Устройство для управления симисторами Советский патент 1988 года по МПК H02M1/08 

Иэобреч ение относится к электротехнике, а именно к устройствам уп равления низковольтными бесконтактным устройствами коммутации в много- фазных цепях переменного тока, применяемых, в частности, в системах элекроснабжения наиболее ответственных потребителей электроэнергиио

Цель изобретения - уменьшение ком мутационных помех при первом включении устройства

На фиГо приведена схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу

Устройство для управления симметричными тиристорами 1-3, включенными последовательно с нагрузками 4 6 соответственно в фазах А, В, С цепи переменного тока, причем вторые выводы нагрузок 4-6 объединезш и подключены к нулевому проводу сети, содержит трансформаторы 7-9 напряжения, первичные обмотки 7о1; 8с1 и 9о1 которых включены соответственно между фазами А, В, Си нулевым проводом В управляющую цепь каждого симистора 1 - 3 включены по два выпрямителя 10 и 11, тиристорная оптопа ра 12 и два резистора 13 и 14о Поло- ьтательные выводы выпрямителей 10 и 1 подключены соответственно к уп- paвляющe ry электроду и катоду симистора 1 (), а отрицательные выводы выпрямителей 10 и П объединены и подключены к первому выводу резистор 13J второй вывод которого через перход катод-анод фототиристора оптопа- ры 12 соединен с катодом симистора 1 (), светодиод оптопары 12 пере- ходом анод-катод и второй резистор 14 включены параллельно соответственно переходу катод-управляющий электрод симистора 1(2,3) и выводам выпрямителя 10„ К входам выпрямите- лей 10 и П в цепи управления симис- тором 1(2,3) подключены соответствен вторичная обмотка трансформатора напряжения последующей 8„2 (9,2, 7.2) и вторичная обмотка 9,2 (7в2„ 8,2) трансформатора напряжения предыдущей фазы сети переменного тока

Устройство работает следующим образом.

При поступлении на вход устройства трехфазного переменного напряжения синусоидальной формы (фиг„2) к первичным обмоткам 7,lj 8„1 и 9„1 трансформаторов 7-9 прикладываются

.

5

0 5 30 0д

0

5

соответственно фазные напряжения и/) 9 Ug, U(-, а на вторичных обмотках 7„2; 8о2 и 9о2 наводятся ЭДС соответствующих величин синусоидальной формы, которые с помощью выпрямителей 10 и 11 преобразуются в постоянные пульсирующие напряжения U , U,, U и подаются в управляющие цепи симисторов 1 - Зо При этом в управляющие цепи симисторов I - 3 поступают соответственно напряжения Uj, V Ug, U,

Ufc

Рассмотрим работу устройства на примере включения симистора 1 фазы А, так как управление остальными си- мисторами 2 и 3 в фазах В и С проис-т ходит аналогичным образом

Пусть поступление переменного напряжения на вход устройства происходит в момент времени t,(фиг,2), При этом напряжение Uj, на выходе выпрямителя 10 выше напряжения U:E на выходе выпрямителя 11 в управляющей цепи симистора 1, Насмотря на то, что напряжение U(, является отпирающим напряжением управляющего перехода симистора 1, ток через управляющий переход симистора 1 протекать не будет, так как тиристор оптопары 12 не включен 5 ибо к светодиоду оптопары 12 приложено обратное напряжение, равное Ut, Uc Начиная с момента t напряжение U на выходе выпрямителя 11 станет больше напряжения и 1 на выходе выпрямителя 10, при этом через светодиод оптопары 12 начинает протекать ток, который определяется разностью напряжений и и величиной резистора 14„ После включения светодиода оптопары 12, запираются диоды выпрямителя 10 и включается тиристор оптопары 12, через который протекает ток, определяет мый напряжением резистором 13, Начин 1я с момента tj напряжения U на выходе выпрямителя 10 становится вьше напряжения Ug на выходе вьтрями- теля 115 что приводит к прямому смещению управляющего перехода симистора 1 и к обратному смещению перехода анод-катод светодиода оптсопары 12. При этом отпирается управляющий переход симистора 1 и запирается светодиод оптопары 12о После открытия управляющего перехода симистора 1 через него протекает ток, определяемый напряжением и, сопротивлением резистора 13, при этом диоды выпрямителя П

