Устройство для коммутации тока Советский патент 1983 года по МПК H03K17/68 

Изобретение относится к бесконтактным выключателям переменного тока на тиристорах. Известно устройство для коммутации тока, содержащее тиристор, подсоединенный через нагрузку к источнику переменного тока, резистор, подключеншлй параллельно тиристору, и цепочку, состоящую из диода и ключа l . Недостатком устройства является то, что оно не способно обеспечить открыти тиристора при углах управления близких к нулю и, следовательно, создает значительные коммутационные электрические помехи в режимах коммутации нагрузки. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уст ройство для коммутации тока, содержащее тиристор, подсоединенный через загрузку к источнику питания переменного тока, резистор, включенный параллель но тиристору, диод и ключ, а также источник постоянного тока, образованный трансформатором, выпрямителем и фильтром 23 . Недостатками известного устройства являются наличие электрических помех при открывании тиристора в течение каж- дого периода питающего переменного напряжения при зaкopoчe нoм ключе, низкая надежность из-за наличия положительного напряжения на управляющем электроде тиристора при отрицательной полуволне питающего напряжения, наличие делителя напряжения, в результате чего проходит дополнительный ток через- нагрузку и резистор, включеннь1й параллельно тирис- тору. Кроме того, устройство может быть использовано только для активной нагрузки, ток нагрузки задается делителем и не может изменяться в широких пределах, ввиде чего область применения указанного устройства ограничена. Цель изобретения - повыщение помехоустойчивости устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для коммутации тока, содержащее первый тиристор, подсоеди- ненный через нагрузку к источнику переменного тока, трансформатор, выпрями тель и фильтр, первичная обмотка трансформатора подключена к источнику переменного тока, а также ключ, введены, первый и второй аиоаы, второй тиристор J первый и второй транзисторы, стабилитрон и пять резисторов первый диод включен в прямом направлении между нагрузкой и первым тиристором, второй диод включен в прямом направлении между выпрямителем и филь тром, а второй тиристор анодом ПОДКЛКУчен к выходу фильтра через соединенные последовательно ключ и первый резистор а катодом подключен к базе первого транзистора и через второй резистор - к катоду первого тиристора, оба транзистора эмиттерами соединены с катодом первого тиристора, коллектор первого транзистора соединен с базой второго транзистора и через третий резистор с выходом вьшрямителя, второй транзистор коллектором соединен через стаб литрон, включенный в обратном направле mm, с управляющим электродом тиристо paj через четвертый резистор - с точко соединения ключа и первого резистора и с управляющим электродом второго тири тора через пятый резистор. Тиристор может быть включен в диагональ диодного моста, вход которого через нагрузку подключен к источнику питания переменного тока, На ф}П. 1 представлена схема устрой ства; на фиг. 2 - то же, с однофазным диодным мостом. Устройство состоит из тиристора 1, анод которого через диод 2 и нагрузку 3 подключен к клемме 4 источника переменного тока, клемма 5 источника переменного тока соединена с катодом тиристора, обмотки 6 трансформатора 7, подключенной к клеммам 4 и 5, обмотки 8 трансформатора 7, подключенной к входу выпрямителя 9, выход которого через диод 10 подключен к фильтру 11, ключа 12, подключенного к катоду диода 10, резисторов 13-15, к которым подключены транзистор 16 и маломощны тиристор 17, а также резистора 18, к которому базой подключен тиристор 19, коллектор которого подключен к выходу выпрямителя через резистор 20, а коллектор транзистора 16 подключен к управляющему электроду тиристора 1 чере стабилитрон 21. Устройство работает следующимi . образом. После подключения клемм 4 и 5 к электрической сети переменногЬ тока на обмотку 6 трансформатора 7 подается напряжение питающей сети. С обмотки 8 транформатора 7 переменное напряжение выпрямляется диодами выпрямителя 9 и через диод 1О подается на фильтр 11. При замыкании ключа 12 постоянное напряжение подается isa транзистор 16 и тиристор 17 через резисторы 14 и 13 соответственно. Одновременно пульсирующее напряжение с выхода выпрямитепя 9 через резистор 2О подается на базу транзистора 16, благодаря чему транзистор 16 остается открытым все время, за исключением момента прохоясдения питающего переменного напряжения через нуль. После замыкания ключа 12 при первом прохождении питающего напряжения через нуль транзистор 16 запирается, так как постоянное напряжение через резистор 14 и стабилитрон 21 подается на управляющий электрод тиристора 1 и через резисторы 14 и 15 - на управляющий электрод 17, благодаря чему тиристор 17 открывается, Напряжение, снимаемое с тиристора 18, открывает транзистор 19, в результате чего шунтируется вход транзистора 16, и пульсирующее напряжение с выхода выпрямителя 9 через резистор 20 больше не открывает транзистор 16. Поэтому постоянное напряжение с выхода фильтра 11 через, замкнутые контакты ключа 12, рейистор 14 и стабилитрон 21 подается постоянно яа управляющий электрод тиристора 1 сразу же после прохождения питающего напряжения через нулевое значение, вследс.вие все последующие полупериоды (положительные) проходят через тиристор 1 практически без помех, так как характеристика тиристора спрямляется благодаря необходимому постоянному положительному напряжению на управляющем электроде. Остальное питак лее напряжение на анод тиристора не поступает благодаря диоду 2. На фиг. 2 показан вариант принципиальной схемы для двухполупериодной схемы, работа которой аналогична рассмотренной. В этом варианте вместо диода 2 использован однофазный диодный мост. Таким образом, включение диода 2 (диодного моста 2) между нагрузкой и анодом тиристора, а также включение Мбло1 ощного тиристора, двух транзисторов j стабилитрона и пяти резисторов псхзволяет обеспечить работу устройства ДЛЯ коммутации тока практически без по мех, так как после замыкания ключа 12, характеристика тиристора 1 спрямляется и тем самым тиристор открывается при углах, близких к нулю , обеспечивая низкий уровень помех при включении тиристора по сравнению с про тотипом. Предлагаемое устройство характеризуется высокой надежностью и экономич ностью. Формула изобретения Устройство для коммутации тока, содержащее первый тиристор, подсоединенный через нагрузку к источнику питания переменного тока, трансформатор, вьшрямитель и фильтр, первичная обмотка трансформатора подключена к источнику питания переменного тока, а также ключ отличающееся тем, что, с це,лью повышения помехоустойчивости, в Него введены первый и второй диоды, второй тиристор, первый и второй транзисторы, стабилитроны и пять резисторов, при этом первый диод включен в прямом направлении между нагрузкой и первым тиристором, второй диод включен , в прямом направлении между вьтрямителем и фильтром, а второй тиристор анодом подключен к выходу фильтра через соединенные последовательно ключ и первый резистор, а катодом подключен к базе первого транзистора и че|эез второй резистор к катоду первого тиристора, оба транзистора эмиттерами соединены ,с катодом первого тиристора, коллектор первого транзистора соеаинен с базой второго транзистора, и через третий резистор с выходом выпрямителя, второй транзистор коллектором соединен через стабилитрон, включенный в обратном направлении,с управляющим электродом первого тиристора и через четвертый резистор - с точкой соединения ключа и первого транзистора и с управл$пошим электродом второго тиристора через пятый резистор. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 3960О7, кл. Н ОЗ К 17/74, 1973, 2.Авторское свидетельство СССР № 792591, кл. И 03 К 17/72, 1979, (прототип).

г--1 I II I

чЬ

у

11,

г

||

I

о

Sl