Устройство для защиты мостового преобразователя от перенапряжений

СООЭ СОВЕТСКИХ ЦИАЛИСТИЧЕСНИХ ПУБЛИК 062 09) 1) Н 02 Н 7/12 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ ПИС АВТОРСКОМ22 В.Е. 3 союзного леновэлектро- . ута(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ МОСТОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ, содержащее датчики напряжения по числу вентилей преобразователя, выходы датчиков напряжениявентилей каждой фазы через первыевходы соответствующих первых элементов И подкчючены к входам соответствующего двухвходового элемента ИЛИ, выходом подключенного квходу соответствующего триггера,вторые входы первых элементов Ипредназначены для подключения к соответствующим выходам формирователяуправляющих импульсов, выход каждого триггера подключен к соответствующему входу общего трехвходооответствующе а И, первый в ых соединен с тьего элеменаждого из кото од к выходом соответ твующе вторые и третьиов ИЛИ соединеныветствующих иг ера, емен входы вторых э с выходами дву третьих элемен сооов И(56) 1, Авторское608224, кл. Н 022, Авторское св748646, кл. Н 02Н 02 М 1/18, 1978. вого элемента ИЛИ, выход которогоподключен к первым входам вторыхэлементов И, вторые входы которыхпредназначены для подключения к соответствующим выходам формирователяуправляющих импульсов, а выходы - кпервым входам соответствующих вторых элементов ИЛИ, выходы которыхпредназначены для подключения ксеткам соответствующих вентилей,тлич ающе ес яцелью повышения надежн снижения установленнои мощности вентилей преобразователя,введены третьи двухвходовые элементы ИЛИ и третьи элементы И по числу вен- Р 19 тилей преобразователя, а вторые элементы ИЛИ выполцецы трехвходовыми, причем входы третьих двухвходовых элементов ИЛИ предназначены для подключения к соответствующим выходам формирователя управляющих импульсов, выход каждого из них соединен с вторым входом1098062 строя. Изобретение относится к техникезащиты преобразователей электрической энергии на управляемых вентилях,работающих на нагрузку с большойиндуктивностью. 5Известно устройство защиты отперенапряжений мостового преобразователя, снабженное формирователемуправляющих импульсов, содержащеедля каждого вентиля датчик напряже- Ония, соединенных с одним из входовэлемента И, другой вход которогоподключен к формирователю управляющих импульсов, а выход - к одномуиз входов элемента ИЛИ 11,15Однако после предотвращения аварии возникает несимметричный режимработы трансформатора, обусловленный несимметрией тока в фазах.Наиболее близким к предлагаемому 20по технической сущности и достигаемым результатам является устройстводля защиты от перенапряжений мостового преобразователя, содержащее датчики напряжения по числу вентилей 25преобразователя, выходы датчиковнапряжения вентилей каждой фазычерез первые входы соответствующихпервых элементов И подключены к входам соответствующего двухвходовогоэлемента ИЛИ, выходом попключенногок входу соответствующего триггера,вторые вхолы первых элементов И предназначены для подключения к соответствующим выходам формирователя управляющих импульсов, выход каждоготриггера подключен к соответствующему входу общего трехвходового элемента ИЛИ, выход которого подключенк первым входам вторых элементов И,вторые входы которых предназначеныдля подключения к соответствующимвыходам формирователя управляющихимпульсов, а выходы - к первым входам соответствующих вторых элементов ИЛИ, выходы которых предназначены для подключения к сеткамсоответствующих вентилей 21.Однако после срабатывания устройства защиты вся энергия, запасенная в нагрузке преобразователя,протекает через смежные вентилиодного иэ плеч преобразователя,чтоможет вызвать их перегрев и выход из Цель изобретения - повышение надежности и снижение установленной мощности вентилей преобразователя. Поставленная цель достигаетсятем что В устройство для защитымостового преобразователя от перенапряжений, содержащее датчики напряжения по числу вентилей преобра-.