SU1229894A1 - Датчик срыва коммутации тиристорного ключа - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к иреобразова- тельной технике и может быть использовано дл  защиты тиристоров при срыве коммутации втиристорных преобразовател х напр жени . Цель изобретени  - повышение надежности работы датчика срыва коммутации тиристорного ключа. Датчик содержит датчик тока (ДТ)2 трансформаторного типа, резисторы 4 и 8, диоды (Д) 5 и 6) и индуктивный элемент (ИЭ) 7. Цервична  обмотка ДТ 2 включена последовательно с защищаемым тиристором 1. Вторична  обмотка ДТ2 защунтирована резистором 4. Аноды Д 5 и 6 объединены и через ИЭ 7 подключены к обшей шине. Катод Д5 подключен к ДТ 2, а катод Д6 - к резистору 8. Вторые выводы ДТ 2 и резистора 8 соединены с обшей шиной. Указанное соединение элементов датчика обеспечивает повышение надежности за счет исключени  св зи с цеп ми управлени  и. дополнительных источников питани . При этом дл  обнаружени  срыва коммутации и дл  управлени  исполнительным органом защиты используютс  импульсы тока в резисторе 8, напр жение на нем и их интегралы. 2 ил. i (Л ьо ю со оо со (риг.1

Description

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано в тиристорных регул торах напр жени , инверторах и преобразовател х частоты дл  защиты тиристоров при срыве коммутации.

Цель изобретени  - повышение надежности работы датчика срыва коммутации тиристорного ключа.

На фиг. 1 представлена структурна  схема предлагаемого датчика; на фиг. 2 - диаграммы токов и напр жений, по сн ющие работу датчика.

Последовательно с тиристором 1 включен датчик 2 тока трансформаторного типа, первична  обмотка которого включена последовательно с защищаемым тиристором 1, а вторична  обмотка 3 шунтирована резистором 4. Аноды диодов 5 и 6 соединены между собой и через индуктивный элемент 7 подключены к общей шине. Катод первого диода 5 подключен к датчику 2 тока, а катод второго диода 6 - к резистору 8. Вторые выводы датчика 2 тока и резистора 8 подключены к общей шине. На фиг. 2 использованы следующие обозначени : 9 - импульсы, управл ющие отпиранием тиристора 1 10 - импульсы, управл ющие запиранием тиристора 1; 11 - анодный ток тиристора 1; 12 - скорость изменени  анодного тока тиристора 1; 13 ток в индуктивном элементе 7; 14 - ток в диоде 5; 15 - ток в диоде 6 и резисторе 8.

Устройство работает следующим образом .

На интервале to-ti тиристор 1 открыт и через него протекает анодный ток 11. В момент tiподаетс  сигнал 10 и происходит коммутаци  тиристора 1. При этом анодный ток 11 тиристора уменьшаетс , в момент t переходит через нуль, измен   свой знак, и достигает в момент tj максимального значени . За врем  tj-t тиристор полностью восстанавливает свои запирающие свойства. Анодный ток 11 дифференцируетс  трансформатором тока, и на резисторе 4 формируетс  напр жение 12 отрицательной пол рности на интервале tj -1зи положительной пол рности на интервале 13-14. На интервале ti- tj под действием напр жени  12 отрицательной пол рности при запертом диоде 6 ток 13 течет через диод 5 по цепи 3-7-5-3. В момент 1з измен етс  пол рность импульса 12 напр жени , отпираетс  диод 6 и ток 13 в индуктивности разветвл етс  на две части. Перва  больша , часть течет через диод 5, а втора , меньша , часть - через диод 6. Одновременно с указанными токами течет составл юща  тока под действием импульса 12 напр жени . На интервале ts-14 она течет в обратном направлении через диод 5 и в пр мом направлении через диод 6.

