Тиристорный переключатель трехфазных цепей Советский патент 1986 года по МПК H03K17/56 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано для включения и выключения реактивных нагрузок. Целью изобретения является повышение надежности путем снижения рабочего напряжения на фототиристорных оптронах управления при выключенном состоянии тиристоров. На чертеже приведена экспериментальная электрическая схема тиристорного переключателя трехфазных цепей, Тиристорный переключатель трехфазных цепей состоит из входных шин 1 - 3 питания и выходных шин 4-6 для подхслючения нагрузки. Меж ду вход1Л)1ми шинами 1 - 3 и выходными шинами 4-6 включены встречнопараллельно в цепи каждой фазы первые тиристоры 7 - 9 и вторые тиристоры 10 - 12 через пятые диоды 13 15, Между анодами вторых тиристоров 10-12 калщой фазы и их катодами включены диодные мосты, состо ящие из первых 16 - 18, вторых 19 21, шестых 22 - 24 и седьмых 25 диодов соответственно. При этом входы переменного тока диодных мостов соединены с выводам анодов и катодов вторых тиристоров 10 - 12, а выходы постоянного тока соединены с выводами фототиристоров соответствуюш,их оптронов 28 - 30, Управляющие электроды первых 7-9 и вторых 10 - 12 тиристоров соединены через третьи 31 - 33 и четвертые 34 - 36 диоды с анодами соответ ствующих стабилитронов 37 - 39, Катоды этих стабилитронов соединены с катодами соответствующих первых 16 - 18 и вторых 19-21 диодов. Аноды пятых диодов 13 - 15 соедине ны через соответствующие токоограни чивающие резистора 40 - 42, включенные между собой в звезду, Свето диоды оптронов 28 - 30 соединены между собой в последовательную цеп крайние выводы которой подключены шинам управления 43 и 44, I Устройство работает следующим образом. При подаче напряжения на шины управления 43 и 44 происходит вклю чение фототиристоров оптронов 28 30, которые обеспечивают запирание соответствующих .первых 7 -9 и вто 10 - 12 тиристоров при прохож4ении через них прямого тока через нуль. Принцип запирания тиристоров на примере работы фаз А и В, Тиристоры, установленные в третьей фазе, запираются аналогичным образом. При положительной полуволне напряжения на аноде второго тиристора 10 через входную шину 1, первый диод 16, фототиристор оптрона 28, шестой диод 22, токоограничивающие резисторы 40 и 41, второй диод 20, фототиристор оптрона 29, седьмой диод 26 и входную шину 2 протекает ток. Этот ток обеспечивает шунтирование через шестой диод 22 ц.епь, состоящую из последовательно соединенных стабилитрона 37, четвертого диода 34 и управляющего перехода второго тиристора 10, и цепь через седьмой диод 26, состоящую из последовательно соединенных стабилитрона 38, третьего диода 32 и управляющего перехода первого тиристора В, При положительной полуволне напряжения на аноде второго тиристора 11 через входную щину 2, первый диод 17, фототиристор оптрона 29, шестой диод 23,. токоограничивающие резисторы 40 и 41-, второй диод 19, фототиристор оптрона 28, седьмой диод 25 и входную шину 1 протекает ток. Этот ток обеспечивает шунтирование через шестой диод 23 цепь, состоящую из последовательно соединенных стабилитрона 38, четвертого диода 35 и управляющего перехода второго тиристора 1, и цепь через седьмой диод 25, состоящую из последовательно соединенных стабилитрона 37, третьего диода 31 и управляющего перехода первого тиристора 7, Для включения устройства прерывается цепь питания светодиодов оптронов 28 - 30 путем снятия сигнала с шин управления 43 и 44, В этом случае фототиристоры оптронов 28 - 30 запираются и обеспечивают прохождение тбков управления через тиристоры. Принцип включения тиристоров рассмотрим на примере работы фаз А и В, Тиристоры, установленные в третьей фазе, включаются аналогичным образом. При запирании фототиристоров оптронов 28 и 29 при положительной полуволне напряжения на аноде вто3рого тиристора 10 ток через управл ющие электроды второго тиристора 1 и первого тиристора 8 протекает от входной шины 1 через первый диод 1 стабилитрон 37, четвертый-диод 34, управляющий переход второго тиристора 10, токоограничивающие тирист ры 40 и 41, второй диод 20, стабилитрон 38, третий диод 32, управля ющий переход первого тиристора 8 входной шине 2, В этом случае отпи ются второй тиристор 10 