SU237233A1 - Устройство для переключения трансформаторов - Google Patents

Description

В известных устройствах дл  переключени  трансформаторов под нагрузкой, содержащих включенные встречно-параллельные тиристоры с управл ющими элемептам 1 в переключаемых ветв х, пик-трансформаторы , фиксирующие момент прохождени  тока в тиристорах через нуль, и полупроводниковые диоды, происходит кратковременный разрыв цепи нагрузки, необходимый дл  обеспечени  надежности работы самого переключающего устройства и дл  предотвращени  короткого замыкани  регулируемого трансформатора .

Этот разрыв ввиду кратковременности не вли ет существенно на режим нагрузки (потребител ), однако вызывает значительные перенапр жени  на элементах переключающего устройства и требует специальных мер по защите управл емых вентилей от перенапр жений , особенно при индуктивных нагрузках .

В предлагаемом устройстве в качестве управл ющих элементов дл  каждого тиристора включаемой и отключаемой ветвей использованы триггеры с двум  входами, причем к одним из входов триггеров каждой ветви подключен пик-трансформатор той же ветви через полупроводниковые диоды одинаковой пол рности , а к другим входам триггеров каждой ветви - пик-трансформатор другой ветви

через полупроводниковые диоды различных пол рностей. Пик-трансформаторы снабжены отдельной обмоткой подмагничивани  и содержат во вторичной цепи включенные встречно-параллельно неуправл емый диод и тиристор, управл ющий электрод которого подключен к дополнительному выходу указанного триггера.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства. Оно содержит, по крайней мере, по два тиристора 1,2 н 3, 4 в каждой ветви.

Каждый тиристор имеет свои управл ющие элементы - триггеры 5, 6 и 7, 8.

В каждую из ветвей переключающего устройства включены пик-трансформаторы 9 и 10. Импульсы с пик-трансформаторов через блок-контакты 11 и 12 и через включающие  чейки 13 и 14 подаютс  на разделительные

трансформаторы 15 и 16, а со вторичных обмоток этих трансформаторов - на входы триггеров.

Импульсы пик-трансформатора 9 поступают на отключающие входы 17 и 18 триггеров 5

и 7 и на включающие входы 19 и 20 триггеров 6 и 8, а импульсы пик-трансформатора 10 - на отключающие входы 21 и 22 триггеров 5 и S и включающие входы 23 и 24 триггеров 5 и 7. При состо нии триггера, условно

ние на основном выходе, а при отключенном состо нии - на всномогательном выходе. Из одного состо ни  в другое схема переводитс  подачей импульсов на включающие н отключающие входы.

Кроме основных обмоток, каждый пиктрансформатор имеет обмотку нодмагничивани , на которую лодаетс  посто нное напр жение . Пол рности включени  обмоток пиктрансформаторов разделительных трансформаторов и диодов 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, включенных в их вторичные цепи, а также диодов 33 и 34 и тиристоров 35 и 36 включающих  чеек выбирают такие, которые обесиечнвают поступление управл ющих, импульсов в нужные моменты дл  получени  правильной последовательности операний.

Назначение включающих  чеек - согласование пол рности управл ющих импульсов с пол рностью намагничивани . Тиристоры включающих  чеек (маломощные) управл ютс  напр жением, снимаемым со вспомогательных выходов 37 и 38 триггеров 5 и 6. В схеме имеютс  также две линии задержки 39 и 40 дл  создани  дополнительных сдвигов импульсов.

Схема работает следующим образом.

В исходном состо нии иереключатели 41 и 42 наход тс  .на ооответсгвующих ответвлени х регулировочной обмотки 43. Триггеры 5 и 7 включены, следовательно, подано напр жение на управл ющие электроды тиристоров

Iк 3. Эти тиристоры попеременно открываютс , обеспечива  прохождение тока нагрузки 44 через ответвление 41. Если триггеры 6 и 8 отключены, напр жение на управл ющие электроды тиристоров 2 и 4 не. поступает, и эти тиристоры остаютс  все врем  закрытыми . Блок-контакты // разомкнуты, а блокконтакты 12 замкнуты. При прохождении тока через нуль на вторичной обмотке пиктрансформатора 9 возникают импульсы напр жени , однако, они не поступают в цепи управлени  триггерами, так как блок-контакт

IIразомкнут. Благодар  подмагничиванию управл ющие импульсы оказываютс  сдвинутыми навстречу друг другу.

Дл  переключени  тока с ответвлени  переключател  41 на ответвление переключател  42 необходимо разомкнуть блок-контакт 12 и включить блок-контакт 11. Если при этом ток протекает через тиристор 1, то при ближайшем переходе этого тока через пулевое значение на вторичной обмотке пик-трансформатора по вл етс  импульс отрицательной пол рности, который не пропускаетс  диодом 33 и закрытым тиристором 55 включающей  чейки 13. После перемены знака тока, следующей за полупериодом, в который ток проходил через тиристор 3, пол рность управл ющего импульса оказываетс  положительной , и этот импульс пропускаетс  диодом 33. Благодар  подмагничиванию импульс по вл етс  после момента перехода тока через нуль, т. е. уже в начале следующего полупериода , когда вновь проводит тиристор /. При этом по вл ютс  имиульсы на отключающих входах триггеров 5 и 7, которые отключаютс  и снимают напр жение с уиравл ющих электродов тирцсторов / и 5. Однако ток через тиристор 1 продолжает протекать. Одновременно подаетс  напр жение на уиравл ющий электрод тиристора 35 включающей  чейки, и эта  чейка подготавливаетс  к пропусканию импульсов обратной пол рности.

