Устройство для контроля состояния тиристоров однофазного мостового преобразователя

СОЮЗ СО 8 ЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 125286 2 Н 7/10. ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИ ЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ТИРИСТОРОВ ОДНОФАЗНОГО МОСТОВОГОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ(57) Изобретение относится к областиэлектротехники и может быть использовано для контроля состояния тиристоров и защиты преобразователя, выполненного по однофаэной мостовойсхеме, Цель изобретения - повышениенадежности и расширение функциональных возможностей устройства дляконтроля. Устройство содержи элементы развязки 1-4, входы которыхподключены соответственно к управляющимпереходам тиристоров 5-8,датчик тока 9, цепь шунтов 10, 11,блоки контроля 12-15 тиристоров,Каждый блок контроля включает элемент1252863 1 О 15 ЗАПРЕТ 16, элемент задержки 17,формирователь импульсов, 18, триггер19, элементы И 20, 22 и элемент ИЛИНЕ 21, При контроле, например, тиристора 5 первый выход датчика тока9 соединен с прямым входом элементаЗАПРЕТ 16 блока контроля 12 и входомформирователя импульсов 18. Второйвыход датчика тока 9 соединен с одним входом элемента И 22. К управляющему переходу тиристора 5 подключены инверсный вход элемента ЗАПРЕТ 16, один вход элемента ИЛИ-НЕ 21и вход элемента задержки 17. Выходформирователя импульсов 18 соединенс первым входом триггера 19, вторымвходам подключенным через элемент Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля состояния тиристоров и защиты преобразователя, выполненного по однофазной мостовой схеме,Цель изобретения - повышение надежности и расширение функциональных возможностей устройства для контроля.На чертеже представлена функциональная схема устройства.Устройство содержит первый 1, второй 2, третий 3 и четвертый 4 эле" менты развязки, входы которых подключены соответственно к управляющим переходам первого 5, второго 6, третьего 7 и четвертого 8 тиристоров, датчик 9 тока, цепь шунтов 10 и 11, одни выводы которых объединены и соединены с одним входным выводом преобразовате ля и средней точкой датчика 9 тока, второй вывод первого шунта 10 соединен с катодом четвертого тиристора 8 и с первым входом датчика 9 тока, а второй вывод второго шунта 11 с анодом третьего тиристора 7 и вторым входом датчика 9 тока, первый 12, второй 13, третий 14 и четвертый 15 блоки контроля каждого из тиристоров, Блок контроля тиристора содержит элемент ЗАПРЕТ 16, элемент 17 задержки, формирователь 18 импульсов, триггер 19, первый элемент И 20,развязки 3 к управляющему переходутиристора 7. Инверсный выход триггера 19 соединен с вторым входом элемента И 20, первый вход которогосоединен с выходом элемента задержки 17. Выходы элементов ЗАПРЕТ 16,И 22 и И 20 соединены с входами блока индикации и отключения преобразователя. Прямой пробой тиристора5 или его пробой обратным напряжением, а также случай его "обрыва"соответствует появлению на выходахэлементов ЗАПРЕТ 16, И 20 и И 21сигнала "1", соответственно, которыйпоступает на блок индикации. Ъдновременно происходит отключение тиристора 5. 1 ил. 2элемент ИЛИ-НЕ 21 и второйэлементИ 22. При контроле первого тиристора 5 первый выход датчика 9 тока соединен с прямым входом элемента ЗАПРЕТ16 первого блока 12 контроля и входом формирователя 18 импульсов, второй выход - с одним входом второгоэлемента И 22, к управляющему переходу первого тиристора 5 через первый элемент 1 развязки подключеныинверсный вход элемента ЗАПРЕТ 1 б,один вход элемента ИЛИ-НЕ и входэлемента 1 задержки, выход формирователя 18 импульсов соединен с первым входом триггера 19, второй вход которого через третий элемент 3 развязки подключен к управляющему переходу третьего тиристора 7 плеча, нараллельного контролируемому, а ин 2 О версный выход соединен с вторым входом первого элемента И 20, первый вход которого соединен с выходом элемента 17 задержки. Выходы элементов ЗАПРЕТ 16, И 22 и И 20 соединены25 с входами блока индикаций и отключения преобразователя, Подключениечетвертого блока 15 контроля аналогично подключению первого блока 12. Подключение второго 13 и третьего 14 ЗОблоков отличается от предыдущего тем,что первый выход датчика 9 тока соединен с первыми входами вторых элеменгов И выводы Ь), а второй - с пря 3 1252мыми входами элементов ЗАПРЕТ 16 ивходами Формирователей 18 импульсов(выводы а),Устройство работает спедующим обра-.