зователя, выходы датчиков напряжения вентилей каждой фазы через первые входы соответствующих первых элементов И поцключены к входам соответствующего двухвходового элемента ИЛИ, выходом подключенного квхоцу соответствующего триггера,вторые входы первых элементов И предназначены для подключения к соответствующим выходам формирователяуправляющих импульсов, выход каждого триггера подключен к соответствующему входу общего трехвходовогоэлемента ИЛИ выход которого подключен к первым входам вторых элементов И, вторые вхоцы которыхпредназначены для подключения ксоответствующим выходам формирователя управляющих импульсов, а выходы - к первым входам соответствующих вторых элементов ИЛИ, выходыкоторых предназначены для подключения к сеткам соответствующих вентилей введены третьи двухвходовыеэлементы ИЛИ и третьи элементы Ипо числу вентилей преобразователя,а вторые элементы ИЛИ выполненытрехвходовыми, причем входы третьихдвухвходовых элементов ИЛИ предназначены для подключения к соответствующим выходам формирователя управляющих импульсов, выход каждогоиз них соединен с вторым входомсоответствующего третьего элемента И, первый вход каждого из которых соединен с выходом соответствующего триггера., а вторые и третьивходы вторых элементов ИЛИ соединены с выходами двух соответствующих третьих элементов И.На чертеке представлена схемаустройства для защиты мостовогопреобразователя от перенапряжений,Устройство для защиты преобраэователя содержит формирователь управляющих импульсов (ФУИ) 1, датчики напрякений 2-7 соответственновентилей 8-13, триггеры 14-1 б,первые элементы И 17-22,вторые элементы И 23-28, третьи элементы И 29-34, первые элементы ИЛИ 3537, вторые элементы ИЛИ 38-43,третьи элементы ИЛИ 44-49 и общийэлемент ИЛИ 50, 109806210 15 20 25 ЭО 35 40 50 Устройство работает следующимобразом,При нормальной работе преобразователя на управляющий электрод(сетку) каждого вентиля 8-13 поступает от формирователя управляющихимпульсов 1 свой управляющий сигналчерез вторые элементы И 23-28 итретьи элементы ИЛИ 44-49. На вторых входах вторых элементов И присутствует разрешающий сигнал отобщего элемента ИЛИ 50.В случае обрыва или случайногоотключения любого вентиля, например 8, в период прохождения токанапряжение на нем возрастает, чтоприводит к срабатыванию соответствующего датчика напряжения 2 ипоявлению сигнала на выходе элемента И 17, соединенного через эле-мент ИЛИ 35 с входом триггера 14,который срабатЬвает и выдает сигналы на общий элемент ИЛИ 50 и элементы И 3 1, И 33. Через элемент ИЛИ50 снимается разрешающий сигналс элементов 23-28 на прохождениеуправляющих сигналов от ФУИ 1 ксоответствующим вентилям. Одновременно через элемент ИЛИ 48 на второй вход элемента И 33 поступаетуправляющий сигнал от ФУИ,предназначенный для вентиля 8 (вышедшегоиз строя), на второй вход элемента ИЛИ 48 поступает управляющийсигнал от ФУИ вентиля, коммутациякоторого должна быть очередной,т.е. сдвинутый на 60 эл.град.,в данном случае вентиля 13. Черезэлементы ИЛИ 42 и ИЛИ 43 управляющие сигналы проходят на вентили12 и 13, что приводит к их одновременному открытию и шунтированиюнагрузки с большой индуктивностью.Продолжительность управляющих сигналов на вентилях 12 и 13 при аварийной ситуации будет определятьсясуммарной длительностью сигналов,формируемых ФУИ для вентилей 8 и13, сдвинутых друг относительнодруга на 60 эл,град., т,е.180 эл.град. С появлением на выходеФУИ управляющего сигнала вентиля,включенного в одно плечо с вышедшим из строя, для нашего случая при выходе 8 это сигнал вентиля 9, этот сигнал через элемент ИЛИ 46 и элемент И 31, на втором входе которого присутствует сигнал от триггера 14, через элементы ИЛИ 40 и 41, поступает на вентили 1 О и 11, что приводит к их включению. Одновременно отключаются вентили 12 и 3 из-за прекращения по длительности поступления на них сигналов от ФУИ. Ллительность включения вентилей 10 и 11 также будет 180 эл.град.. Таким образом, управляющие сигналы вентилей 8 и 9 - вентилей,смежных в плече с повреждением, обеспечивают поочерецное переключение управляющих сигналов на смежные вентили неповрежденных плеч, что обеспечивает равномерное распределение энергии, рассеиваемой на вентилях при аварии на неповрежденные вентили. Расширение управляющих сигналов до 180 эл.град. осуществляется за счет дополнительной подачи сигналов от каналов вентилей, коммутация которых должна быть очередной.Лналогично обеспечивается работа устройства защиты при выходе любого другого вентиля мостового преобразователя.Ток нагрузки при срабатывании устройства защиты замыкается поочередно через смежные вентили неповрежденных плеч и затухает с постоянной времени, определяемой параметрами контура,тем самым исключаются перенапряжения, которые могли бы возникнуть при обрыве тока нагрузки,Таким образом, введение дополнительных элементов И и ИЛИ и новых связей создает новый алгоритм управления неповрежденными вентилями преобразователя при возникновении аварии, что обеспечивает поочередное включение вентилей неповрежденных плеч мостового преобразователя,что, в свою очередь, позволяет снизить тепловое воздействие аварийного тока на вентили в процессе срабатывания защиты за счет поочередного распределения его между неповрежденными вентилями, повышая надежность работы преобразователя в целом.