0

5

На интервале 1з-14 результирующее значение тока 14, протекающего через диод 5, равно разности первой составл ющей тока индуктивности 7 и тока от импульса 12

напр жени  положительной пол рности, а ре зультирующее значение тока 15, протекающего через диод 6, - сумме второй составл ющей тока индуктивности и тока от импульса 12 напр жени  положительной п,ол р- ности. Параметры элементов 4 и 8 выбраны такими, что втора  составл юща  тока индуктивности 7, протекающего через диод 6 и резистор 8, меньше в несколько раз составл ющей тока в индуктивности, протекающего через диод 5. Результирующее зна5 чение тока 15 в диоде 6 и напр жение на резисторе 8 определ ютс  в основном действием импульса ts-14 напр жени  12 положительной пол рности при условии, что он непосредственно следует после импульса t|-1з напр жени  12 отрицательной по0 л рности и его величина не превышает составл ющую тока индуктивности 7, протекающего через диод 5 При этом диод 5 открыт на всем интервале 1з-14 разр да тока 13 индуктивности.

В случае, если по каким-то причинам коммутаци  сорвалась, то после момента ty подачи сигнала 10, соответствующего началу коммутации тиристора 1, анодный ток 11 уменьшаетс , но не достигает нулевого значени . При этом тиристор не запираетс  и

Q ток в нем снова увеличиваетс , достига  в момент tio величины тока нагрузки. Продифференцированный трансформатором тока анодный ток формирует на резисторе 4 напр жение 12 отрицательной пол рности на интервале и напр жение положи5 тельной пол рности на интервале tg-tio. На интервале ty-is импульс 12 напр жени  отрицательной пол рности поддерживает диод 6 в запертом состо нии и обеспечивает протекание тока 13 по цепи 3-7-5-3. Начина  с момента ts, измен етс  пол р0 ность напр жени  12, диод 6 отпираетс  и ток 13 в индуктивности 7 разветвл етс  на две части, причем перва , больша , часть течет через диод 5, а втора , меньша , часть - через диод 6.

После отпирани  диода 5 одновременно с указанными токами под действием импульса 12 напр жени  положени  положительной по л рности течет треть  составл юща  тока через диод 5 в обратном направлении, а через

0 диод 6 - в пр мом. На интервале ts-ig результирующее значение тока 14 в диоде 5 рав но разности первой составл ющей тока инду« тивности и тока от импульса 12 напр жени  отрицательной пол рности, а результирующее значение тока 15 в диоде 6 - сум5 ме второй составл ющей тока в индуктивности и тока от импульса 12 напр жени  положительной пол рности. Составл юща  тока от импульса 12 напр жени  положительной пол рности растет и в момент tg становитс  равной первой составл ющей тока индуктивности 7. На интервале tg-tio результирующее значение тока 14 в диоде 5 становитс  равным нулю, диод 5 запираетс  и через диод 6 и резистор 8 течет ток 15, равный току в индуктивности 7.

Результирующее значение тока в диоде 6 и резисторе 8 определ етс  в основном импульсом 12 напр жени  положительной пол рности , следующим непосредственно за импульсом 12 напр жени  отрицательной пол рности , свойственным процессу при срыве коммутации .

Так как импульс напр жени  положительной пол рности при нормальной коммутации 1з-14 много меньше импульса 12 напр жени  положительной пол рности при срыве коммутации tg-tio, то ток 15 в резисторе 8 и напр жение на нем при срыве коммутации в несколько раз больше, чем при нормальной коммутации. Импульсы тока в резисторе 8, напр жение на нем и их интервалы используютс  дл  обнаружени  срыва коммутации и дл  управлени  исполнительным органом защиты.

Предлагаемое устройство дл  обнаружени  срыва коммутации по сравнению с известным обладает более высокой надежностью , за счет более простого техничес- 5 кого рещени  содержит меньше элементов, в нем отсутствует св зь с цеп ми управлени  и оно не нуждаетс  в источниках питани .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Датчик срыва коммутации гиристорного ключа, содержащий трансформатор тока, первична  обмотка которого предназначена дл  включени  последовательно с контролируемым тиристорным ключом, а вторична  об2 мотка соединена последовательно с первым диодом, первый и второй резисторы, индуктивный элемент и второй диод, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности , аноды первого и второго диодов соединены с первым выводом индуктивного элемента , а катоды подключены соответственно через первый и второй резисторы к второму выводу индуктивного элемента, при этом вторична  обмотка трансформатора тока подключена параллельно первому резистору .

   ff

   фиг. 2

   Редактор В. Петраш Заказ 2233/55

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий

   113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

   Составитель В. Широков Техред И. ВересКорректор А. Т ско

   Тираж 612Подписное