Устройство для управления переключением групп тиристорного преобразователя

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик р 1972649 61) Дополнительное к авт, свир-ву -) Заявле М.Кл 4 м заявки Ио 02 Р 13/1 присое Государственный номите СССР по делам изобретений и отнрытийчно- стиТ следов ат Произво 1) Заявитель ХЗМЗ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ ГРУПП ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ лееО Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно к устройствам управления тиристорными преобразователями, и может быть использовано для управления переключением групп тиристоров реверсивных выпрямителей и преобразователей частоты при раздельном управлении тиристорными группами.Известно устройство для раздельного управления реверсивнымвентильным преобразователем, содержащее два канала переключения, каждый из которых состоит из включенных последовательно элементов И, задержки и общего для обоих каналов триггера, Управление реверсом в данных устройствах осуществляется с помощью логических сигналов отсутствия тока и задания направления тока (прямого и инверсного)1 1).Недостатком устройства является то, что оно не обеспечивает повторного включения выходящей из работы тиристорной группы при отсутствии погасания одного из ее тиристоров,Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для управления преобразователем, содержащее датчик состоя (ьский электротехническийтвенного объедийения ния тиристоров и блок фазового управления с блоками задания направлениятока, соединенные выходами через элементы И с входами первого триггера,ачерез элемент задержки - с входамивторого триггера, выходы которогоприсоединены ко входам блока переключения с двумя ключевыми элементами, О В состав устройства входят также последовательно соединенные третий эмент задержки и элемент НЕ, два элмента И, выходы которых через дифференцирующие цепочки подключены квходам первого триггера, а входы - 5 к выходам второго триггера и элементаНЕ. Вход третьего элемента задержкиподсоединен к выходу датчиков состояния тиристоров21.Однако, если после начала отсчета времени первым или вторым элементом задержки на выходе датчиков состояния тиристоров появляется кратковременный сигнал, соответствующийсигналу наличия тока (например, вмоменты перехода через ноль приложенного к тиристорам напряжения прииспользовании датчиков, основанных на принципе контроля напряжения на тиристоре), отсчет задержки прекращается на время данного сигнала, 972649а затем отсчитывается. снова вся задержка. Это приводит к существенномузатягиванию бестоковой паузы.Кроме того, в ряде типов тиристорных преобразователей, в частности впреобразователях частоты, для управлекия тиристорами необходимо использовать широкие импульсы, длительность которых 120 электрических градусов частоты питающей сети 50(60)Гц,Наличие таких импульсов на управляющнх переходах тиристоров выходящейиз работы группы увеличивает времязапиракия тиристоров после спаданиятока до нуля в связи с вливанием втиристоры значительных зарядов,Соответственно, увеличивается ивремя переключения групп. Ликвидация данного эффекта известным устройством не обеспечивается.Целью изобретения является повыше Оние надежности и сокращение временипереключения групп тиристоров.Поставленная цель достигается тем,что устройство для управления переключением групп тиристорного преобразователя снабжено датчиком тока25с инверсным выходом, а датчик состояния тиристоров снабжен инверснымвыходом, подключенным к первым входамтретьего и четвертого элементов И,вторые входы которых соответственночерез второй и третий"элементы задержки подключены к выходам первогои второго элементов И, причем инверсный выход датчика тока подключен квторым выходам первого и второго35элементов И, к третьим входам которых подключекы выходы блоков задания направления тока блока Фазовогоуправления.