Устройство для защиты тиристорного преобразователя — SU 1020913 (original) (raw)
СОЮЗ СОВЕТСНИХСоаЩЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 102091 12 ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ НИ ОБР ноцовачнооноОСУДАРСТВЕННЫй КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРИТИ(72) В.И,Иришков, М.А.Лиепа,А,.С,Мазнев и О.Г.Чаусов71) Ленинградский ордена Ленинаинститут инженеров желеэнодорожго транспорта им.акад. В.Н.Образи Рижский Филиал Всесоюзного науисследовательского института вагстроения(56) 1Авторское свидетельство СССР 801176, кл. Н 02 К 7/10, 1980.2. Авторское свидетельство СССРВ 754558, кл. Н 02 Н 7/10, 1978,(54) 57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАШИТЫ ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ, подключенного через первый дроссель последовательно с нагрузкой, содержащее диод, предназначенный для подключения встречно-нараллельно преобразователю, конденсатор, один вывод которого подключен к одному выводу второго дросселя, первый тиристор, йодключенный к отрицательному полюсу .преобразователя, второй тиристор и исполнительный блок, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено первым и вторым дополнительными диодами, четырьмя РС -цепочками, первым и вторыч дополнительным дросселями, третьим допольлтельньм дросселем с двумя обмотками, первым и вторым ог.раничителями напряжения, стабилитроном, инвертором, одновибратором и элементом И-НЕ, причем первая кС-цепочка. предназначена для подключения параллельно преобразователю, .другой вывод второго дросселя подключен к катоду второго тиркстора, одному выводу первой обмотки третьего дополнительного дросселя и к одному выво. - ду второй ВС-цепочки, другой вывод которой подклеен к аноду второго тиристора и к одному выводу первого дополнительного дросселя, другой вывод которого подключен к другому выводу конденсатора и через первый дроссель к катоду диода, другой вы-, вод первой обмотки третьего дополнительного дросселя подключен к аноду . первого тиристора и через третью Е %С-цепочку к катоду первого.тиристора, второй дополнительный дрос"ель - одним выводом подключен к катоду первого тиристора, а другим, - к катоду первого дополнительного диода и одному выводу четвертой КС-цепочки, другой вывод которой подключен к аноду первого дополнительного диода и предназначен для подключения к положительному полюсу нагрузки, вто- ,фее рая обмотка третьего дополнительного ф дросселя одним выводом подключена 3 к нулевому выводу, а другим через .второй дополнительный диод и стабилитрон соответственно подключена к первому и второму ограничителям напряжения, выходы которых соответственно через эдновибратор и инвертор подключены к соответствующим входам элемента И-НЕ, подключенного выходом к исполнительному блоку. ЪИзобретение относится к электротехнике и может быть применено в устройствах защиты вентильных преобразователей.Известн устройство для защиты вентильного преобразователя, содержащее защитный тиристор, через двухсекционный дроссель подключенный к одному входу преобразователя, трансформатор, первичная обмотка которого через диод и одну секцию дросселя под ключена параллельно входу преобразователя, тиристорный ключ, одним выл.одом подключенный к одному выводу секции дросселя, а другим через конденсатор к другому выводу секции5 дросселя, выпрямитель и конденсатор, подключенные к вторичной обмотке ч трансформатора13Недостатком этого устройства является низкая надежность защиты, так 2 О как устройство не может предотвратить наступление аварийного процесса, работа его происходит уже в результате наличия аварийного состояния.Наиболее близким к изобретению по 25 технической сущности и достигаемому эффекту является устройство .для защиты тиристорного преобразователя, нодключенного через первый дроссель последовательно с нагрузкой, содержащеезО диод, предназначенный для подключения встречно-параллельно преобразователю, конденсатор, один вывод которого подключен к одному выводу второго дросселя, первый тиристор, подключенный к отрицательному полюсу преобразователя, второй тиристор и исполнительный блок 23Недостатком этогб устройства также является низкая надежность защиты, .4 О обусловленная тем, что устройствс не предотвращает развитие аварийного процесса, а вступает в работу уже после установления Факта аварийного процесса, когда аступило превы шение контролируемых величин допустимых значений.Цель изобретения - повышение надежности защиты.Поставленная цель достигается тем, что устройство для защиты тиристорного преобразователя, подключерного через первый дроссель последовательно с нагрузкой, содержащее диод, щ 9 едназначенный для подключения встречно-параллельно преобразователю, конденсатор, один вывод которого подключен к одному выводу второго дросселя, первый тиристор, подключенный к отрицательному полюсу преобразователя, второй тиристор и 6 О исполнительный блок, снабжено первым и вторым дополнительным диодами, четырьмя ЙС -цепочками, первым и вторым дополнительными дросселями, третьим дополнительным дроссе лем с двумя обмотками, первым и вто рым ограничителями напряжения, стабилитроном, инвертором, одновибратором и элементом .И-НЕ, причем первая АС -цепочка предназначена для подключения параллельно преобразователю, другой вывод второго дросселя подключен к катоду второго тиристора, одному выводу первой обмотки третьего дополнительного дросселя и к одному выводу второй ВС - цепочки, другой вывод которой подключен к аноду второго тиристора и к одному выводу первого.