Датчик состояния вентилей

(5 ц Н 02 М 1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЬйьлйЛ,; о намент ЯОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ(71) Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт силовой полупроводниковой техники(56) 1. Довганюк И.Яи др. Устройства индикации состояния тиристоров в схеме преобразователей частоты с фазовым управлением.-Электротехническая промышленность, сер. Преобразовательная техника, 1972, вып. 5, с.3.2. Бенгина Т.Н. и др. Датчики ,состояния вентилей для систем управления статическими преобразрвателя,ми.-Электротехническая промышленность, сер, Преобразовательная техника, 1974, вып. 5. с.25, (54) (57) 1. ДАТЧИК СОСТОЯНИЯ ВЕНТИЛЕЙ, содержащий управляемый реактор, первичная обмотка которого предназначена для включения в цепь контролируемого тиристора, а вторичная обмотка последовательно с дополнительным резистором подключена к генератору высокой частоты, выпрямительный мост, входом подключенный параллельно до-. полнительному резистору, а выходом соединенный с входом фильтра, выход которого соединен с входом исполнительного элемента, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью увеличения чувствительности, в него введен узел формирования опорнбг пряжения, а исполнительный эле .Выполнен в виде компаратора, причем выход фильтра подключен одновременно к неинвертирующему входу компаратора и к входу узйа формирования опорного напряжения, выход которого соединен с ин- д ертирующим входом компаратора,1094117 Изобретение относится.к электротехнике, в частности к вентильным преобразователям, и может быть использовано в системах управления тиристорными преобразователями. 5Известны датчики состояния вентилей, основанные на измерении сопротивления р - и - р - я -переходов с использованием вспомогательного высокочастотного источника 1. 10Недостатком подобных датчиков является их неуниверсальность, которая обусловлена включением (почти во всех реальных схемах) параллельно основному тиристору других элементов 15 схемы, что затрудняет определение состояния тиристора. Кроме того, подобные датчики имеют большие времена задержки, связанные с необходимостью размагничивания сердечника для восстановления исходной индуктивности ЪС-контура при снижении тока через контролируемый тиристор до нуля.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является датчик состояния вентилей, содержащий управляемый реактор, первичная обмотка которого предназначена для включения в цепь контролируемого тиристора, а вторичная обмотка последовательно с дополнительным резистором З 0 подключена к. генератору высокой час-тоты, выпрямительный мост, входом подключенный параллельно дополнитель- ному резистору, а выходом соединенный с входом фильтра, выход которого соединен с входом исполнительного элемента, выполненного на элементе ЗА - пркт 21.эОдйако известный датчик имеет боль большие времена задержки, связанные .40 с тем, что с увеличением тока через контролируемый тиристор увеличивается напряжение на конденсаторе фильтра, соответственно увеличивается время разряда конденсатора и, 45 При этом узел формирования опорного напряжения содержит разрядный и зарядный резисторы, диод .и конденсатор, причем один вывод разрядного конденсатора предназначен для подключения к общей шине питания, а другой его вывод подключен к выходу фильтра, катод диода подключен к выходу фильтра; а анод - к одному выводу зарядного резистора, одной обкладке конденсатора и инвертирующему входу компаратора, другой вывод зарядного резистора предназначен для подключения к положитель 2. Датчик по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что узел формирования опорного напряжения содержит разрядный и зарядный резисторы, диод и конденсатор, причем один вывод разрядного резистора предназначен для подключения к общей шине питания, а другой его вывод подключен к выходу фильтра, катод диода подключен к выходу фильтра, а анод - к одному выводу зарядного резистора, одной обкладке конденсатора и инвертирующему входу компаратора,другой вывод зарядного резистора предназначен для подключения к положительному полюсу источника питания, а другая обкладка конденсатора предназначена для подключения к общей шине питания,3. Датчик по по 1., о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения времени задержки, параллельно конденсатору фильтра включен стабилитрон, анод которого предназначен для подключения к общей шине питания. как следствие, время задержки. Кроме того, при фиксированных значениях опорного напряжения трудно обеспечить минимальное значение эо- ны нечувствительности.Целью изобретения является повышение чувствительности и уменьшение времени задержки датчика состояния вентилей.Поставленная цель достигается тем, что в датчик состояния вентилей, содержащий управляемый реактор, первичная обмотка которого предназначена для включения в цепь контролируемого тиристора, а вторичная обмотка последовательно с дополнительным резистором подключена к генератору высокой частоты, выпрями- тельный мост, входом подключенный параллельно дополнительному резистору, а выходом соединенный с входом фильтра, выход которого соединен с входом исполнительного элемента введен узел формирования опор 1ного напряжения, а исполнительный элемент выполнен в виде компаратора, причем выход фильтра подключен одновременно к неинвертирующему входу компаратора и к входу узла формирования опорного напряжения, выход которого соединен с инвертирующим входом компаратора.10 ному полюсу источника питания, адругая обкладка конденсатора предназначена для подключения к общей.