Датчик состояния тиристора мостового преобразователя

(9) (1)бО 4 Н 02 Н ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ А ВТОРСКОМУ СПИ ийтехно электрозавода ина то 54(088.8)о СССР979.СССР1984,ТО:РА МОСОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71) Научно-исследовательспроектно-конструкторский игический институт тяжелогомашиностроения Харьковског(54) ДАТЧИК СОСТОЯНИЯ ТИРИСТОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ(57) Изобретение относится к элект ротехнике и может быть использовано в устройствах защиты, диагностики и управления тиристорных преобразователей. Целью изобретения является по" вышение надежности и уменьшение потерь энергии. Принцип действия датчика основан на контроле проводимости тиристорного вентиля с помощью внутреннего источника постоянного напряжения, Введение транзисторного усилителя тока, использующего указанный . источник постоянного напряжения, позволяет снизить потребление тока входной цепью датчика, уменьшить нагрузку на элементы и таким путем повысить сф надежность. 1 ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано вустройствах защиты, диагностики и управления тиристорных преобразователей.5Цель изобретения - повышение надежности и уменьшение потерь энергии,На чертеже изображена схема датчи-,ка состояния тиристора мостовогопреобразователя, подключенного к конт ролируемому тиристору,Силовые выводы 1 и 2 тиристора 3и обратного вентиля 4 преобразователя подключены к входу датчика 5, состоящего из источника 6 постоянного 5напряжения, диода 7, элемента 8 гальванической развязки с выходом 9, транзистора 10 и высокоомного резистора 1. Полярность контролируемого напряжения на тиристорах 0 показана на 20выходах 1 и 2.Датчик работает следующим образом.В случае закрытого состояния контролируемого тиристорного плеча (главного тиристора 3 и обратного вентиля 4) разница напряжений на контроли-,руемом плече От и источника 6 цприложена к разделительному диоду 7в запирающем направлении, контур вход"ного тока элемента гальванической ЗОразвязки обесточен и напряжение навыходе 9 датчика состояния плеча рав.но нулю, что соответствует индикациизакрытого состояния контролируемоговентилъного плеча.35В случае проводящего состоянияконтролируемого плеча (например, открыт тиристор 3 или обратный вентиль 4) ток от источника 6 протекаетпо двум параллельным контурам: 30а) ток тестирования плеча 1, замыкается в контуре тестирования по цепи положительный полюс источника 6 -открытое тиристорное плечо - высокоомный резистор 11 - разделительныйдиод7 - переход база-эмиттер транзистора10 - отрицательный полюс источника 6.1 дс =(Ц.-Пад)/(К+Км (1)где Бд - напряжение источника 6 пос-тоянного напряжения,Плв - суммарное падение напряжения на открытом тиристоре 3 или обратном вентиле 4, на разделительномдиоде 7, на переходе базаэмиттер транзистора 10;,К - внутреннее сопротивлениеисточника 6 постоянного напряжения",К - сопротивление высокоомногорезистора 11,при этом мгновенное значение мощности, потребляемой контуром тестирования определяется согласно выражениюРдс=(Бп-Бова)/(Кя+К, ); (2)б) ток развязки 1 замыкается в контуре входного тока элемента гальванической развязки по цепи положительный полюс источника 6 - элемент 8 гальванической развязки - переход коллектор-эмиттер насыщенного транзистора 10 - отрицательный полюс источника 61 Ас=Ъ / (Кп+КгР ) ю (3) где К - внутреннее сопротивлениеэлемента 8 гальваническойразвязки;при этом на выходе элемента 8 гальванической развязки присутствует напряжение на выходе 9, информирующее об открытом состоянии контролируемого плеча из тиристора 3 и обратного вентиля 4Мощность, потребляемая контуром развязки, с учетом принятого для преобразователя угла включения главных тиристоров ба определяется согласно выражениюРдс = -- Б 1 дс = -- Р / (Кп+Кгр ) (4)и Яки " Иьк 22 У и 2 йВ случае, когда к входным цепям датчика состояния со стороны контролируемого тиристорного плеча приложено обратное напряжение П (О с полярностью "плюс" на выводе 2 и "минус" на выводе 