Устройство для защиты импульсного тиристорного преобразователя постоянного тока

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 9) ( ) 4(5) Н 02 Н 7/12 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНР 1 ЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 518835, кл. Н 02 Н 7-10, 1975.2. Авторское свидетельство СССР У 401549, кл. Н 02 М 3/135, 1971, (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ИМПУЛЬСНОГО ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА, включающего в себя главный тиристор, соединенный последовательно с выходной цепью преобразователя, содержащее линейный контактор, контакты которого предназначены для включения последовательно с главным тиристором, а катушка через конденсатор предназначена для подключения параллельно выходным выводам преобразователя и через пусковой контакт-к одному иэ .,входных: выводов преобразователя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьшения надежности, введены датчик тока, разрядный и вспомогательный тиристоры, стабилитрон и дроссель, при этом катод разрядного тиристора через дроссель соединен с объединенными выводами конденсатора и катушки линейного контактора, анод подключен к другому выводу кон- денсатора и через стабилитрои соединен с анодом вспомогательноготиристора, а выводы датчика тока, предназначенного для включения последовательно с главным тиристором, подключены соответственно к управляющему электроду вспомогательного тиристора и его катоду, соединенному с управляющим электродом разрядного тиристора.Изобретение относится к преобразовательной технике, а именно к области защиты импульсных тиристорных преобразователей постоянноготока, используемых в электротранспорте, в частности в рудничныхэлектровозах.Известно устройство для защитыот срывов импульсных тиристорныхпреобразователей, состоящее из датчика рабочих импульсов и логическойсхемы с источником питания, срабатывающей при отсутствии в последовательности импульсов тока преобразователя хотя бы одного импульса. Данное устройство имеет достаточновысокое быстродействие 1.13, Однакосхема такого устройства сложна,применение не всегда оправдано, таккак в случае срыва работы узла коммутации преобразователя при установившемся режиме работы двигателей по любой причине кроме короткого замыкания, срыв не представляет,как правило, опасности для силовыхэлементов преобразоватеЛя, и кзащите от срыва не предъявляютсятребования по быстродействию.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является устрой ство для защиты импульсного тиристор-ного преобразователя постоянного то ка, включающего в себя главный тиристор, соединенный последовательнос выходной цепью преобразователя иузел коммутации, подключенный параллельно главному тиристору, содержащее линейный контактор, контактыкоторого включены последовательно сглавным тиристором, а катушка через 40кондснсатор подключена параллельновыходным выводам преобразователя ичерез пусковой контакт соединена содним из входных выводов преобразователя 1,2 а 45Однако известное устройство имеетнедостаток, выраженный в уменьшениинапряжения питания на катушке контактора при скважности регулированияпреобразователя, близкой к единице, 50т.е. при выходном напряжении, приближаюшемся к напряжению питающей сети.При этом сила удержания ярма контактора настолько уменьшается, что становится возможным его самопроизвольное отключение. Это снижает надежность преобразователя в целом ивынуждает ограничивать максимальную 4скважность при его работе, что невсегда допустимо,Цель изобретения - увеличениенадежности устройства защиты.Поставленная цель достигается тем,что в устройство для защиты импульсного преобразователя постоянноготока, включающего в себя главный тиристорсоединенный последовательнос выходной цепью преобразователя,содержащее линейный контактор, контакты которого предназначены длявключения последовательно с главнымтиристором, а катушка через конденсатор предназначена для подключенияпараллельно выходным выводам преобразователя и через пусковой контакт -к одному из входных выводов преобразователя, введены датчик тока, разрядный и вспомогательный тиристоры,стабилитрон и дроссель, при этомкатод разрядного тиристора черездроссель соединен с объединеннымивыводами конденсатора и катушкилинейного контактора, анод подключенк другому выводу конденсатара ичерез стабилитрон соединен с анодомвспомогательного тиристора, а выводы датчика тока, предназначенногодля включения последовательно с главным тиристором, подключены соответственно к управляющему электродувспомогательного тиристора и егокатоду, соединенному с управляющимэлектродом разрядного тиристора,Движущееся транспортное средствос тиристорным электроприводом является источником повышенной опасности ипрн выходном напряжении, близком кмаксимальному, срыв в работе преобразователя не всегда может бытьзамечен визуально. Поэтому преобразователь должен быть оснащен устройством, автоматически отключающимего от сети во избежание потериуправляемости, следствием которойявляется невозможность быстрогоуменьшения скорости и перевода егов режим динамического торможениядвигателя без переключения силовойаппаратуры.