Благодар  диодам 29 и 31 управл ющий импульс возникает только на включающем входе триггера 6. Последний включаетс  и подает напр жение на управл ющий электрод

тиристора 2. Задержка, вносима  линией задержки 39, устран ет возможные неправильности в работе схемы, вызванные разбросом времени срабатывани  триггеров.

ДальнеЙ1нее поведение схемы зависит от

характера нагрузки и направлени  потока энергии через трансформатор. Если в момент подачи напр жени  на управл ющий электрод тиристора 2, т. е. в момент, близкий к переходу тока нагрузки через нулевое значевне , напр жение на этом тиристоре положительное , то тиристор открываетс  сразу. Если же в этот момент наир жение отрицательное, то оно сделаетс  положительным не более, чем через полиериода. Б этом случае тиристор открываетс  с некоторой задержкой.

В обоих случа х тиристоры 1 и 2 оказываютс  открытыми одиовременно, но короткого замыкани  не может произойти, так как оба тиристора провод т ток нагрузки в одиом направлении .

Циркулирующий ток в цепи тиристоров 1 и 2, вызванный напр жением ступени, протекает лишь до тех нор, нока общий ток в цепи тиристора 1 не станет равным нулю, а ток в

цепи тиристора 2 не станет равным току нагрузки . В этот момент коммутаци  заканчиваетс , т. е. тиристор 1 закрываетс , и ток нагрузки полностью переходит на включаемую ветвь.

Продолжительность коммутации зависит от направлени  регулироваии , направлени  потока энергии через трансформатор, фазового угла нагрузки, величины тока нагрузки и величины индуктивности ступени.

По окончании коммутации на вторичной обмотке пик-трансформатора по вл етс  управл ющий имнульс отрицательной пол рности . Тиристор 35 пропускает этот импульс, так как на его управл ющем электроде имеетс  положительное напр жение. Благодар  наличию подмагничивани  пик-трансформатора управл ющий импульс по вл етс  несколько ранее момента исчезновени  тока в тиристоре 1. Подмагничивание обеспечивает также

достаточную величину управл ющего импульса при исчезновении тока в тиристоре 1. При отсутствии подмагничивани  этот импульс был бы значительно меньше первого, так как при исчезновении тока не происходитрансформатора . Управл ющий импульс поступает через диод 5/ на включающий вход триггера 8 и включает этот триггер - напр жение подаетс  на управл ющий электрод тиристора 4.

Тиристоры 2 и 4 открываютс  попеременно, обеспечива  прохождение тока нагрузки через ответвление переключател  42. Дл  включени  в обратную сторону необходимо отключить блок-контакты 11 к включить блок-контакты 2, а дл  дальнейщего переключени  в ту же сторону предварительно перевести переключатель с ответвлени  переключател  41 на ответвление переключател  45, после чего переключить блок-контакты.

В обоих случа х схема работает так , как было описано, но при этом импульсы получаютс  от второго пик-трансформатора, отключаютс  триггеры 5 и S и тиристоры 2 н 4, а триггеры 5 и 7 и тиристоры 1 и 3 включаютс .

Таким образом, переключение происходит без разрыва цепи, благодар  чему восстанавливающиес  напр жени  промышленной частоты на тиристорах не больше напр жени  ступени.

В тех случа х, когда пик-трансформаторы дают достаточные по величине импульсы при отсутствии перемагничивани , т. е. не при переходе тока через нуль, а при подходе к нулю, надобность в иодмагничивании, а следовательно , и во включающих  чейках отпадает.

Разделительные трансформаторы могут не устанавливатьс  в случае применени  в схеме магнитных триггеров.

Во избежание длительного обтекани  тиристоров током в схеме должны быть предусмотрены специальные шунтирующие контакты .

Предмет изобретени 

Claims (2)

1.Устройство дл  переключени  трансформаторов под нагрузкой, содержащее включенные встречно-параллельно тиристоры с управл ющими элементами в переключаемых ветв х, пик-трансформаторы, фиксирующие момент прохождени  тока в тиристорах через

нуль, и иолупроводниковые диоды, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности переключени , в качестве управл ющих элементов дл  каждого тиристора включаемой и отключаемой ветвей использованы

триггеры с двум  входами, причем к одним из входов триггеров каждой ветви подключен пик-трансформатор той же ветви через полупроводниковые диоды одинаковой пол рности , а к другим входам триггеров каждои ветви - пик-трансформатор другой ветви через полупроводниковые диоды различных пол рностей.

2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что пик-трансформаторы снабжены отдельной

обмоткой подмагничивани  и содержат во вторичной цепи включенные встречно-параллельно неуиравл емый диод и тиристор, управл ющий электрод которого подключен к дополнительному выходу указанного триггера .

И5