Устройство для управления инвертором

0 Л И С А Н И Е (и) 55837ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51 Л явки М дарствениыи комитет ета Министров СССР делам изобретенийи открытии 3) Приоритет Опубликовано 15.05,77. Боллстспь М. 53) УДК 621.314.58088.8) писаппя 14.07.77 ата опубликован(72) Авторы изобретения В. Мажинский и ерныще 71) Заявител 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРА ИЯ ИНВЕРТОР Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано для создания надежных систем управления тяговыми тиристорными инверторами напряжения.Известны системы управления инверторами, снабженные устройствами обнаружения нарушений нормальной работы полупроводниковых вентилей 11, 21. При возникновении несоответствия в функционировании вентилей заданной программе указанные устройства обеспечивают отключение инвертора до аварии. Функционирование полупроводниковых иентилеи инвертора контролируется датчиками проводящего состояния, в качестве которых используются трансформаторы тока, индикаторы падения напряжения на управляющих переходах тиристоров, высокочастотные трансформаторы. Основными недостатками известных устройств являются громоздкость, связанная с использованием трансформаторов тока, и сложность из-за наличия транзисторов, стабилитронов и других элементов в индикаторах падения напряжения, а также изза потребности в высокочастотном источнике питания для высокочастотных трансформаторов. Кроме того, использование различных типов логических элементов для контроля соответствия состояния вентилей заданной программе также усложняет систему управления. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство 3, в котором для предотвращения сквозного короткого замыкания инвертора предусматривается контроль совпадения в логическом элементе И сигнала датчика проводящего состояния полупроводниковых вентилей плеча инвертора и сигнала, вырабатываемого формирователем импульсов, для включения тиристора противоположного плеча инвертора, Б качестве датчиков проводящего состояния использованы трансформаторы тока. При нормальной работе инвертора сигнал включения тиристора противоположного плеча приходит после отключения контролируемого тиристора и исчезновения сигнала датчика, поэтому на входах элемента И указанные сигналы будут в разное время. Однако, если тиристор контролируемого плеча инвертора не отключится в заданный момент по какой-то причине, то на одном входе элемента И остается сигнал датчика и в следующий момент на другой вход элемента И приходит сигнал включения тиристора противоположного плеча. При наличии обоих сигналов на входе элемент И вырабатывает выходной сигнал, поступающий на один из входов логического элемента ИЛИ, и другим входам которого подведены выходные сигналы элементов И зо других плеч пнвсртора. Элемент 11 ЛИ выра 55837110 00бс) ОатыВает сигнал, под д=йстз 11 е)1 1 Оторсго инвертор отключается, благодаря чему предотВращается разВитис с)свозного роого замыкания инвсрторд. Недостатком Такого устройства является использование В качестве датчиков проводящего состояния вентилей трансформаторов тока, которые имеют значительные габариты и массу, что приводит к увеличению габаритов и массы системы управления в целом, а также затрудняет ее настройку при изменении тока нагрузки в широких предела:с, например в тяговом электро рпводс. Езличпс логи 1 ссс 1 х элементов разл 11 ьх тппВ т)1 кжс ус 1)жп 5 сг сс 1 смм пр 11 В. ЛСПП 51 П СП 1 ЖЗСТ СС 1 ЗДСЖПОСЬ.1 сль 0 ИЗООрстсИ 51 51 ВЛ 51 стс 51 у)Оцсппс с.ссмы и новь 1 сп 1 с надежности устропст 1 гд дл 51 Уп Р 11 БЛ с 1 и 51 И 1 Вс Р тОРОм. Это доси 1 д стс 5с) то В прсдлдГасмом устройсВс д 11 Г ЕП ПР 0110 Д 5 ПС 0 СОСТ 051 ПП 51 ВСППЛС ППВСР- торы Выполнены В Впдс последоватсльпо сосдппс)п 1 ых входного п выходного трансформатороь и разделительноо диода, причем Вход 1 юй трансформатор кзисдОГО дат 1 И 1 са состояния связан с выходом формирователя импульсов управления противополо)кного плеча ипвертора, а выходные трансформаторы датчиков состояния соединены со входами логического элемента ИЛИ.На чертеже дана схема описываемого устройства для одного из плеч инвсрторного моста.