Устройство для защиты мостового реверсивного преобразователя

,15 Н. 02 Н 7/12 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ фУ В 390 1 Я.л Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОсудАРстВенный номитет сссРПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИй И ОТНРЫТИй(71) Научно-исследовательский электротехнический институт Производственного объединения "ХЭМЗ"(53) 621.316.925,4(088.8) (56) 1. Глух Е.М., Зеленов В.Е. Защита полупроводниковых преобразователей. М "Энергия", 1970, с. 119.2. Авторское свидетельство СССР В 593279, кл. Н 02 Н 7/10, 1976,(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ МОСТОВОГО РЕВЕРСИВНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ,содержащее в каждом канале вентилейданного плеча моста трехвходовыйэлемент И, выход которого соединенс входом реагирующего органа, а первый вход соединен с выходом датчикавключенного состояния вентилей данного плеча моста, первый и второй пороговые элементы, входы которых соединены соответственно с первым ивторым зажимами подачи сигналовсиназных с коммутирующими напряжениями вентилей данного и следующего, коммутирующего с данным, плечамоста, о т л и ч а ю щ е е с я тем,801111223 А что, с целью повышения надежности иуменьшения габаритов, в каждый каналвентилей данного реверсивного плечамоста введены третий и четвертыйзажимыподачи сигналов, соответствующих включенному состоянию первогои второго мостов, два инвертора ичетыре элемента И-НЕ, причем выходыпервого и второго элементов И-НЕ подключены к второму входу элемента И,выходы третьего и четвертого элемента И-НЕ подключены к третьему входуэлемента И, первые входы первого итретьего элементов И-НЕ подключенык третьему зажиму подачи сигналов,соответствующих включенному состоянию первого моста, первые входы второго и четвертого элементов И-НЕподключены к четвертому зажиму подачи сигналов, соответствующих вклоченному состоянию второго моста,выход первого порогового элементаподключен к второму входу второгоэлемента И-НЕ и к входу первого ин-вертора, выход которого подключенк второму входу первого элементаИ-НЕ, выход второго порогового элемента подключен к второму входу четвертого элемента И"НЕ и к входу второго иивертора, выход которого подключен к второму входу третьего элемента И-НЕ,111112Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и предназначено для реверсивных мостовых преобразователей, работающих в выпрямительном и инверторном режимах.Известно устройство для защиты мостового инвертора, используемое н преобразовательной технике, построенное на основе датчиков Холла 11,Недостатки этого устройстна - низкое быстродействие и малая надежность работы, связанная, в частности, с низкой помехоустойчивостью датчиков Холла. Кроме того, для них характерна и неунифицированная кон" струкция, зависимая от номинального тока преобразователя из-за различной формы и габаритов шинопровода. Это создает реальные препятствия при проектировании серии тиристорных преобразователей с развитой шкалой по току от 25 до 12500 А.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, содержащее в каждом канале вентилей данного плеча моста трехвходовый элемент И, выход которого соединен с входом реагирующего органа, а первый вход соединен с выходом датчика включенного состояния вентилей данного плеча моста, первый и второй пороговые элементы, входы которых соединены соответственно с первым и вторым зажимами подачи сигналов, синфазных с коммутирую 35 щими напряжениями вентилей данного и следующего, коммутирующего с данным, плеча моста. Работа описанного устройства основана на контроле захода40 тока каждого вентиля моста во временЙую "запрещенную зону" в диапазоне 300-360 эл.град. частоты питающей сети по отношению к моменту естественной коммутации (А 0 эл.град,45 Это устройство регистрирует на ранней стадии срывы инвертирования и, в ряде случаев, короткие замыкания с переменной стороны при пробое тиристоров либо нарушении изоляции. Реализация этого устройства для ре 50 версивной встречно-параллельной . схемы осуществляется только при контроле тока каждого из двенадцати вентилей встречно-параллельной мостовой схемы и обработке данных 2.К недостаткам такого устройства защиты относятся низкая надежность из-за большого числа составных эле 23 2ментов и электрических связей, а также большие габариты.Цель изобреГения - повышение надежности работы устройства и уменьшение его габаритов.Поставленная цель постигается тем, что в устройство для защиты мостового реверсивного преобразователя, содержащее н каждом канале вентилей данного плеча моста трехвходовый эле мент И, выход которосоединен с входом реагирующего о 1 гана, а первый вход соединен с вйходом датчика включенного состояния вентилей данного плеча моста, первый и второй пороговые элементы, входы которых соединены соответственно с первым и вторым зажимами подачи сигналов, синфаэных с коммутирующими напряжениями вентилей данного и следующего, коммутирующего с данным, плеча моста, в каждый канал вентилей данного реверсивного плеча моста введены третий и четвертый зажимы подачи сигналов, соответствующих включенному состоянию первого и второго мостов, два инвертора и четыре элемента И-НЕ,причем выходы первого и второго элементов И-НЕ подключены к второму входу элемента И, выходы третьего и четвертого элемента И-НЕ подключены к третьему входу элемента И, первые входы первого и третьего элементов И-НЕ подключены к третьему зажиму подачи сигнаВон, соответствую/ щих включенному состоянию первого моста, первые входы второго и четвертого элементов И-НЕ подключены к четвертому зажиму подачи сигналов, соответствующих нключенному состоянию второго моста, выход первого порогового элемента подключен к второму входу второго элемента И-НЕ и к входу первого инвертора, выход которого подключен к второму входу первого элемента И-НЕ, выходвторого порогового элемента подключен к второму входу четвертого элемента И-НЕ и к входу второго иннертора, выход которого подключен к второму входу третьего элемента И-НЕ.