зом. 5При нормальной работе первого тиристора 5 и непрерывном токе в немна управляющем переходе. имеет местопадение напряжения как во время действия управляющего импульса, так и 1 Опри его отсутствии, но при открытомтиристоре. При этом на инверсныйвход элемента ЗАПРЕТ 16 и на его прямой вход поступают логические "1",в результате чего на выходе элемента 5ЗАПРЕТ 16 присутствует логическийф 0". Логическая "1" на первом выходедатчика 9 тока свидетельствует о наличии тока в первом шунте 10 и первом 5 и четвертом 8 тиристорах. Если 20же работают второй б и третий 7 тиристоры, та "1" поступает с второговыхода датчика 9 тока, При пробоепервого тиристара 5 во время его работы напряжение на управляющем пере ходе становится равным нулю, на инверсном входе элемента ЗАПРЕТ 16появляются "0", а на его прямом входе "1", в результате чего на выходеэтого элемента имеет место "1",чтоявляется сигналом о прямом пробое тиристора.Этот сигнал поступает на блокиндикации и отключения. Аналогичнопроводится выявление прямого пробоячетвертого тиристора 8 с помощью четвертого блока 15 контроля, а при выявлении этого же вида неисправностиво втором 6 или третьем 7 тиристорахсоответственно с помощью второго 13и третьего 14 блоков контроля изменя-,ются точки подключения первого ивторого выходов датчика така,как указано ранее,В случае пробоя первого тиристора 5 обратным напряжением на один 45вход элемента ИЛИ-НЕ 21 и на инверсный вход элемента ЗАПРЕТ 16 .поступает "0", так как тиристор пробити управляющие импульсы на него непоступают, 50Вследствие того, что тиристор7 открыт, ток протекает по цепи:источник переменного напряжения -шунт 11 - тиристор 7 - пробитый тиристор 5 - источник переменногонапряжения, на втором выходе датчика 9 тока появляется "1", посту 1пающая на один вход первого элемен 863 4та И 20, на второй вход элемента ИЛИ-НЕ 21 поступает "0" от датчика тока нагрузки, входящего в систему управления преобразователем, при этом на выходе элемента ИЛИ-НЕ 21 появляется "1" и на выходе второго элемента И 22 также "1", свидетельствующая о пробое тиристора 5 обратным напряжением. Любая другая комбинация входных сигналов второго элемента И 22 и элемента ИЛИ-НЕ 21 дает на выходе элемента И 22 "0",Аналогично осуществляется выявление пробоя обратным напряжением второго тиристора б с учетом изменения подключаемого датчика 9 тока к первому входу второго элемента И 22, указанного ранееПри пробое обратным напряжением третьего 7 и отпираниипервого 5 тиристоров ток протекает по контуру: источник переменного напряжения. При этом на первый вход второго элемента И 22 и третьего блока 14 контроля с первого выхода;датчика 9 тока поступает "1", потому что поступающий с шунта 11 на второй вход датчика така сигнал имеет полярность, обратную нормальной, на входы элемента ИЛИ-ЯЕ 21 поступает "0" с выходов третьего элемента 3 развязки и датчика тока нагрузки, что соответствует "1" на выходе второго элемента И 22, свидетельствующий об обратном пробое третьего тиристара 7.Также обнаруживается подобная неисправность в четвертом тиристоре 8 с учетом изменения знака выходного сигнала датчика тока 9.Таким образом, сигнал о прямом или обратном пробое тиристара поступает на блок индикации и отключения практически одновременно с возникновением неисправности.Канал контроля за неисправностьютипа обрыв" работает следующим образом.При нормальной работе тиристора 5 на первый вход первого элемента И 20 через элемент 17 задержки, не" обходимый для обеспечения нарастания тока да уровня чувствительности датчика 9 тока, поступает "1" на первый вход триггера 19 через Формирователь 18 импульсов та же - "1", устанавливающая на инверсном выходе триггера 19 0", В результате на выходе элемента И 20 имеет место "0",1252863 20 2 30 35 40 3свидетельствующий об отсутствии обрыва. При включении второй пары тиристоров б,7 с управляющего перехо-да тиристора 7 через элемент 3 развязки на второй вход триггера 19 поступает "1", в результате на его инверсном выходе устанавливается "1",а на выходе первого элемента И 20"0". Очередное включение пары тиристоров 5,8 приводит к установке на инверсном выходе триггера 19 "0",Еслив тиристоре 5 происходит обрыв, топоступление на него управляющего импульса вызывает появление с некоторой задержкой "1" на первом входепервого элемента И 20, а на первыйвход триггера 19 "1" не поступает,следовательно, на втором входе элемента И 20 присутствует "1", что дает на его входе 1, являющуюся сигналом на индикацию неисправности типа "обрыв" и на отключение преобразователя. Уменьшение тока в тиристоре 5 до нуля по причине режима прерывистых токов, наступающее послепоступления управляющего импульсаи после первого импульса тока, не вызывает в течение полупериода переменного напряжения переброса триггера19 из того состояния, в которое егоустановил первый импульс тока, аследовательно, не вызывает появленияложного сигнала об обрыве в тиристоре 5. Обнаружение обрыва в остальныхтириторах преобразователя осуществляется аналогичным образом с помощью соответствующих блоков контроля.На чертеже показана схема блока12 контроля первого тиристора 5,наостальных блоках указаны входы и ихподключение к источникам информационных сигналов,Ьпреобразователя снабженного системой управления с датчиком тока нагрузки, содержащее элементы развязки,входы которых предназначены для подклю-чеия к управляющим переходам контролируемых тиристоров, датчик тока, блоки контроля состояния тиристоров по числу тиристоров, каждая из которых включает в себя элемент ЗАПРЕТ, 10 элемент задержки, формирователь импульсов, триггер и первый элемент И, причем в каждом блоке контроля состояния тиристора инверсный вход элемента ЗАПРЕТ и вход элемента задержки соединены с выходом элемента развязки контролируемого тиристора, вь 1 ход элемента задержки соединен с одним входом первого элемента И,выход формирователя импульсов соединен с первым входом триггера, второй вход которого подключен: к выходу элемента развязки тиристора параллельного плеча по отношению к контролируемому, а инверсный выход - к второму входу первого элемента И, о т л и ч а ю щ е е с .я тем, что, с целью повышения надежности устройства и расширения его функциональных возможностей, введена последователь" ная цепь шунтов, а в каждый блок контроля состояния тиристора введены элемент ИЛИ-НЕ и второй элемент И, причем выводы цепи шунтов предназначены для подключения к разноименным электродам тиристоров одной ветви моста и подключены к двум входам датчика тока, выполненного на операционном усилителе и снабженного двумя выходами сигналов, соответству- н ющих определеннои полярности суммарного входного сигнала, к одному выходу датчика тока присоединеныВ качестве элементов развязки могут быть применены оптронные пары.При построении блока индикации и отклю чения преобразователя могут быть использованы Ю-триггеры, на установочные входы которых поступают сигналы с выходов элементов ЗАПРЕТ 1 б, первого 20 и второго 22 элементов И блоков контроля, а к их выходам могут быть подключены светодиоды и вход отключающего устройства.Формула изобретенияУстройство для контроля состояния тиристоров однофазного мостового прямые входы элементов ЗАПРЕТ ивходы формирователей импульсов первого и четвертого блоков контролясостояния тех тиристоров, которыевключены в одних противоположныхплечах параллельных ветвей моста,атакже одни входы вторых элементовИ второго и третьего блоКов контролясостояния тех тиристоров, которыевключены в других противоположных.плечах параллельных ветвей моста,к второму выходу датчика .тока присоединены прямые входы элементовЗАПРЕТ и входы формирователей импульсов второго и третьего блоковконтроля состояния тиристоров, аСоставитель О.Мещерякова Техред И.Ходанич Корректор Е. Сирохман Редактор О.Головач Тираж 62 ПодписноеВНИИПИ Государственного коьжтета СССР" по делам изобретений и открытий33035, Москва, Ж, Раущская наб., д. 4/5 Заказ 4627/53 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 7также одни входы вторых элементов И первого и четвертого блоков контроля Состояния тиристоров, в каждом блоке контроля состояния тиристора один вход элемента ИЛИ-НЕ соединен с выходом элемента развязки контролируемого тиристора, второй вход 252863 8элемента ИЛИ - НЕ предназначен для соединения с выходом датчика тока нагрузки, входящего в систему управления преобразова телем, а выход элемента ИЛИ -НЕ подключен к второму входу второго элемента И.