Устройство для защиты тиристорного резонансного инвертора

.80 158934 А 1) Н 02 Н 7/1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕГЕНИЯ Н. АВТОРСКОМ ЛЬСТВУ 07.Фар к, С.Л.НаседкВ.П.Николаев 314.57 21.316. повышестройст Ю Авторское свидетельство СССР8854, кл. Н 02 Н 7/1 О, 1976,Авторское свидетельство СССР Мф 1169070, кл. Н 02 Н 7/12, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТИРИСТОРНОГО РЕЗОНАНСНОГО ИНВГРТОРА (5) Изобретение относится к электро технике. Цель изобретения ние надежности защиты и расширение функциональных возможностей у Конденсаторы 1 и 2 заряжают пряжением источника 3 питания и разряжаются через открытые тиристоры 4-7, резисторы 8 и 9, датчики 14-17 проводимости, и развязывающие диоды 10-13. При этом на выходах датчиков 14-17 формируется сигнал "0" при открывании соответствующего тиристора. Схема на элементах 18, 24-27 формирует сигнал запрета на прохождение импульсов управления от генератора 23 через формирователь 28 на входы тиристоров инвертора, если после запирания всех тиристоров они находятся в закрытом состоянии меньше длительности импульсов формирователя 24. Дешифраторы 19-. 22 анализируют состояние тиристоров инвертора на соответствие импульсам управления, и блок 31 индикации отображает диагностическую информацию. 4 ил.1589349 3Изобретение относится к электротехнике и может быть использованодля защиты и диагностики автономныхрезонансных инверторов, работающихв режиме прерывистого тока, например 5в качестве промежуточного звена повышенной частоты в преобразователяхпостоянного напряжения с промежуточным высокочастотным звеном.Цель изобретения - повышение надежности защиты тиристорного инвертора и расширение функциональных воз, можностей устройства.На фиг. 1 изображена схема тиристорного резонансного инвертора сустройством для защиты, на фиг.2-4временные диаграммы, поясняющие работу устройства.На фиг. 1 обозначены два конденсатора 1 и 2, источник 3 постоянного 20напряжения, тиристоры 4-7, ограничивающие резисторы 8 и 9, развязывающие диоды 10-13, датчики 14-17 проводимости тиристоров, элемент И-НЕ 18,трехнходовые дешифраторы 19-22, генератор 23 импульсов, формиронатель24 прямоугольных импульсов с двумядинамическими входами, 0-триггер 25,элементы И 26 и 27, блок 28 усиления,формирования и распределения импульсон управления тиристорами, формирователи 29 и 30 прямоугольных импульсон с одним динамическим входом, блок31 индикации состояния тиристоров инагрузка 32 инвертора. 35Устройство работает следующим образом.Конденсаторы 1 и 2 постояннозаряженные источником 3, выполняютфункцию тестовых генераторов постоянного напряжения.Контролируемые тиристоры 4-7 выполняют функцию ключей, включенныхв соответствующие замкнутые контуры,образованные конденсаторами 1 и 2, 5ограничивающими резисторами 8 и 9,диодами 10-13 и датчиками 14-17 проводимости тиристоров (например, контур, образованный элементами 1-4-8 - 14-10). При наличии проводящего со 50стояния тиристора в соответствующемконтуре возникает ток и с выходасоответствующего датчика проводимости тиристоров подается сигнал навходы элемента И-НЕ 18 и первые входыдешифраторов 19-22, соответствую 55щий "0",Датчики 14-17 проводимости могутбыть выполнены в виде импульсных 4трансформаторов или оптронов, выполняющих одновременно функцию элементов развязки, Диоды 10-13 необходимь 1 для того, чтобы напряжение диагонали моста инвертора не влияло на выходные сигналы датчиков 14-17 проводимости. Таким образом, сигнал "О" на выходе датчика проводимости свидетельствует о проводящем состоянии соответствующего тиристора, а сиги инал 1- о закрытом.Сигналы с выходов блоков 14- 17 вместе с импульсами управления на выходе генератора 23 импульсов представляют информацию, на основании которой элементы 18, 24-28 выполняют функции защиты, а элементы 19-22, 29-31 - функции диагностики.Принцип защиты заключается в том, что контролируется проводящее состояние тиристоров и снятие очередных отпирающих импульсов с управляющих электродов тиристоров производят в том случае, если в течение контролируемого интервала времени от момента приложения обратного напряжения к тиристорам проводящего плеча до .момента подачи очередных импульсов управления хотя бы один из тиристоров инвертора перешел в проводящее состояние.