Способ защиты тиристорного инвертора

(53)4 Н 02 Н ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕТЕЛЬСТВУ ТОР СКОМУ с а дов тирмент ок,ступитконтрол ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(7 1) Ордена "Знак Почета" научно-исследовательекий институт по передаче электроэнергии постоянным током высокого напряжения(53) 621,314.572621.316.925.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР У 625285, кл, Н 02 Н 7/10, 1977.Авторское свидетельство СССР В 298999, кл. Н 02 М 1/18, 1968. (54)(57). СПОСОБ ЗАЩИТЫ ТИРИСТОРНОГО ИНВЕРТОРА, заключающийся в том, что производят сравнение контролируемого времени с временем уставки и в случае, когда момент окончания одного нх них наступит раньше момента окончания другого производят снятие отпирающих импульсов с управляющих 801169070 А электродов тиристоров, о т л и ч ю щ н й с.я тем, что, с целью повышения надежности защиты иивертора резонансного типа с независимым управлением, контролируют время от момента поступления очередного отпирающего импульса на тиристоры плеча инвертора,до момента приложения обратного напряжения к тиристорам этого плеча и сравнивают его с временем уставки, отсчитываемым от момента поступления упомянутого отпирающего импульса и равным разности длительности полупериода частоты импульсов управления тиристорами инвертора и допустимого времени их выключения, при этом снятие отпираю" щих импульсов с управляющих электроисторов производят, если моончания времени уставки нараньше момента окончаниянруемого времени.1 11690Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для защиты автономных резонансных инверторов, например в металлургии для индукционного нагрева металла.Цель изобретения - повышение надежности защиты инвертора резонансного типа с независимым управлением.На фиг.1 представлены временные 10 диаграммы нормальной работы инвертора с обратными диодами, когда момент перехода тока диагонали моста через ноль пришел после окончания действия уставки Су а) и когда 15 собственная резонансная частота колебательного контура нижечастоты независимого управления Г (б); на фиг.2 - пример устройства защиты, реализующего предлагаемый способ; на 20 фиг.3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства защиты.Иэ импульсов управления К в каждый полупериод управления тиристорами инвертора формируются импульсы 25 уставки Ц . Длительность импульсов С равна разности полупериода частоты управления и допустимого времени выключения .тиристоров. В моменты перехода тока нагрузки через ноль З 0, формирУются импульсы Я . Если момент . окончания импульса уставки (, наступит раньше появления импульса перехода тока диагонали инвертора через ноль, формируется импульс запрета Цэ З подачи импульсов управления на управляющие электроды тиристоров.Способ можно осуществить в инверторах тока и .резонансных инверторах благодаря специфике их работы.В зависимости от типа инвертора такая специфика проявлятеся по разному. Так, например, в резонансных инверторах с обратными диодами начало момента приложения обратного напряжения совпадает с моментом перехо" да тока диагонали моста инвертора через ноль. Следовательно, фиксируя моменты перехода тока диагонали моста инвертора через ноль, можно косвенным способом получить информацию о моменте приложения к вентилям работавшего плеча инвертора обратного напряжения, что позволяет в свою очередь одним устройством защиты обеспечить защиту инвертора в целом. Способ обеспечивает защиту инвертора, когда собственная резонансная 70 2частота колебательного контура окажется ниже частоты независимогоуправления. В этом случае за времядействия уставки не будет полученсигнал о переходе тока диагонали инвертора через ноль и импульсы управления не будут поданы на управляющие электроды тиристоров другогоплеча инвертора.Устройство (Аиг 2) реализующееспособ защиты, содержит блок 1 задержки импульсов, формирователь 2,1 К-триггеры 3 и 4, элемент ИЛИ-НЕ 5,1 К-триггер 6, элемент ИЛИ 7, элемент И 8, генератор 9 импульсов,блок 10 формирования, усиления ираспределения импульсов управления.Блоки 9 и 1 О объединены в блок 11управления инвертором, а блоки 1-8объединены в логический блок 12Устройство также содержит датчиктока диагонали моста инвертора 13 исиловой блок инвертора 14.