Плечи фазы моста образованы тиристорамп 1 и 2, встречно-параллельно каждому из которых включены диоды 3 и 4, соответственно. Датчик 5 проводящего состояния вентилей 1 и 3 содержит входной 6 и выходной 7 трансформаторы, которые соединены между собой последовательно и подключены к контролируемому плечу при помощи разделительного диода 8. Капал включения тпристора 2 содср)кит формирователь 9 спгпа,Ов Включения и элемент 10 задержки переднего фронта сигнала включения. К формирователю 9 подведен сигнал а управлешгя им. Выход формирователя 9 соединен также с первичной обмоткой входного трансформатора 6 датчика 5. Вторичная обмотка трансформатора 6 соединена с первичной обмоткой выходного трансформатора 7, вторичная обмотка которого соединена с одним из входов логического элемента ИЛИ 11, другие входы которого соединены с датчиками других плеч инверторного моста. Выход элемента 11 соединен с устройствами отключения формирователя 9 и других формирователей, а также с устройством отключения инвертора по сигналу б. Устройством отключения инвертора может быть либо узел коммутации тиристоров, либо отдельный выключатель в цепи питания инвертора. Для других плеч нпвертора схема выполняется аналогично,Устройство работает следующим образом.Пусть в исходном состоянии сигнал включения на выходе формирователя 9 отсутст 15 25 30 35 40 45 50 пуст., а тиристор 1 проводит ток нагрузки. При нормальной работе инвертора после отключения тиристор 1 формирователь 9 начинает вырабатывать сигнал Включения тиристора 2, Зтот сипЗл подводится к первичной обмотке входного трансформатора 6 датчика 5, трансформируется и прикладывается к цепи: тиристор 1трансформатор 7 -диод 8, Так как тиристор 1 заперт, к нему в прямом направлении приложено напряжение источника питания, под действием которого заперт также диод 8. Поэтому датчик бездействует и на вторичной обмотке трансфор)дОр; 7 Выходной сипЗл ОтсутстВуст. Прп этом элемент 10 с некоторой задержкой пропускаетт сигнал включения и тпристор 2 Вс 1 с)1;сс 51. Гслп жс тприс 10 р 1 по еасой-,пс)0 прчпнс пе отк;почастся в заднный момснт и продолжает проводить ток натрузки, чтс) явл 5 ется ненормальным рс)кимом работь Всптплсй ИверОра, то диод 8 не запирается и снгндл Вкл 1 очсния тиристора 2, вырабатываемый формирователем 9, будучи прило)кснпым к первичной обмотке входного трднсформдтора 6, трансформируется в его вторичную обмотку и прикладывается к первичной обмотке выходного трансформатора 7. Снимаемый со вторичной обмотки трансформатора 7 сигнал подается на один из входов логического элемента ИЛИ 11, который при этом вырабатывает сигнал б на отключение формирователя 9, благодаря чему прекращается генерация сигнала вклочения тиристора 2. Кроме того, сигнал б воздействует на устройства, при помощи которых инвертор отключается, - узел коммутации тиристоров либо выключатель на входе инвертора,Достоинством предлагаемого устройства является то, что отключение инвертора происходит до аварии практически при токах нагрузки нормального режима. В схсме отсутствует отдельный источник питания датчика переменным напряжением высокой частоты. Поскольку трансформаторы 6 и 7 работают в импульсном режиме и только кратковременно при неисправностях инвсртора, их габариты и масса могут быть значительно уменьшены. Отпадает также надооность в логических элементах И. Кроме того, трансформатор 7 может быть пе индивидуальным на каждое плечо инвертора, а общим для тиристоров анодной или катодной группы, что значительно упрощает схему устройства и повышает со надежность. Формула изобретения Устройство для управления инвертором, содержащее формирователи импульсов управления вентилями инвертора, датчики проводящего состояния вентилей каждого плеча пнвертора и логический элемент ИЛИ, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, датчики проводящего состояния выполнены в виде последователь(оррсктор Е. Хмелев; 1 сдактор А. Пейсовенко По;цлСССР Тиран; о 1. Совета Министр открытий ская наб., д, 4,5 заказ 14744ЦПИИП Изд. ЬЪ 515Государственного комптст по делам изобретений3035, Москва, Ж, Рач пиографня, пр. Сапунова, 2 но соединенных входного и выходного трансформаторов и разделительного диода, причем входной трансформатор каждого датчика состояния связан с выходом формирователя импульсов управления противоположного плеча инвертора, а выходные трансформаторы датчиков состояния соединены со входами логического элемента ИЛИ. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Авторское свидетельство206689,М. Кл. Н 02 М 1/08, 1967.5 2. Авторское свидетельство199974,М. КлН 02 М 1/08, 1967.3. Патент США3611108, М, Кл,"- Н 02 М1/08, 1971 (прототип),