На фиг, 2 представлены временные диаграммы нормальной работы резонансного инвертора без обратных диодов в режиме прерывистых токов гдеЭ У импульсы управления тиристорами инвертора,- интервалы проводимости тиристоров первого плеча; Я- интервалы проводимости тиристоров второго плеча; Я э - интервалы, когда все тиристоры заперты 1 - ток диагонали моста инвертора.В данном случае предполагается, что интервал времени Я когда нсезтиристоры заперты, больше или равен интервалу установки, соответствующему времени восстановления запирающих свойств тиристоров. В противном случае производится снятие очередного импульса управления, отпирающего тиристоры соответствующего плеча моста инвертора, что предотвращает аварийный процесс вследствие опрокидывания инвертора, Контроль длительности запертого состояния всех тиристоров моста инвертора перед подачей очередного управляющего импульса гарантирует восстановление запирающих свойств тиристорон и тем самым1589349 5отсутствие аварийного процесса после подачи очередного отпирающего импульса.Функции защиты реализуются следую щим образом.Сигналы от датчиков 14-17 проводимости тиристоров (фиг.1) подаются на входы элемента И-НЕ 18. С его выхода сигнал поступает на динамические входы формирователя 24 импульсов При изменении выходного сигнала элемента 18 в случае запирания всех тиристоров или последующего перехода в проводящее состояние хотя бы одного из тиристоров на выходе элемента 24 формируется прямоугольный импульс. Момент окончания импульса отстает от момента последнего изменения состояния выхода элемента 18 на интервал времени установки, определяемый допустимым временем восстановления запирающих свойств тиристоров. Это означает, что формирователь 24 воспринимает очередной входной динамический сигнал, приходящий до окончания выходного импульса, вызванного предыдущим входным сигналом. В качестве элемента 24 может быть использована микросхема К 155 АГЗ,Задний фронт выходного импульса элемента 24 служит синхронизирующим сигналом для 0-триггера 25, на Э-вход которого поступает сигнал 0" с выхода элемента 18 в случае запертого состояния всех тиристоров инвертора, Таким образом, если в момент окончания выходного импульса элемента 24 все тиристоры инвертора находятся в закрытом состоянии, инверсный выход элемента 25 устанавливается в единичное состояние, что является разрешающим условием для прохождения отпирающих импульсов тиристоров от генератора 23 управляющих импульсов через элементы И 26 и 27 на вход блока 23. усиления, формирования и распределения импульсов управления, Данное условие появления единичного сигнала на выходе триггера 25 эквивалентно условию, что после запирания всех тнристоров инвертора они находятся в запертом состоянии в течение интервала времени уставки, достаточного для восстановления запирающих свойств тиристоров.На фиг. 3 приведены диаграммы, поясняющие реализацию функций защиты, где обозначены: а - выход блока 23 бзадающего генератора импульсов управления тиристорами 4 и 7 плеча 1инвертора и тиристорами 5 и 6 плеча 11; К - выход блока 18: низкийуровень соответствует запертому состоянию всех тиристоров, фронты им"пульсов. отстоят от соответствующихимпульсов управления на интервалвремени С , равный времени коммутации, в - выход блока 24: фронты импульсов определяются перепадами импульсов диаграммы 6 (длительность1равна допустимому времени восстановления запирающих свойств тириеторов); ь - выход блока 25: перепадыимпульсов определяются срезами импульсов диаграммы 8 и уровнем диаграммы 6,Интервал времени, в течение которого все тиристоры заперты передпервым импульсомуправления диаграммы на фиг. 3 ю, в точности соответствует допустимому значению временивосстановления запирающих свойствтиристоров, перед вторым импульсомуправления - больше егоЭто соответствует нормальному открываниЮ тиристоров соответствующих плеч, Передтретьим импульсом управления указанный интервал меньше допустимого,что приводит к блокировке данногоимпульса низким уровнем диаграммына фиг. Зъ и сохранению запертогосостояния тиристоров.Функции диагностики реализуютсяследующим образом. Импульсы управления тиристорами с выходов блока 23(фиг.4 а) поступают на формирователи4029 и 30 импульсов, осуществляющиеформирование выходных прямоугольныхимпульсов, задержанных относительнопередних фронтов входных импульсовуправления на интервал времени,45определяемый длительностью коммутационных процессов инвертора (фиг.47),Выходные импульсы формирователей29 и 30 поступают на вторые и третьивходы трехвходовых дешифраторов 195 ц с22. На первые входы дешифраторов поступают сигналы с выходов датчиков14-17 проводимости тиристоров(фиг.4 о-е),Появление единичных сигналов наодном из восьми выходов дешифраторов55 соответствует одному из трех возможных состояний тиристоров инвертора:ров обрабатываются блоком 3 1 индикации состояния тиристоров.