При этом устройство снабжено по Оследовательно соединенными формирователями широких и узких импульсов,блок переключений снабжен четырьмяэлементами И, элементом ИЛИ и блокомвыбора режима работы, подсоединенным 45выходами к первым входам ключевыхэлементов, вторые входы которых подсоединены к первым входам первогои второго элементов И,выходы которыхподсоединены через элемент ИЛИ к 50первым входам третьего и четвертогоэлементов И, подсоединенных выходамик двум вхоцам блока выбора режимаработы входы первого и второго элементов И, вторые входы третьего ичетвертого элементов И и третий,55четвертый входы блока выбора режимаработы являются входами блока переключений,а выход третьего элементаИ является выходом блока переключений,бОБа чертеже изображена схема устройства,Устройство состоит Из блока 1Фазового управления с входящими вего состав блоками 2 и 3 эдания 65 направления тока, формирователем 4широких импульсов управления тиристорами и формирователем 5 узкихимпульсов, датчика б тока, датчика7 состояния тиристоров, элементов8-10 задержки, элементов И 11-14,триггера 15 и блока 16 переключенийВ состав блока 16 входят элементыИ 17-20, элемент ИЛИ.21, блок 22 выбора режима работы, ключевые элементы 23 и 24,Устройство работает следующим образом,На входы. элементов И 11 и 12 поступают сигналы с инверсного выходадатчика б тока и - через элемент 8задержки с инверсным выходомс датчика 7 состояния тиристоров,Приналичии в любой из тиристорных группсущественного по уровню тока сигналына выходе датчика б и элемента 8 заержки равны "0". При спадании токадо уровня, меньшего уровня уставки,на выходе датчика б появляется сигнал "1". Когда тиристоры работавшейгруппы закрываются, появляется сигнал"0" на неинверсном выходе датчика состояния тиристоров, а черезвремя Г появляется сигнал "1" навыходе элемента 8 задержки,С выходов блоков 2 и 3 на входыэлементов 11 и 12 поочередно поступают задающие направления тока сигналы, единичное ("1") значение которыхявляется разрешением на открываниесоответствующей группы тиристоров.Если один из сигналов равен "1", товторой сигнал обязательно равен "0",При отсутствии тока и закрытом состоянии тиристоров данные сигналы пропус" каются через элемент И 11(12), элемент 9(10) задержки и элемент И13(14) на входы триггера 15 и поочередно переключают его, Выходными сигналами триггера осуществляется переключение групп тиристоров,Если в момент изменения выходныхсигналов блоков 2 и 3 (сигналов задания направления тока) через одну изтиристорных групп протекает ток, товыходные сигналы датчика б, элемента8 задержки равны "0" и триггер 15не переключается. Его переключениепроисходит только после спадания токадо нуля, появления на выходах датчикаб и элемента 8 задержки сигнала "1"и отсчета времени бестоковой паузыэлементом 9 или 10 задержки,Контроль работы тиристоров одновременно двумя датчиками (б и 7) повышает надежность работы каналовпереключения триггера, Кроме того,в данном устройстве предусмотренавозможность блокирования переключений триггера без прекращений отсчетавремени элементами 9 и 10 задержкипри появлении на выходе датчика 7кратковременного сигнала, соответст 97264920 Формула изобретения 1Устройство для управления переключением групп тиристорного преобразователя, содержащее блок фазового управления с блоками задания направления тока, датчик состояния тиристоров, прямой выход которого связан через первый элемент задержки с первыми входами первого и второго элементов И, третий и четвертый элементы И, выходами подключенные к входам триггера, выходы которого подключены к входам блока переключений с ключевыми элементами, второй и третий элементы задержки, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и сокращения времени переключения групп тиристоров, оно снабжено датчиком тока с инверсным выходом, а датчик состояния тиристоров снабжен инверсным выходом,подключенным к первым входам третьего. и четвертого элементов И, вторые входы которых соответственно через вующего сигналу наличия тока, Этообеспечивается тем; что к выходамэлементов И 11 и 12, выходные сигналыкоторых проходят через элементы 9 и10 задержки, датчик 7 подключен черезэлемент 8 задержки, а к входам элементов И 13 и 14 - непосредственноинверсным выходом.Элемент 8 задержки не пропускаетна интервале отсчета бестоковой паузы на входы элементов 11 и 12 кратко Овременные выходные сигналы датчика7, соответствующие сигналу наличиятока (сигналы, вызванные помехой илиобусловленные устройством датчика).Этими сигналами (поступающими с 15инверсного выхода датчика 7 на элементы 13 и 14) осуществляется блокирование прохождения выходных сигналов элементов 9 и 10 задержки навходы триггера 15.В результате исключаются затяжкипри отсчете бестоковой паузы элементами 9 и 10 задержки, а в случаеповторного включения тиристоров работавшей группы осуществляется мгновенное блокирование переключениятриггера с последующим (через времяГ, элемента 8 задержки) сбросом элементов 9 и 10 задержки.