заперты обратным напряжением Uj,-Up, а к переходу анод-катод светидиода оптопары 12 прикладывается обратное напряжение, равное падению напряжения на управляющем переходе симистора 1 ()i Таким образом, первоначалвное включение симистора 1(2,3) происходит только в момент перехода напряжения U(U0,Ug) через нулевое значение, что практически исключает возникнове - ние коммутационных перенапряжений в сети переменного тока, которые возникают при включении аналогичных уст

ряде случаев позволяет отказаться

от устройств защиты от перенапряжений,

Формула изoбpeteния

Устройство для управления симисто- рами, каждый из которых последовательно с нагрузкой анодом подключен к соответствующему фазному зажиму питающей сети, содержащее в каждой фазе трансформатор напряжения, первичная обмотка которого включена между соответствующим-фазным зажимом и кулевым проводом питающей сети, первый

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено для управления низковольтными бесконтактными элементами коммутации в многофазных цепях переменного тока Цель изобретения - уменьшение коммутаци- loHHbrx помех при первом включении устройствао Если включение устройства произойдет, когда напряжение на выходе выпрямителя 10 выше напряжения на выходе выпрямителя 11, несмотря на то, что выходное напряжение выпрямителя 10 является отпирающим для симистора I, он не откроется, так как фототиристор оптопары 12 не включен, Симистор 1 будет оставаться закрытым до тех пор, пока напряжение на выходе выпрямителя 10 опять не станет вьше выходного напряжения выпрямителя 11, при этом отпирание симистора 1 происходит при равенстве этих напряжений, , когда напряжение фазы, в которую включен симистор 1, станет равным нулю Т.о. исключаются коммутационные помехи в момент включения устройства, 2 ил, с SS (Л с 00 со 4 СО ел 4

ройство Последующее включение симисто-15 и второй выпрямители, к входным зара 1 (2,3) происходит всегда в момент равенства напряжений U и Ug, что соответствует моменту перехода фазного напряжения через нулевое значение.

Таким образом, благодаря тону, 20 что подача импульсов управления как в первый момент включения симисторов, так и после включения устройства происходит в моменты перехода фазных напряжений через нулевое значение, прак-25 выходным зажимом второго выпрямителя.

тически исключаются коммутационные перенапряжения в момент включения устройства в работу, а также устраняются искажения напряжения ка нагрузке.

Применение коммутационных устройств переменного тока, управление тиристорами, которые -выполнены по предлагаемой схеме, не только позволет устранить в сети переменного тока коммутационные перенапряжения в момент включения этих устройств, но и повысить надежность работы устройств вычислительной техники, средств связи н автоматики Послед нее обстоятельство играет пе рвосте- пенное значение в связи с широким внедрением бесконтактных силовых устройств коммутации

Устранение коммутационных перенап- g токоограничивающего резистора ряжений от включения бесконтактных тиристорных устройств коммутации в

I

единен с положительным выходны жимом второго выпрямителя

жимам которых подключены вьгооды вторичных обмоток трансформаторов напряжения соответственно предыдущей и последующей фаз, положительный выходной зажим первого выпрямителя предназначен для подключения к катоду симистора, отрицательный соединен с одним выводом первого токоограничи- вающего резистора и отрицательным

0

положительный выходной зажим которого предназначен для соединения с управляющим электродом симистора, отличающееся тем, что, с целью уменьшения коммутационных помех при первом включении устройства, введены для каждой фазы тиристор нал оптопара, второй токоограничива- ющий резистор, причем анод светодио- дг каждой оптопары предназначен для соединения с катодам соответствующего симистора, а катод с его управляющим электродом, анод фототиристора данной оптопары соединен с по- Q ложитапьным выходным зажимом первого выпрямителя данной фазы, катод через второй токоограничивающий резистор - с его отрицательным выходным зажимом, а другой вывод первого

5

токоограничивающего резистора

соединен с положительным выходным зажимом второго выпрямителя

Фиг. I