и первый тиристор 8 и через выходные шины 4и 5 начинает протекать ток нагрузки, а ток из цепей управления у занных, тиристоров отводится, так как начинает протекать ток от вход ной шины через второй тиристор 1 токоогрЕяичивающие резисторы 40 и 41, пятый диод 14, первый тиристор 8 к входной шине 2, Включение второго тиристора 10 и первого тиристора 8 вызывает отключение их цепе управления, так как они шунтируютс более низкоомной цепью и меньшим остаточным напряжением второго тиристора 10, пятого диода 14 и первого тиристора 8 по сравнению с бо лее высоким порогом включения стабилитрона 37 и 38 соответственно. При положительной полуволне напряжения на аноде второго тиристор 11 ток через управляющие электроды второго тиристора 1I и первого тиристора 7 протекает от входной шины 2 через первый диод 17, стабили рон 38, четвертый диод 35, управляющий переход второго тиристора 11, токоограничиваю1цие резисторы 4 и 40, второй диод 19, стабилитрон 37, третий диод 31, управляющий переход первого тиристора 7 к входной шине 1. В этом случае отпираются второй тиристор I и первый тиристор 7 и через выходные шины 4.и 5начинает протекать ток нагрузки другой полуволны напряжения, а ток из цепей управления указанных тирис торов отводится, так как начинает протекать ток от входной шины 2 через второй тиристор 11, токоограничивающие резисторы 41 и 40, пятый диод 13, первый тиристор 7 к входной шине 1, Включение второго тиристора 11 и первого тиристо ра 7 вызывает отключение цепей управления, которое осуществляется по указанному принципу. 144 4 Оптроны 28 - 30 в предложенном устройстве при выключенном и включенном состоянии находятся под незначительным напряжением, При выключенных тиристорах напряжение на оптронах равно прямому падению напряжения на фототиристорах. При включении тиристоров в течение времени их включения к закрытым фототиристорам оптронов 28 и 29 прикладывается напряжение, которое ниже па.дения напряжения на открытых тиристорах и соответствующих первых 16 - 1 8 и шестых 22 диодах или вторых диодах 20, седьмб1х диодах 26 и пятом диоде 14. Аналогичным образом можно определить падение напряжения на фототиристорах оптронов 28 и- 29 в течение другой полуволны напряжения и напряжения на фототиристоре оптрона 30. В практических схемах величина напряжения составляет единицы вольт. В случае отсутствия пятых диодов 13 - 15 при закрытых тиристорах ток управления проходит и через выходные шины 4-6, что вызывает появление на ней напряжения помехи значительной величины при высокоомной нагрузке, а при низкоомной нагрузке через управляющие цепи тиристоров протекает значительный ток, который выводит из строя элементы схемы. При включенных тиристорах ток, протекающий через управляющие электроды, замыкается при низкоомной нагрузке через нагрузочные цепи и вызывает выход из строя тиристоров. Формула изобретения Тиристорный переключатель трехфазных цепей, содержащий в каждой коммутируемой фазе первый и второй тиристоры, включенные встречно между входной и выходной шинами, первый диод, включенный анодом с входной шиной, второй диод, включенный аноом с катодом второго тиристора, третий диод, включенный катодом с управляющим электродом первого тиистора j четвертый диод включенный атодом с управляющим электродом торого тиристора, оптрон, у котороо анод фототиристрра соединен с каодами первого и второго диодов, светодиодь оптронов коммутируемых аз соединены в последовательную епь, крайние выводы которой соеди5 1274144. 6

йены с шинами управления, и токоог-оптрона, седьмой диод катодом раничивающие резисторы в каждой ком-соединен t входной шиной, а анодом мутируемой фазе, отличаю-с катодом фототиристора оптрона, щ и и с я тем, что, с целью повы-аноды третьего и четвертого диошения надежности, а цепь каждой дов соединены с анодом стабилитро- . коммутируемой фазы введены три дио- на,-катод которого соединен с.катода и стабилитрон, при этом пятыйдами первого и второго диодов, диод включен в прямом направлении.первые выводы токоограничивающих между катодом второго тиристора ирезисторов объединены, а вторые выходной шиной, шестой диод като-ю выводы соединены с катодами дом соединен с анодом пятого диода, соответствующих шестых диоа анодом - с катодом фототиристораДов.