Устройство для коммутации вентилей трансформаторно-ключевого преобразователя Советский патент 1988 года по МПК H02M1/08 

со

N5

05 СХ) 4

l/

торые участвуют в закрывании силового тиристора I только в те моменты времени, когда основной коммутирую- щий конденсатор 10 имеет недостаточное для коммутации напряжение. Уровень напряжения на основном коммутиг рующем конденсаторе 10, при котором вступает в работу резервный конденса

32684

тор 12, контролируется оптоэлектрон- ным пороговым элементом 16, на выходе которого формируется логический сигнал. Формирование управляющего импульса резервного коммутирующего тиристора 3 осуществляется в цифровой форме во взаимосвязи с блоком 20 управления преобразователем. 2 ил.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для коммутации управляющих обмоток трансформаторно-ключевых преобразователей частоты, а также в полупроводниковьк прерывателях, выключателях переменного тока. Цель изоб- рете1шя - расширение области применения. Устройство коммутации может работать в коммутируемых цепях переменного тока без дополнительного источника заряда коммутирующего конденсат тора. Устройство содержит коммутирующий тиристор 2, зарядный автотрансформатор 5, коммутирующий конденса- ,., тор 10, а также резервные коммутирую- S щий конденсатор 12 и тиристор 3, ко(Л

:1

Изобретение относится к устройствам, преобразовательной техники и может быть использовано для коммутации ;управляющих обмоток трансформаторно- ключевых преобразователей частоты,. : реализующгос значительнь1е выходные I токи (порядка тысячи ампер и более), а также в полупроводниковых прерыва- Отелях, выключателях переменного тока,

Цель изобретения - расширение обг ласти применения.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для коммутации на фиг,2 - временные диаграммы напряжений, иллюстрирующие работу устрой- . ства..

Устройство для коммутации силового тиристора 1 содержит коммутирующий 2 и дополнительньй 3 тиристоры, соеди- ненные катодами в точкам 4, к которьш подключен отвод зарядного автотрансформатора 5, обмотка которого состоит из двух частей 6 и 7 Начало обмотки автотрансформатора 5 связано с анодом вентиля 8, катод которого подключен к точке 9 соединения одной обкладки коммутирующего конденсатора 10,анода коммутирующего тиристора 2 и анода дополнительного вентиля II. Дополни- тельный коммутирующий конденсатор 12 одним вьшодом связан с точкой соединения катода дополнительного вентиля 11 и анода дополнительного коммутирующего тиристора 3, а другим - с точкой 13 соединения анода силового тиристора 1 , другой обкладки коммутирующего конденсатора 10 и плюсового зажима однофазного диодного моста 14„ Конец обмотки автотрансформатора 5 соединен с минусовым зажимом моста 14, который по переменному току образует выводы 15 для подключения коммутируемой цепи

(например, управляющей обмотки транс- форматорно-ключевого преобразователя) Параллельно коммутирующему конденсатору 10 подключен вход порогового элемента 16, а его выход через инвертор 7 соединен с одним из входов элемента И 18, выход которого через формирователь 19 коротких импульсов связан с управляющим электродом дополнительного тиристора 3. Второй вход элeмента 18 и управляющий электрод силового тиристора 1 соединены с выходом щироких импульсов блока 20 управления Пороговый элемент 16 может быть построен, например, на транзисторном оптроне, вход которого снабжен регулируемым высокоомным делителем с соответствующими цепочками ограничения, задающим порог срабатывания, а его выход подключен к схеме формирования логического сигнала. Формирователь 19 строится, например, на базе ждущего мyльтивибpaтopaj реагирующего на спад импульса, поступающего на его вход с последующим усилением выходного сигнала для подачи на управляющий электрод тиристора.

Устройство работает следующим образом.

Для обеспечения работы трансформа- торно-ключевого преобразователя частоты необходимо поочередное замыкание и размыкание двух управляю1цих обмоток расположенных на крайних стержнях трехстержневого магнитопровода при питании от первичной сети синусоидального напряжения. Такая коммутация обеспечивается подключением выводов 15 диодного моста 14 к управляющей обмотке. При первом включении силового тиристора 1 конденсаторы 10 и 12 заряжаются с полярностью, указан-

