Тиристорный вентиль Советский патент 1983 года по МПК H02M1/08 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть ис пользовано в электроэнергетических установках среднего и высокого напряжения с тиристорным управлением. Известны устройства для управления тиристорами, содержащие входной трансформатор, передаточные трансформаторы и формирователи импульсов управления, выход каждого из которых подключен к управляющему электроду соответствующего тириетора ГО

Недостаток данных устройств - невысокая помехоустойчивость.

Наиболее близок к предлагаемому тиристорный вентиль, содержащий по сле-довательно соединенные тИ исторы каждый из которых зашунтирован цепью из последовательно соединенных конденсатора и резистора, и линию передачи управляющих импульсов в виде двух параллельно соединенных цепей из последовательно включенных RC-элементов, между соединительными проводами которых включены дифференциальные трансформаторы тока по количеству тиристоров, выходные обмотки каждого из которых подсоединены одним выводом к катоду, а вторым выводом через диод к управляющему электроду соответствующего тиристора, причем первые (ВЫВОДЫ каждой цепи RC-элементов подключены к аноду первого тирист-ара, вторые выводы - к формирователю управляющих импульсов на потенциале земли, включающему последовательно соединенные вспомогательный конденсатор, тиpиctopный ключ и резистор, при этом выводы резисторов каждого RC-эломвнта параллельно соединенных цепей зашунтированы двумя последовательно соединенными резисторами , общая точка которых подключена к катоду соответствующего тиристора С 2 }..

Недостатком известного тиристорт ного вентиля является невысокая помехоустойчивость, что снижает его надежность,

.Цель изобретения - повышение помехоустойчивости тиристорного вентиля.

Поставленная цель достигается тем что в тиристорный вентиль, содержащий последовательно соединенные тиристоры, каждый из которых зашунтирован цепью из последовательно соединенных конденсатора и резистора, и линию передачи управляющих импуль

сое в виде двух параллельногсоедмненных цепей из последовательнЬ включенных RC-элементов, между соединительными проводами которых включены диффере нциальные трансформаторы тока поколичеству тиристоров, выходные обмотки каждого из которых подсоединены одним выводом к катоду, а вторым выводом - через диод к управляющему

электроду соответствующего тиристора, причем первые выводы каждой цепи RC-элeмeнтo8 подключены к аноду первого тиристора, вторые выводы -к формирователю управляющих импульсов на

потенциале земли, включающему последовательно соединенные вспомогательный конденсатор, тиристорный ключ и резистор, при этом выводы резисторов каждого RC-элемента параллельно соединенкшх цепей зашунтированы двумя последовательно сс диненными резисторами, общая точка которых подключена к катоду соответствующего тиристора, введены два пороговых элемента и Два

реактивных элемента, причем каждый выход формирователя управляющих импульсов соединен с землей через соответствующую цепь из последовательно . соединенных порогового и реактивного

элементов.

I .На чертеже приведена принципиальная электрическая схема тиристорного вентиля.

Предлагаемый тиристорный вентиль содержит последовательно соединенные тиристоры 1, каждый из которых зашунтирован цепью из последовательно соединенных резистора 2 и конденсатора 3 а также линию передачи управ-г ляющих импульсов из последовательно соединенных конденсаторов 4 и резисторов 5 дифференциальные трансформаторы 6 тока, диоды 1, шунтирующие последовательно соединенные резисторы 8, вспомогательный конденсатор ЭДтиристорный ключ 10 формирователя импульсов, резистор 11, конденсаторы 12, пороговые элементы 13, и резистор k. Реактивные элементы могут быть выполнены на основе конденсаторов или двухобмоточного дросселя.

Тиристорный вентиль работает следующим образом.