шине питания.Кроме того, параллельно конденсатору фильтра включен стабилитрон,анод которого пр .тназначен для подключения к общей шине питания.На фиг. 1 изображена схема датчика состояния вентилей на фиг.2эпюры напряжений и токов.Датчик содержит управляемый реактор 1, первичная обмотка (обмотка подмагничивания) которого включена в цепь контролируемого тиристора 2, а вторичная обмотка последовательно с дополнительным резистором 3подключена к генератору 4 высокойчастоты, параллельно дополнительному резистору 3 подключен выпрямительный мост 5, выход которого через фильтр б подключен одновременнок неинвертирующему входу компаратора 7 и к входу узла 8 формированияопорного напряжения, выход которогов свою очередь соединен с инвертирующим входом компаратора 7, причемузел 8 формирования опорного напряжения содержит разрядный резистор 9,диод 10, зарядный резистор 11 и конденсатор 12, а параллельно конденсатору фильтра б включен стабилит 30рон 13.Устройство работает следующим образом.В зависимости от величины протекающего тока через контролируемый З 5тиристор 2 изменяется индуктивностьуправляемого реактора 1, вследствиечего происходит перераспределениенапряжения высокой частоты генератора 4 между вторичной обмоткой управ- .40ляемого реактора 1 и дополнительнымрезистором 3. Часть высокочастотного напряжения, амплитуда которогопропорциональна мгновенному значениютока через тиристор 2, с резистора 453 поступает на выпрямительный мост 5,а затем на фильтр б, С выхода последнего напряжение , дается на входузла 8 формирования опорного напряжения и на неинвертирующий вход компаратора 7, на инвертирующий вход которого поступает опорное напряжение П с выхода узла 8 формированияопорного напряжения,Переключение компаратора 7 происходит в моменты равенства измеренно"го Оим и опорного О,п напряжений,Для повышения чувствительности датчика состояния вентилей необходимовыбирать величину опорного напряженияОо как можно ближе к начальному зна чению напряжения 0 (фиг. 2), соответствующего паузе тока тиристора 2,При этом зона нечувствительностиЬ 0 (Фиг. 2) имеет минимальное значение. 65 Величина начального напряженияОо имеет технологический разброс,температурный и временной дрейфы,поэтому при фиксированных значениях0 оп трудно обеспечить минимальноезначение 60 , т.е. максимальнуючувствительность датчика так как впроцессе эксплуатации Оо можетпревысить Ооп , что нарушает нормальную работу устройства, Поэтомув известных датчиках Ц выбираетсязаведомо больше Оо , что ведет кзначительной потере чувствительности.В предлагаемом датчике Оо является функцией напряжения Оо (следитза ним) и формируется с помощью узла 8 формирования опорного напряжения, В установившемся состоянииконденсатор 12 заряжен до величинынапряжения Оо = Оо + дО , где дОпрямое падение напряжения на диоде 10. Любое изменение напряженияЦ приводит к пропорциональному изменению Оо . Так, увеличение (уменьшение) напрякения 0 ведет соответственно к увеличению (уменьшению)0 , сохраняя величину и знак разности ь 0 = Ощ, - 0 . Например, увеличение Оо до величины Оведет кзапиранию диода 10 и заряду конденсатора 12 от источника +Е через резистор 11 до нового установившегосязначения Ооп, = Оо + ьО , после чегодиод 10 отпирается и фиксирует опорное напряжение на этом уровне. Дляуменьшения погрешности сравненияпостоянная времени цепи заряда конденсатора 12 выбирается достаточнобольшой, чтобы за время протеканиятока через контролируемый тиристор 1опорное напряжение изменилось на величину гораздо меньшую, чем ьОУменьшение 0 до величины Оо ведетк отпиранию диода 10 в паузах токаи разряду конденсатора 12 до новойустановившейся величины Ооп,2 ="р + 0Постоянная времени цепи разряда выбирается достаточно малой, чтобы завремя паузы конденсатор 12 успевалразрядиться до установившейся величины,Время разряда р конденсатора фильтра б (при неизменной постоянной временицепи разряда) до напряжения 0 оп зависит от величины напряжения 0 до которого был заряженнылконденсатор фильтра, и определяется следующим выражением:л, (Цим )= ь 1 пПри увеличении контролируемого тока через тиристор 2 соответственно увеличивается и напряжение на конденсаторе фильтра б, вследствие чего увеличивается время разряда конденсатора фильтра б и время задержки.1094117 Составитель О.МещеряковаРедактор И.Николайчук Техред Л,Микеш Корректор В Борректор В.Бутяга Заказ 3453/43 Тираж 667 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное дФилиал ППП Патентф, г.ужгород, ул. Проектная,4 Введение ограничителя напряжения на стабилитроне 13 позволяет уменьшить времена задержки датчика. Таким образом, введение узла фор" мирования опорного напряжения, ко-,фторое .является функцией начальногонапряжения, позволяет значительноповысить чувствительность датчика,а введение ограничителя напряженияуменьшить время задержки,