном нулю, время интегрирования до значения, определяемого напряжением смещения (15), соответствует — —, где Т— т период сетевого напряжения, при отклонении выходного напряжения выпрямителя 1 от заданного, сигнал на выходе интегратора 8 раньше или позже достигает порога срабатывания нуль-органа 9, что приведет к изменению угла управления силовых тиристоров 6, 7.

При превышении током допустимого значения по сигналу от датчика тока 28 пробивается пороговый элемент 27, и напряжение смещения нуль-органа 16 изменяется по абсолютной величине, становясь равным сигналу смешения (22) Это приводит к запиранию силовых тирсторов 4, 5, 6, 7.

Выполнение блоков ограничения угла управления в виде интегратора, соединенного с нуль-органом, использование нуль-органа ограничения минимального угла управления для фазоступенчатого регулирования и уменьшение вдвое числа каналов кольцевого распределителя выгодно отличают предложенное устройство от известного.

Устройство легко реализуется на интегральных схемах, так как состоит в основ- з5 ном из стандартных элементов счетной техники.

Формула изобретения

4О

Устройство для управления и зашиты тири сторов м ногофаз ного выпрямителя, подключенного ко вторичным обмоткам трансформатора, первичные обмотки которого Bblполнены ступенчатыми и каждая ступень 45 которого подключена к фазе сети через группу встречно-параллельно включенных тиристоров, содержащее интегратор сигнала ошибки с частотой выходных импульсов в 2 ITI раза большей частоты питающей сети, подS0 ключенныи к выходу выпрямителя, выход интегратора через нуль-орган подключен на входы кольцевых распре Гслителсй ичпульсов по числу фаз. каждый из которых состоит из трехвходового элемента И, двухвходового элемента ИЛИ и триггера, выход каждого распределителя импульсов через элемент ИЛИ I oëêëþ÷åí ко входу сброса интегратора, блоки ограничения диапазона регулирования изменения угла управления, усилители по числу фаз, усилители мощности отпирающих импульсов, датчик тока и пороговый элемент, отличающеес» тем, что, с целью его упрощения, улучш«пгия энергетических показателей, уменьшения веса и габаритов, блоки ограничения выполнены в виде интегратора и двух нуль-органов, а усилители чощности — на тиристорных оптронах, причем вход интегратора каждого блока ограничения диапазона изменения угла управления подключен к клемме смещения постоянного напряжения, цепи сброса каждого интегратора подключены соответственно к фазе питающей сети, а выход интегратора подключен к ггервыч входам нуль-органов, вторыс входы которых подключены к клеччач смешения источников постоянного напряжения, выхо1 первого нуль-органа подключен к инверсному входу элемсн1а И, к одному входу триггера, а выход второго нуль-органа через элемент ИЛИ к второму входу триггера, вторые входы элементов И подключены к выходам триггера канала распределителя опережающей фазы, а третьи Входы элементов И подключены к выходу нульоргана, управляющие цепи силовых тиристоров соединены с каналами кольцевого распределителя через тиристорные оптроны. фотодиоды которых включены в цени управления силовых тпристоров, а светодиоды к выходач первых нуль-органов блоков ограничения диапазона изменения угла управления и к выходам триггеров каждого канала распределителя импульсов, а датчик тока через пороговый элемент подключен ко вторым входам первых нуль-органов блоков ограничения диапазона изменения угла управления.

Источники информации. принятые во внимание при экспертизе

1. Барановский В. Ю. и Эфендизаде К. К.

Одноканальная система импульсно-фазового управления выпрямителем, «За технический прогресс» 1974, ¹ 5, с. 3.

2. Деткин Л. П. Система управления тиристорными и ионнными электроприводами, М., «Информэлектро», 197!. с. 56.

687557

Редактор Е. Кравцова

Заказ 5742/51

Составитель Е. Жданов

Техред О. Луговая Корректор В. Бутяга

Тираж 857 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал П П П «Патент>, г, Ужгород, ул. Проектная. 4