1 (например, в процессе реализации "жесткой" коммутации главного тиристора 3 при закрытом состояния обратного вентиля 4 и приложении к нему фиксированного запирающего напряжения на время отключения),/ток 1 д в контуре тестирования протекает по цепи "плюс" обратного напряжения Цг на выводе 2 - высокоомный резистор 11 - разделительный диод 7 - переход база-эмиттер транзистора 10 - "минус" источник 6 - "плюс" источник 6 - "минус" обратного напряжения 0 г на клемме 11 д = О Ц+П )/(Кп+К )(5)Мгновенное значение мощности, потребляемой контуром тестированияРдс, (/ Ут/ +Ц )/ (К р+К,ц ) . (6)р/При этом ток 1 с, протекающий в контуре развязки, так же, как и в случае проводящего состояния контролируемого плеча, протекает по цепи0214бречь. Таким образом, датчики состояния по предлагаемой схеме и известной в энергетическом смысле эквива- иов 1398 ленты,В слУчае Роста о абсолютной велчине обратных напряжений и с 0,гкладываемых со стороны контролируемго тиристорного плеча, мощность по 10 терь в контуре тестирования Р4 сограничена по сравнен 6 о с известнойсхемой за счет малого начальногоУуровня тока 1 с в контуре тестирования. При заданном предельно допус 15 тимом уровне мощности потерь Ров контуре тестирования и при известной скважности Я импульсов обратногонапряжения на контролируемом плечеподбором параметров цепи датчика2 п состояния должно обеспечиваться выполнение соотношения для среднегозначения мощности потерь в контуретестирования.25 формула изобретения положительный полюс источника 5 - элемент 8 гальванической развязки - переход коллектор-эмиттер насыщенного транзистора 10 - отрицательный полюс источника 6 и определяется в соответствии с соотношением (3), а мощность, потребляемая контуром развязки, определяется из соотношения (4) для предыдущего случая.Для выполнения требований по обеспечению режима насыщения транзистора 10 и исключению его пробоя по базо вой цепи при протекании тока 1 с в контуре тестирования ток 1 с. должен удовлетворять следующим ограничениям;Ас Щ ( Ас биАкс(7) где Ь - коэффициент передачи по току транзистора 10;1 а щ - предельно допустимое значение базового тока транзистора 10.При оценке мощности Рд, потребляемой схемой датчика состояния, следует учитывать, что она определеяется в виде суммы двух составляющихРд =Рдс +Рдс,(8) где Рд - мощность, потребляемая кон"туром тестирования, определяемая в соответствии с (2) ЗОи (б);Р - мощность, потребляемая контуром развязки, определяемая в соответствии с (4).При этом в случае проводящего сос 35 тояния контролируемого плеча, когда(уровень тока 1 дс в контуве тестирования соответствующим выбором сопротивления высокоомного резистора 11 может быть принят минимальным исходя 40 из соотношения (7): 1 дс й 1 /Ьдс- Ае иь ие следовательно, при достаточно большом коэффициенте передачи по току транзистора 10 Ь1) справедливо соотПношение Хдс 1 сВ этом случае по/45 иерями мощности Рв контуре тестирования по сравнению с составляющей Рда в контуре развязки можно пренеДатчик состояния тиристора мостового преобразователя, шунтированного обратным вентилем, содержащий источник постоянного напряжения, положительный полюс которого предназначен для подключения к аноду контролируемого тиристора, диод и элемент гальванической развязки, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и уменьшения потерь энергии, введены транзистор и резистор, один из выводов которого предназначен для подключения к катоду контролируемого тиристора, а другой вывод соединен с анодом диода, катод которого подключен к базе транзистора, при этом эмиттер транзистора соединен с отрицательным полюсом источника постоянного напряжения, а коллектор через входную цепь элемента гальванической развязки подключен к его положительному полюсу.3398021 Составитель В,Широедактор В.Петраа Техред Л.Олийнык Корректор В.Бут 605/ Подписноеого комитета СССРий и открытийаушская наб., д, 4/5 ир ак Производственно-полиграфическое предприятие,ВНИИПИ Государствен по делам изобрете13035, Москва, Ж,город, ул, Проектная, 4.