На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для защиты мостового реверсивногореобразователя; на фиг. 2 - эпюры фазных напряжений и характерные временные интервалы.Схема содержит реверсивный мостовой преобразователь по встречно3 11 параллельнои схеме с вентильными плечами 1-6, датчик 7 включенного состояния плеча 1, зажимы 8 и 9 подачи сигналов, соответствующих включенному состоянию соответственно первого и второго моста (" Вперед" и "Назад" ), зажимы 10 и 11 подачи сигналов, синфаэных с коммутирующими напряжениями АС и ВА вентилей 1 и 3, пороговые элементы 2 и 13, соответственно, инверторы 14 и 15, элементы И-.НЕ 16-19, элемент И 20 и реагирующий орган 21.Выход датчика 7 включенного состояния плеча 1 подключен к первому входу элемента И 20. К зажиму 8 подачи сигнала, соответствующего включенному состоянию первого. моста, подключены первые входы логических элементов И-НЕ 16 и 18, вторые входы которых через инверторы 14 и 15 соединены соответственно с выходами пороговых элементов 12 и 13 и одновременно с вторыми входами элементов И-НЕ 17 и 19. Первые входы элементов И-НЕ 17 и 19 подключены к зажиму 9 подачи сигнала, соответствующего включенному состоянию второго моста. Входы пороговых элементов 12 и 13 соединены соответственно с зажимами 10 и 11 подачи сигналов, синфазных с коммутирующими напряжениями АС и ВА плеч 1 и 3, а выходы элементов И-НЕ 16 и 17, 18 и 19 попарно соединены и подключены соответственно к второму н третьему входу элемента И 20, выход которого подключен к одному из шести входов реагирующего органа 21.На фиг. 2 синусоидальные напряжения А, В, С являются фаэными напряжениями сети. Момент естественной коммутации вентиля 1 первого моста принят за нулевую точку отсчета времени, "Запрещенная зона" э 1 ого вентиля находится в диапазоне 300- 360 эл. град."Запрещенная зона" вентиля второго моста, включенного встречно- параллельно упомянутому, находится в диапазоне 120-180 эл.град.Необходимость различения двух указанных зон в зависимости от направления тока очевидна.Устройство работает следующим образом.,Открытому состоянию плеча 1 соответствует единичный сигнал на выходе датчика 7.11223 4Включенному положению первого моста соответствует единичный сигнал на зажиме 8, а следовательно, и на первых входах элементов И-НЕ 16 и 18. В это время второй мост выключен, поэтому на зажиме 9 нулевой сигнал, который одновременно попадает на первые входы элементов И-НЕ 17 и 19 и вызывает на выходе этих элементов единичные сигналы. 5 1 О Когда сигналы, синфазные с коммутирующими напряжениями вентилей 1и 3, становятся отрицательными, навыходах пороговых элементов 12 и 13возникают единичные сигналы, которыепопадают соответственно на вторыевходы элементов И-НЕ 17 и 19 и навходы ииверторов 14 и 15, вызываяна выходах последних нулевые сигналы, которые попадают на вторые входы элементов И-НЕ 16 и 18, вызываяна выходе последних единичные сигналы. Так как в рассматриваемойфазе на выходе всех элементов И-НЕприсутствуют единичные сигналы, тоони попадают соответственно на второйи третий входы элемента И 20,Два единичных сигнала на выходахиндикаторов 12 и 13 существуют одновременно только в "запрещенной зоне" 30вентиля 1 первого моста, два нулевыхсигнала на выходах указанных индикаторов существукт одновременно только в "запрещенной зоне" вентиля второго моста, включенного встречно" З 5 параллельно упомянутому.Любой иэ указанных "запрещенныхзон" соответствуют единичные сигналына втором и третьем входах элемента И 20.Если с первой из "запрещенныхзон" совпадает по фазе открытоесостояние вентиля 1 первого мосталибо с второй из "запрещенных зон"совпадает но фазе открытое состояф 5 ние вентиля встречно-параллельноговторого моста, то на всех трех входах элемента И 20 появляются единичные сигналы, а на его выходе также возникает единичный аварийный 5 О сигнал, воздействующий на реагирую-.щий орган 21.Построение устройства для защитымостового реверсивного преобразователя возможно логическим преобразо ванием сигналов шести датчиков включенного состояния вентилей реверсивного плеча в зависимости от двухсигналов, соответствующих включенному состоянию первого и второго мостов, либо выработкой сигналов "запрещенных зон", сдвинутых на180 эл.град, в зависимости от двухсигналов, соответствующих включенному состоянию первого и второго мостов Для формирования "запрещенных зон" всех вентилей моста используются только три линейных напряжения, которые обрабатываются пороговыми элементами и инвертируются. Поэтому при выработке "запрещенных зон".всех вентилей первого и второго мостов достаточно в зависимости от двух сигналов, соответствующих включеннОму сОстОЯнию мостОВ Обработать в данном случае проннвертировать) только три сигнала с выходов трех пороговых элементов, входыкоторых подключены к зажимам подачисигналов, синфазных с тремя линейны 5 ми напряжениями. Этот способ и реализован в предлагаемом устройстве.В качестве сигналов, соответству,ющих включенному состоянию первогои второго мостов, удобно использовать сигналы из логического переключающего устройства либо сигнал поля 1.ности тока нагрузки реверсивногопреобразователя, Устройство позволяет осуществлять защиту от двухфазных15 опрокидываний реверсивного мостовогопреобразователя, повысить надежность,а также сократить габариты защитного оборудования,ставитель О, Мещеряковахред Л, Коцюбняк Корректор О. Лугова Редакто ксеенко аказ 6322/42 ул Проектная, 4 Тираж б 13 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 3035, Москва, Ж, Раушилиал ППП "Патент", г. Ужгор Подписноомитета СССРткрытий ,ая наб., д. 4/5