При формировании переменного выходного тока преобразователя З 0(например, синусоидального токана выходе преобразователя частоты)ток, как правило, отстает от сигнала задания. Поэтому если при изменении знака сигнала задания тока перевести преобразователь в предельный инверторный режим (как это делаетсяв известном устройстве), произойдетинтенсивное гашение тока и его форма в общем случае будет отличаться от 40 формы сигнала задания.В данном устройстве форма тока при гашении не искажается. Это обеспечивается тем, что преобразователь переводится в предельный инверторный режим не в момент изменения знака сигнала задания, а в момент спадания тока до достаточно малого уровня(фиксируемого датчиком б тока), при котором интенсивное гашение тока практически не влияет на его форму. Кроме того, управление тиристорами на участке интенсивного гашения тока осуществляется узкими импульсами,что сокращает до минимума время рассасывания 55 носителей в тиристорах после спадания тока до нуля и, соответственно, время переключения групп.Перевод преобразователя в предельный инверторный режим осуществляется . сигналом "1", поступающим с выхода элемента И 19 на вход формирователя 4. Одновременно данный сигнал поступает на вход блока 22. При этом через блок 22 на входы ключевых элементов 23 и 24 вместо поступавших с блока 4 широких импульсов управления тиристорами начинают поступать узкие им- пульсы, сформированные в блоке 5.Сигнал "1" на выходе элемента 19 появляется при наличии сигналов. "1" на выходах элемента ИЛИ 21 и датчика б. Сигнал "1" на выходе элемента 21 соответствует интервалу времени между изменением выходных сигналов блоков 2 и 3 и переключением триггера 15, Сигнал "1" на выходе датчика б соответствует уровню тока ниже уровня уставки.После спадания тока работавшей группы до нуля и запирания тиристоров на выходе элемента 8 задержки появляется сигнал "1", разрешающий отсчет бестоковой паузы элементами 9 или 10 задержки. Этот же сигнал подается на второй вход элемента И 20. Выходной сигнал элемента 20 становится до момента переключения триггера равным "1" и блокирует на интервале бестоковой паузы прохождение через блок 22 импульсов управления тиристорами на входы ключевых элементов 23 и 24. Через блок 23 импульсы управления поступают на тиристоры группы "Вперед". Через блок 24 импульсы управления поступают на тиристоры группы "Назад". Поочередное пропускание импульсов управления на группы тиристоров осуществляется путем поочередного блокирования их прохождения через блоки 23 и 24 выходными сигналами триггера 15. Положительный эффект от исполь-зования предлагаемого устройствасводится к повышению надежностии сокращению времени переключения дгрупп.второй и третий элементы задержки подключ.ны к выходам первого и второго элементов И, причем инверсный выход датчика тока подключен к вторым входам первого и второго элементов И, к третьим входам которых подключены выходы блоков задания направления тока блока фазового управления.,2. устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снаб-, жено последовательно соединенными формирователями широких и узких импульсов, блок переключений снабжен четырьмя элементами И, элементом ИЛИ и блоком выбора режима работы, причем выходы триггера подключены к входам первого и второго элементов И блока переключений и к первым входам ключевых элементов, вторые входы которых подключены к выходам блока выбора режима работы, входы которого подключены к выходам формирователей широких и узких импульсов и к выходам третьего н четвертого элементов И блока переключений, первые входы которыхчерез элемент ИЛИ подключены к выходам первого и второго элементовИ блока переключений, вторые входытретьего и четвертого элементов И 5 блока переключений подключены соответственно к выходам датчика токаи первого элемента задержки, вторыевходы первого и второго элементовИ блока переключений подключены к 10 соответствующим блокам задания направления тока, а выход третьегоэлемента И блока переключения подключен к входу формирователя широких импульсов,15Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Барский В,А. Раздельное управ,ление реверсивными тиристорными щ преобразователями. М., "Энергия",1973. с. 39. 2. Авторское свидетельство СССР Р 2 б 1547, кл. Н 02 Р 13/30, 1970.