На фиг. 1 приведена принципиальная схема преобразователя с устройством для защиты;,на фиг. 2 - экспериментальная зависимость напряжения на катушке контактора Ус ототносительного напряжения на выходетиристорного преобразователя Б,1/ц10 15 20 25 35 40 30 для известного устройства кривыеБ, В для разных значений емкости)ипредлагаемого устройства (кривая А;на фиг, 3 - зпюры выходного напряжения преобразователя (напряженияна конденсаторе устройства 11 с),Преобразователь 1 сбдержит главный тиристор 2 и узел 3 коммутации,Датчик 4 тока включает в себя трансформатор 5 тока с шунтирующим сопротивлением и диод. К выходу преобразователя подключена нагрузка 6с нулевым вентилем 7, параллельнокоторым подсоединены катушка 8 линейного,контактора и последовательно включенный с ней конденсатор 9,параллельно которому в свою очередьподсоедицена цепочка из разрядноготиристора 10 и дросселя 11. Анодтиристора 10 через стабилитрон 12 ивспомогательный тиристор 13 связанс управляющим электродом, а управ-,ляющий электрод вспомогательноготиристора 13 через диод связан свыходом трансформатора 5 тока, Дляпуска преобразователя служит кнопка14, при помощи которой катушка линейного контактора подключается к питающей сети,Устройство работает следующимобразом.При нажатии кнопки 14 включаетсялинейный контактор 8 и через его;контакт на преобразователь подаетсянапряжение, Одновременно напряжениепитания подается и на систему управ,ления преобразователя, котораяможет быть выполнена.по любой изобщеизвестных схем, Преобразовательначинает работать, при импульсномнапряжении на его выходе катушка 8линейного контактора будет подпитываться током перезаряда конденсатора 9. При наличии напряжения на выходе преобразователя конденсатор.будет заряжаться с полярностью,указанной на фиг, 1, а при отсутствиинапряжения - разряжаться на нагрузку 6.При работе преобразователя с ми"нимальным выходным напряжением1,фиг. 3 а)конденсатор 9, как видноиз фиг, Зб, успевает полностью.разрядиться ца время паузы выходного напряжения. При увеличении выходного напряжения фиг, Зв) возникаетграничный режим фиг, Зг), когдаконденсатор 9, разрядившись, вновь начинает заряжаться. Однако в этом случае импульс управления от трансформатора тока, поступающий на тиристор 13, не включит его, так как в этот момент напряжение на конденсаторе 9 не превьппает напряжения пробоя стабилитрона 12. Это позволяет исключить режим работы устройства, при котором коммутация тиристора 10 происходила бы ненадежно.В данном случае величина напряжения на конденсаторе, при которой тирис" тор будет надежно выключаться, зависит от величины емкости конденсатора, величины нндуктивности дросселя 11 и типа разрядного тиристора 10 ( коммутация тиристора 13 облегче на наличием стабилитрона). На фиг. 2 (кривая А) этот режим характеризуется некоторым провалом напряжения на катушке, который, однако, це превьппает 3 - 5 Е и не влияет заметным образом на надежное удержание, так как напряжение надежного удержания для контакторов примененного в устройстве типа равно 50-607. номинального напряжения,При дальнейшем увеличении выходного напряжения ( фиг.З д) в момент появления управляющего импульса на тиристоре 10 напряжение на конденсаторе 9 больше напряжения пробоя стабилитрона 12 и тиристоры 13 и 10 последовательно включаются, Происходит перезаряд конденсатора 9 от полярности, указанной на фиг, 1, до противоположной. За счет колебатель ного перезаряда конденсатора через дроссель 11 тиристоры 13 и 1 О запи" раются, после чего конденсатор 9 начинает вновь заряжатьсяНапряжение на конденсатор 9 имеет вид, представленный на фиг. 3 е. На 3 ж для сравнения приведена осциллограмма напряжения на том же конденсаторе при работе известного устройства. Благодаря периодическому перезарядуконденсатора 9 при нормальном режиме работы преобразователя напряжение на катушке 8 линейного контактора будет оставаться практчески неизменным во всем диапазоне работыпреобразователя.При срыве преобразователя т.е. при отсутствии коммутации главного тиристора, произойдет заряд конден сатора 9, после чего он разряжаться. не будет, импульсы управления1141506 О 10 на тиристор 13 также.не будут посту пать, прекратится ток в катушке линейного контактора, в результате чего произойдет его отключение.Таким образом, в предлагаемом устройстве по сравнению с известным напряжение питания катушки линейного контактора не уменьшается при выходном напряжении преобразователя, близком к максимальному, так как во всем диапазоне регулирования выход-: ного напряжения преобразователя напряжение на катушке линейного контактора поддерживается достаточнымдля надежного, удержания его во включенном состоянии. Это повышает на дежность работы устройства защитыРасширяется также область примененияпредлагаемого устройства.Применение устройства позволитсущественно повысить безопасность 1 ф эксплуатации рельсового рудничного