1432684

ной на фиг.1 без скобок (положитель-жения в момент , и сохраняет свое . ные значения на фиг.2) напряже-напряжение за счет фиксации его веянием, индуктированным на части 6тилем 11 до момента времени t либо обмотки зарядного автотрансформаторадозаряжаются в моменты времени t4j tg, 5, за счет протекания рабочего токаПри этом ., t, t происходит на- по части 7 этого трансформатора,дежное закрывание тиристора 1, так Включение силового тиристора 1 осу-как напряжение на конденсаторе 10 ществляется импульсами , а егобольше порогового уровня. При выключение - импульсами U , кото- Q(когда включается тиристор l) комму- рые генерируются блоком 20 управления,тирующий конденсатор 10 может не по- Длительность импульсов , соответ-лучить достаточной энергии для после- ствует длительности включенного сое-дующей коммутации, так как мгновен- тояния тиристора I, Обеспечение доста-ное значение напряжения Ujj. близко точной величины коммутирующего напря- i5к нулю, а энергия перезаряда по пути: жения на конденсаторе 10 для первоготиристор 1, часть 6 обмотки, вентиль закрывания силового тиристора 1 может8 может оказаться недостаточной. Тог- быть произведено выбором соответствую-да в интервале ±,„4 tg на выход эле- щего момента пуска преобразователямента 18 проходит импульс , а на (например, момент времени t 0 на 20управляющий электрод дополнительного фиг.2) с помощью блока управления,тиристора 3 с выхода формирователя 19 а также выбором соотношения числа .в момент txi поступает импульс U, витков частей обмотки 6 и 7, С при-включается тиристор 3, к силовому ти- ходом управляющего импульса , ком-ристору 1 прикладывается достаточное мутирующий тиристор 2 в момент време- 25обратное напряжение конденсатора 12 ни t. происходит надежное закрыва-и происходит надежная коммутация, ние тиристора 1. Конденсатор 10 пере-Конденсаторы 10 и 12 перезаряжаются заряжается с полярностью, указаннойс полярностью, указанной в скобках в скобках на фиг,1 (отрицательныена фиг.1, и сохраняют это напряжение значения U,) по цепи: часть обмотки 7,30в интервале мост 14, тиристор 2 до напряжения. При очередном включении тиристора определяемого мгновенным значением1 в момент t конденсаторы 10 и 12 напряжения и, в момент времени tV.перезаряжаются с полярностью без ско- Так как на интервале O-tj напряже-бок и процессы повторяются в такой ние на конденсаторе 10 больше порого- ,,5же последовательности. Для облегчения вого значения U , определяющего на-режима работы силового тиристора 1 дежную коммутацию (фиг.2), то на вы-при его запирании путем снижения ско- ходе элемента 18 сигнал отсутствуетрости уменьщ ния до нуля прямого тока (фиг,2, U;|g ) т.е. на выход порогово-и амплитуды обратного тока между об- го элемента 16 проходят импульсы, со- точкой соединения катодов комму- ответствующие положительным значени- .тирующего 2 и дополнительного 3 тирис- ям , находящимся выше пороговоготоров и общей точкой соединения като- уровня. При этом дополнительный кон-да силового тиристора I и среднего денсатор 12 сохраняет напряжение длявывода зарядного автотрансформатора коммутацией до очередного включения 5 может быть включен дроссель, силового тиристора 1 в момент времени t. В этот момент времени комму- Непрерывный контроль напряжения тирующий конденсатор 10 перезаряжает-на коммутирующем конденсаторе (с по- ся с полярностью, указанной без ско-лярностью, необходимой для коммута-. бок, до напряжения, зависящего от gQщш) и использование ждущего режима величины рабочего тока и от величиныдополнительного коммутирующего конден- напряжения противоположной полярное-сатора позволяют использовать данное ТИ , до которого перезаряжается конден-устройство при питании от источника сатор 10 во время проводящего состоя-переменного напряжения. Дополнитель- ния коммутирующего тиристора 2, Допо л-ggный конденсатор заряжается и сохраняет нительный конденсатор 12 в момент вре-необходимое для запирания силового мени t дозаряжается, так как втиристора напряжение до того момента этот момент мгновенное значение напря-времени, когда коммутирующее напряжения U;is больше значения этого напря-жение на основном коммутирующем кондеисаторе окажется ниже минимально необходимого для коммутации уровня.

Применечие устройства для коммутации управляющих обмоток в преобразователях, работающих по принципу переключения магнитного потока в трех- стержневом магнитопроводе и исполь- рующихся в спецметаллургии (установки электромагнитного перемешивания метал лического расплава в вакуумных печах позволит повысить качество сплава и сократить отходы.

Формула изобретения

Устройство для коммутации вентилей трансформаторно-ключевого преобразователя, управляющие электроды которых предназначены для соединения с выходами широких импульсов блока управления, содержащее коммутирующий тиристор, управляющий электрод которого предназначен для подключения к выходу узких импульсов, соответствую- щих моментам окончания широких импульсов, блока управления, катод - для подключения к катс1ду вентгшя, а анод соединен с первой обкладкой коммутирующего конденсатора и катодом диода анод которого соединен с началом обмотки зарядного автотрансформатора, отвод которой предназначен для соединения с катодом вентиля, для соединения с анодом которого предназ

начена вторая обкладка коммутирующего

-iQ

15

2025

4326846

конденсатора, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения, введены последовательно соединенные дополнительные диод и конденсатор, дополнительный тиристор, последовательно соединенные пороговый элемент, инвертор, первый вход элемента И и формирователь коротких импульсов, однофазньй диодный мост, причем анод дополнительного тиристора подключен к точке соединения первого дополнительного конденсатора и катода дополнительного диода, анод которого подключен к первой обкладке коммутирующего конденсатора, вторая обкладка дополнительного конденсатора соединена с второй обкладкой коммутирующего конденсатора, катод дополнительного тиристора соединен с катодом коммутирующего тиристора, первая и вторая обкладки коммутирующего конденсатора соединены с первым и вторым входами порогового элемента, второй вход элемента И предназначен для подключения к выходу широких импульсов блока управления, управляющий элек- . , трод дополнительного тиристора соединен с выходом формирователя коротких импульсов, конец обмотки автотрансформатора и вторая обкладка коммутирующего конденсатора соединены соответственно с отрицательным и положительным выводами однофазного диодного моста, выводы переменного тока которого являются вькодом устройства.

30

35

:з

ВНИИПИ Заказ 5А57/50 Тираж 666

Пронзв.-полнгр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

4J

Подписное