дополнительного дросселя, другой вывод которого подключен к другому выводу конденсатора и через первый дроссель к катоду диода, другой вывод первой обмотки третьего дополнительного дросселя подключен к аноду первого тиристора и через третью ЙС -цепочку к катоду первого тиристора, второй дополнительный дроссель одним выводом подключен к катоду первого тиристора, а другим - к катоду первого до.полнительного диода и одному выводу четвертой КС-цепочки, другой вывод которой подключен к аноду первого дополнительного диода и предназначен для подключения к положительному . полюсу нагрузки, вторая обмотка третьего дополнительного дросселя одним выводом подключена к нулевому выводу, а другим через второй дополнительный диод и стабилитрон соответственно подключена к первому и второму ограничителям напряжения, выходы которых соответственно через одновибратор и инвертор подключены к соответствующим входам элемента И-НЕ, подключенного выходом к исполнительному блоку.На чертеже представлена схема устройства для защиты тиристорного преобразователя.Устройство содержит диод 1, подключенный встречно-параллельно преобразователю 2, включенного через первый дроссель 3 последовательно с нагрузкой 4, конденсатор 5, одним выводом через первый дроссель 3 подключенный к катоду диода 1, а другим через второй цроссель б к одному выводу второй ВС-цепочки 7, катоду второго тиристора 8 и одному выводу первой обмотки третьего дополнительного дросселя 9. Другой вывод второй ЙС-цепочки подкдючен к аноду второго тиристора 8 и через первый дополнительный дроссель 10 к другому выводу конденсатора 5. Первая ЙС-цепочка 11 подключена параллельно преобразователю 2. Другой вывод первой обмотки третьего дополнительного дросселя 9 подключенк аноду первогс тиристора 12 и одному выводу третьей Щ-цепочки 13, другой вывод которой подключен к катоду первого тиристора 12 и аноду диода 1, Второй допол-,нительный дроссель 14 одним выводомподключен к катоду первого тиристора12, а другим - к катоду первого дополнительного диода 15 и одному выводу четвертой КС -цепс.чки 16, другой вывод которой подключен к анодупервого дополнительного диода 15 иположительному полюсу нагрузки 4.Один вывод второй обмотки третьегодополнительного дросееля 9 подключенк нулевому потенциалу, а другой через второй дополнительный диод 17 истабилитрон 18 подключен соответственно .к иервому и второму ограничителям 19 и 20 напряжения, выходы которых через одновибратор 21 и инвертор 22 подключены к одному и другомувходам элемента ИЛИ-НЕ 23 соответственно, выходом подключенного к исполнительному блоку 24,Устройство работает следующим образом.В номинальном режиме периодическиотпираются тиристорный преобразователь 2, второй 8 и первый 12 тиристоры.В момент отпирания преобразователь 2 перемагничивается первый дроссель 3. Под действием напряженияпредварительно заряженного конденсатора 5 перемагничивается третий дополнительный дроссель 9. При отпирании второго тиристора 8 перемагничивается первый дополнительный дроссель 10. Напряжение на второь тиристоре 8 спадает в результате колебательного перезаряда конденсатора 5.Третий дсполнительный дроссель 9перемагничивается эа счет разрядаконденсатора третьей КС-цепочки 13.После снижения тока конденсатора 5до нуля изменяется направление токачерез второй тиристор 8, при этомпервый дополнительный дроссель 10перемагничивается. По мере запираниявторого тиристора 8 на нем нарастает напряжение, равное напряжению наконденсаторе 5, При отпирании второго тиристора 8 происходит колебательный.переэаряд конденсатора 5 В .момент времени, когда ток переэарядаконденсатора 5 достигнет значениятока нагрузки, ток преобразователя2 снизится до нуля и изменит направление. Первый дроссель 3, ограйичивая обратный ток преобразователя 2,перемагнитится. В процессе колебательного переэаряда конденсатора 5 энергия, запасае.мая во .втором дросселе 6, возвращает.ся в источник питания.В аварийных режимах, когда только.часть тиристоров преобразователя 2запирается или когда к моменту запирания преобразователя 2 аварийныйток. превышает ток перезаряда конденсатора 5, коммутирующего йреобразова 10 тель, на третьем дополнительномдросселе 9 выделяются импульсы напряжения, по амплитуде всегда превышающие импульсы напряжения в номинальном режиме,Со второй обмотки третьего дополнительного дросселя на входы первогои второго ограничителей 19 и 20 напряжения подаются соответственно по-,ложительные и отрицательные импульсынапряжения.Положительным импульсом производится запуск одновибратора 21. Длительность импульса одновибратора выбирается в соответствии с параметрами контура, коммутируюшего преобразователь. В этот интервал времеиина стабилитрон 18 поступает отрицательный импульс напряжения. При амплитуде импульса на стабилитроне 18ниже его порога сигнал на выходе ин- .вертора 22 отсутствует. При срывекоммутации преобразователя на выходе элемента инвертора 22 формируется сигнал. Элемент И-НЕ 23 осуществляет логическое умножение сигналов35 на входах, в результате в случаесрыва коммутации преобразователяна его выходе формируется сигналзапускающий исполнительный блок 24.Таким образом, устройство позво 40 ляет формировать контрольный импульсзаданной длительнссти в момент,начала перезаряда коммутирурцей емкостии этим обеспечивается контроль начала неуспешной коммутации тиристоровпреобразователя и именно в начальнойстадии срыва коммутации сформироватьсигнал защиты.Применение изобретения пОзволяетповысить надежность защиты тиристорного преобразователя путем обнаружения неуспешной коммутации тиристоровв начале коммутации, до возрастанияаварийных токов выше допустимой величины и сформировать на этом промежутке времени сигнал защиты.1020913 46 Тираж 617 Подписи ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий 113035, Москва, 3-35, Раущркая наб., д