При поступлении стартового импульс на тиристорный ключ 10 он открывается,и конденсатор 9 через резистор 11 разряжается на две последовательно включенные цепочки из конденсаторов и резисторов 5, в результате чего в выходных обмотках дифференциальных трансформаторов 6 тока возникает управляющий импульс, который через дио 7 поступает на управляющие электроды тиристоров (групп тиристоров) 1 и от крывает их. При работе тйристорного вентиля на нем возникают значительные скачки напряжения, вызывающие токи-помехи, которые могут вызвать ложное включение тиристоров, попадая на их управляющие электроды. В предлагаемом вентиле скачки напряжения к межобмоточной емкости транс форматоров 6 не прикладываются, так как напряжение между звеньями RC-цепочек 3, 2 и 5, одинаково. Если из за разброса параметров RC-цепочек 3, 2 и 5, 6 возникает небольшая разность потенциалов, то ток, обусловленный этой разностью, будет протекать по шунту из резисторов 8, минуя управляющие электроды тиристоров 1. В результате некоторого разброса значений конденсаторов k и резисторов 5 при приложении скачка напряжения по входным обмоткам трансформато ров 6 потекут направленные в одну сторону неодинако.вые токи, разность которых будет наводить некоторое напряжение на их выходных обмотках. Вследствие включения в цепъ управленкя пороговых элементов 13 эта разность всегда наводит в выходных обмотках трансформаторов 6 напряжение, не создающее ток в цепи управляющего электрода тиристоров 1 (пунк тирная.стрелка). Например, при приложении к аноду тйристорного вентиля положительного скачка напряжения по RC-цепочкам 5i и входным обмоткам трансформаторов 6 потекут токи, направление которых показано пунктирной стрелкой. В левой ветви схемы этот ток меньше, чем в правой из-за действия порогового элемента. Поэтому разность этих токо во входных обмотках трансформаторов 6 имеет направление, противоположное току управления, т.е. диод 7 для вто ричного тока закрыт (пунктирная стре ка ). / Если полярность скачка напряжения изменится, то направление тока в RC- цепочках 5, будет таким, как показано штрих-пунктирными стрелками. В результате действия правого порогово го элемента 13 этот ток в правой ветви cxeMii меньше, чем .в левой и, последовательно, в выходной обмотку трансформаторов 6 опять наводится напряжение, направление которого противоположно направлению проводимости диода 7. Таким образом, при любой полярности скачков напряжения на вентиле в выходных обмерках трансформаторов 6 не может возникнуть помеха, которая приведет к ложному включению тиристоров 1. Величина напряжения стабилизации пороговых элементов 13 должна выбираться в зависимости от величины раз броса значений конденсаторов Ц и резисторов 5 и может составить несколько процентов напряжения вентиля. Резисторы 5 выбираются небольшой величины с тем, чтобы мощность формирователя была невелика.Резисторы 8 выбираются значительной величины, но на порядок меньшей межобмоточного емкостного сопротивления трансформаторов 6 для максимально возможны частоты воздействий на вентиль . Емкости конденсаторов 12 должны быть больше чём емкости конденсаторов . Часть тока формирователя ответвляется через пороговые элементы 13 в конденсаторы 12, что несколько увеличивает мощность формирователя. Поэтому в некоторых случаях целесообразно вместо конденсаторов 12 использовать дроссель со средней точкой, которая соединена с з.емлей. В этом случае для тока от скачков напряжения обе его noлyoбмoтto будут включены встречно и на работу вентиля влияния не окажут. В то же время для тока от формирователя импульсов эти полуобмотки окажутся включенными согласно и поэтому представ-, ляют значительное сопротивление. Использование изобретения обеспечивает повышение помехоусто2 чивости тйристорного вентиля ,к скачкам напряжения на вентилях, что повышает надежность.

ТИРИСТОРНЫЙ ВЕНТИЛЬ, содержащий последовательно соединенные тиристоры, каждый из которых зашунтирован цепью из последовательно соединенных конденсатора и. резистора, и линию передачи управляющих импульсов в виде двух параллельно соединенных цепей из последовательно включенных RC-элеменТов,между соединительными про водами которых включены дифференциальные трансформаторы тока по количе ству тиристоров, выходные обмотки каждого из которых подсоединены од;ним выводом к катоду, а вторым выводом - через диод к управляющему электроду соответствующего тиристора, причем первые выводы каждой цепи RC-элементов подключены к аноду первого тиристора, вторые выводы - к формирователю упр.авляющих М4пульсо8 на потенциале земли, включающему последовательно соединенные вспомогательный ко |денсатор, тирнсторный ключ и резистор, при этом выводы резисторов каждого RC-элемента параллельно соединенных цепей зашунтированы двумя последовательно соединенными резисторами, общая точ ка которых подключена к катоду сорт§ ветствующего тиристора, о т л и чающийся тем , что, с целью О) повышения надежности и помехоустой-, .чивости, в него введены два порого вых элемента и два ре акт и элемента, причем каждый выход формиро вателя управляющих импульсов соединен с землей через соответствующую цепь из последовательно соединенных D порогового и реактивного элементов. эо эо а