На вход блока 1 задержки от генератора 9 импульсов блока 11 управления инвертором поступают импульсыс частотой управления тиристорамиинвертора. Блок 1 задержки осуществляет задержку этих импульсов навремя С , равное допустимому времени выключения. Допустимое времявыключения тиристоров определяетсяпо паспортным данным тиристоров инвертора. В резонансных инверторахс обратными диодами тиристоры инвертора восстанавливают свои запирающие свойства под действием ограниченного обратного напряжения, равного падению напряжения на обратномдиоде (О )ф 1 В). Для этого типа ин 06верторов допустимое время выключениядолжно быть в (1,3-1,5) раза большепаспортного, указываемого для полного обратного напряжения,Импульсы Е (фиг.2 и 3) с частотой, равной частоте управления тирис"торами, поступают на 1-вход триггера 3 и К-вход триггера 4.В момент прихода импульса К на1-вход триггера 3, он устанавливается в .состояние Я =1, а триггер 4устанавливается в состояние Я =О.Триггер 3 находится в единичном состоянии до прихода на его К-входимпульса Е, сдвинутого относительноЙ на время, равное разности полупериода частоты Т/2 управления тиристорамн и допустимого времени вы(фиг.3).На вход формирователя 2 от датчика 13 тока поступает сигнал, пропорциональный току диагонали инвертора 14Формирователь 2 формируетимпульсы в момент перехода токадиагонали моста через ноль. Импульсыс выхода формирователя 2 поступаютна 1-вход триггера 4. С приходомна 1-вход триггера 4 импульсов свыхода формирователя 2 триггер 4устанавливается в состояние=1.Выходы Я триггеров 3 и 4 соедйненыс входами элемента ИЛИ-НЕ 5. Еслимомент переклк ения триггера 4 вединичное состояние произошел вмомент, когда триггер 3 находилсяв единичном состоянии, на выкоде (блока 1 будет потенциал логическогонуля. Выход Ц соединен с 1-входомтриггера 6. Триггер 6 перед пускоминвертора должен быть установлен внулевое, а триггер 4 в единичноесостояния. Для этого на К-вход триггера 6 и на К-вход триггера 4 передпуском инвертора подается сигналлогической единицы. Сигнал логической единицы подается на 1-вход триггера 4 через схему ИЛИ 7.Триггер 6 управляет работой ключа, выполненного на элементе И 8.Выкод триггера 6 Я соединен с однимиз входов элемента 7. На другойвход его поступают импульсы управления Е.Поступление логического нуля на1-вход триггера 6 не изменит состояние триггера,На входе Ц триггера 6 будетпотенциал логической единицы. Ключбудет открыт и импульс Е пройдетна выход элемента 8, Далее .этотимпульс после его усиления 10 системой управления 11 поступаетна управ"ляющий электрод тиристора. 169070 , 4Если же переключение триггера 4,в единичное состояние произошло вмомент, когда триггер 3 находитсяв нулевом состоянии, на выходе Я.схемы 1 появится потенциал логической единицы, Триггер 6 переключитсяв единичное состояние, ключ будетзакрыт и импульс не будет подан науправляющий электрод тиристора. Воз 1 О можный срыв инвертирования будетпредотвращен.Полезную информацию для устройства защиты в импульсах Я несетлишь их передний фронт, характери 15 зующий момент перехода через нольтока диагонали моста инвертора.В качестве блока 1 задержки могут быть применены любые известныесхемы, обеспечивающие необходимый20 временной сдвиг () импульсов,Формирователь 2 может быть выпол.нен на основе индукционного датчикатока с насыщающимся сердечником,нуль-органов, комлараторов с после 25 дующим формированием импульсов попереднему и заднему фронту,В качестве элементов 3-8 устройства защиты могут быть использованымикросхемы различных серий, выпускаемые промышленностью,Таким образом, снятие отпирающихимпульсов с управляющих электродовтиристоров производится не ь моментокончания приложения обратного напряжения к тиристору, а в случае,если момент окончания действия уставки наступит раньше момента приложения к тиристору обратного напряжения. 40косвенное измерение моментов приложения обратного напряжения к тиристорам инвертора путем фиксации моментов перехода тока нагрузки ,инвертора через ноль позволяет од ним устройством защиты обеспечить ,защиту всех тиристоров инвертора.Использование предлагаемого способа увеличивает надежность защиты.1169070 б оков Корректор оставитель В ехред О.Неце Редактор Н.Данкулич ар к иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,624/49 Тираж 62 ВНИИПИ Государственног по делам иэобретени 11035, Москва, Ж, РаушПодписнокомитета СССРи открытийская наб., д, 4(5