Отдельные входные комбинации дешифраторов означают:110 - после прихода очередного от 5Пирающего импульса, предназначенногодля данного тиристора ("1" на второмвходе), тиристор не открываетсяГ 1 И1 на первом входе), что соответствует состоянию Обрыв тиристора1 г10(фиг,4 ъ),001 - после прихода очередногоатпирающего импульса, предназначенНого для тиристора другого плеча/11 1151 на третьем входе), данный тиристор оказывается в открытом состоянии ("0" на первом входе), это соответствует состоянию "Пробой" контролируемого тиристора (фиг,4 е).011 120- на второй и третий входыодновременно поступают импульсы управления, что соответствует неисправной работе системы управления инверТором.Остальные комбинации соответствуют исправному состоянию тиристоров.Таким образом, прецлагаемое устройство осуществляет контроль сосО 30тояния тиристоров и в случае опасности возникновения опрокидывания инвертора при подаче очередного управляющего импульса, обусловленнойНедостаточным временем, предоставляемым тиристорам для восстановления 35запирающих свойств, или возникновением пробоя одного из тиристоров,производит снятие очередного управляющего импульса, предупреждая возникновение аварийного процесса, атакже позволяет диагностировать состояние тиристоров инвертора.формула и з о б р е т е н и яУстройство для защиты тиристорного резонансного инвертора выполненного по мостовой схеме и снабженногоформирователем импульсов управления,выходы которого подключены к управляющим входам тиристоров, содержащеегенератор импульсов, первый элементИ, первый формирователь прямоугольных импульсов и триггер, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения надежности защиты и расширения функциональных возможностей, 55введены второй и третий элементы И,второй и третий формирователи прямо" угольных импульсов, два конденсатора, четыре диода, четыре датчика проводимости, четыре дешифратора, два резистора и блок индикации, причем первый элемент И снабжен инверсным выходом и выполнен четырехвходовым, первый формирователь прямоугольных импульсов снабжен двумя динамическими входами, триггер выполнен в виде Р-триггера, а генератор импульсов выполнен двухтактным и снабжен двумя выходами, при этом первые выводы конденсаторов предназначены для подключения соответственно к объединенным анодам и объединенным катодам тиристоров инвертора, вторые выводы конденсаторов соединены с катодами первого и второго диодов и анодами третьего и четвертого диодов, другие электроды диодов подключены к первым входам соответствующих датчиков проводимости, вторые входы первого и второго датчиков проводимости подключены к первому выводу первого резистора, вторые входы третьего и четвертого датчиков проводимости соединены с первым выводом второго резистора, вторые выводы резисторов предназначены для подключения соответственно к первому и второму выходным выводам инвертора, выходы датчиков проводимости соединены с первыми входами соответствующих дешифраторов и подключены к вхрдам первого элемента И, выход которого соединен с динамичес" кими входами первого формирователя прямоугольных импульсов и информационным входом триггера, синхронизиРующий вход которого подключен к выходу первого формирователя прямоугольных импульсов, а инверсный выход - к первым входам второго и третьего элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами генератора импульсов, а выходы предназначены для подключения к входам формирователя импульсов управления, первый вход генератора импульсов через второй формирователь прямоугольных импульсов соединен с вторыми входами дешифраторов, второй выход генератора импульсов через третий формирователь прямоугольных импульсов подключен к третьим входам дешифраторов, выходы которых соединены с входами блока индикации.1589349 едактор А,Ог одписное 476 омитета по изобретениям и открьггиям при ГКНосква, ЖРаушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, ГагаринаЭ Зака ВНИИП 2545 с Государственного 113035, Соста Техре тель В.НироковИ.Дидык Корректор С,Певкун