Высоковольтный тиристорный вентиль Советский патент 1991 года по МПК H02M1/08 

О

ю о

Изобретение относится к области силовой преобразовательной техники и может быть использовано при построении высоковольтных преобразователей. Его целью является снижение стоимости, габаритов и повышение надежности. Высоковольтный тиристорный вентиль состоит из последовательно соединенных звеньев, каждое из которых содержит пару тиристоров 1,2, дроссель насыщения 3, блок защиты 4, формирователи управляющих импульсов 5, 6 и защитную цепочку 7. Цель достигается тем, что RC-цепочка 8,9 выполняется общей для всех звеньев, а размножение управляющего сигнала по числу тиристоров и гальваническая их развязка осуществляются с помощью схемы на элементах 10-27, включающих в себя световоды 20, 19. 1 ил.

ел

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для применения в силовой преобразовательной технике, в частности в устройствах статических тири- сторных компенсаторов реактивной мощности (СТК).

Цель изобретения - снижение стоимости, габаритов и повышение-надежности.

На чертеже представлена схема гири- сторного вентиля.

Тиристорный вентиль содержит цепочку из последовательно соединенных звеньев, каждое из которых выполнено в виде пары встречно-параллельно соединенных тиристоров 1 и 2, включенных последовательно с дросселем 3 насыщения и параллельно с блоком 4 защиты выходы которого подключены соответственно к управляющим переходам тиристоров 1 и 2, двух формирователей 5 и 6 импульсов управления, выходами подключенных к управляющим переходам соответствукщих тиристоров 1 и 2, защитной цепочки 7, включенной между свободными выводами дросселя 3 и объединенными выводами тиристоров 1 и 2, не связанными с дросселем 3, и управляющий канал, включающий в себя последовательную RC-цепочку 8-9, включенную параллельно силовым выводам вентиля, диодный мост, содержащий две цепочки, состоящие каждая из двух последовательно включенных диодов 10-11 и 12-13, подключенный входом к конденсатору 9 последовательной RC-цепочки 8-9, первый 14 и второй 15 фо- тоизлучающие элементы, подключенные катодом и анодом соответственно к аноду к катоду элемента 16, подключенного анодом и катодом соответственно к катоду 10 и аноду диода 11. Анод первого 14 и катод второго 15 фотоизлучающих элементов подключены соответственно к катоду диода 12 и аноду диода 13. Встречно-параллельно первому 14 и второму 15 фотоизлучающим элементам включены первый 17 и второй

18диоды. Выходы первого 14 и второго 15 фотоизлучающих элементов через первый

19и второй 20 световоды с разветвленными выходами по числу тиристоров одного 1 и другого 2 направлений подключены к управляющим входам соответствующих формирователей 5 и 6 импульсов управления.

Анод первого 14 и катод второго 15 фотоизлучающих элементов подключены к управляющему ключу, состоящему из транзистора 21, эмиттер которого подключен к катоду второго излучающего элемента 15 и через первый резистор 22 к своей базе и аноду фотодиода 23, катод которою чере;

последовательно включенные второй 24 и третий 25 резисторы подключен к коллек- торутранзистора 21. Общие выводы второго 24 А третьего 25 резисторов подключены

к аноду первого фотоизлучающего элемента 14.

Вход фотодиода 23 через изолирующий канал 26 подключен к выходу системы 27 управления и защиты.

0 Вентиль работает следующим образом. При наличии напряжения на последовательно включенных звеньях 1-7 через резистор 8 заряжается конденсатор 9. При достижении напряжением на нем уровня

5 порогового элемента 16 последний переключается и конденсатор 9 разряжается по цепи диод 12, первый фотоизлучающий элемент 14, пороговый элемент 16, диод 11, при положительном потенциале на верхнем вы0 воде вентиля. При этом через световод 19 от первого фотоизлучающего элемента 14 на формирователь 5 импульсов управления подается запускающий сигнал, вследствие чего последний срабатывает, включает

5 тиристор 1 и вентиль начинает проводить ток одного направления. При отрицательном потенциале на верхнем выводе вентиля конденсатор 9 аналогично разряжается через диод 10, пороговый элемент 16, второй

0 фотоизлучающий элемент 15, диод 13, что аналогичным образом приводит к включению тиристоров 2, и вентиль проводит ток другого направления.

Конденсатор 9 заряжается только в том

5 случае, если заперт управляемый ключ на транзисторе 21. Если сигнал от системы 27 управления и защиты поступает на вход фотодиода 23,транзистор 21 открыт и напряжение на конденсаторе 9 не может достичь

0 порога переключения элемента 16, так как конденсатор 9 оказывается зашунтирован- ным открытым транзистором 21 через третий резистор 25 и диоды 12, 18 и 11 или 10, 17 и 18 в зависимости от полярности напря5 жения.

При отсутствии сигнала управления на входе фотодиода 23 транзистор 21 заперт. При этом конденсатор 9 заряжается и разряжается через соответствующий фотоизлу0 чающий элемент 14-15, в зависимости от полярности напряжения, как только появляется напряжение на вентиле. Сигнал от системы 27 управления и защиты является запрещающим.

5 При возникновении перенапряжений на тиристорах 1 и 2 вентиля срабатывают блоки 4 защиты и включают тиристор 1 лли 2 в зависимости от полярности перенапряжения. Таким образом с тиристоров сбрасывается напряжение.

Формула изобретения Высоковольтный тиристорный вентиль, содержащий цепочку из последовательно соединенных вентильных звеньев, каждое из которых выполнено в виде пары встреч- но-параллельно соединенных тиристоров, включенных через дроссель насыщения параллельно защитной цепочке, и управляющий канал, обеспечивающий функции управления, усиления и гальванической развязки, причем канал включает в себя последовательную RC-цепочку, входом подключенный к конденсатору RC-цепочек, диодный мост в виде двух пар последовательно включенных диодов, первый и вто- рой фотоизлучающие элементы, входами подключенные соответственно между одними и другими одноименными выводами диодов двух упомянутых пар моста, пороговый элемент, включенный на выходе этого диод- ного моста, а также управляемый ключевой элемент, и формирователи импульсов управления по числу тиристоров, выходами подключенные к управляющим переходам соответствующих тиристоров, отличаю- щ и и с я тем, что, с целью, снижения стоимости, габаритов и повышения надежности, он снабжен первым и вторым коллекторными световодами с разветвленными выходами по числу формирователей импульсов управления тиристорами одного и другого направлений, первым и вторым диодами и блоками защиты от перенапряжений по числу указанных последовательных звеньев, причем каждый из двух введенных диодов включен параллельно одному из фотоизяу«эющих элементов и между соответствующими выводами порогового и управляемого ключевого элементов, блоки защити входами подключены к силовым выводам соответствующих встречно-параллельно включенных пар тиристоров, а выходами - к управляющим переходам соответствующих тиристоров, последовательная Р.С-цепочкз подключена к внешним выводам последовательно соединенных вентильных звеньев, первый и второй коллекторные световоды входами подключены к выходам соответствующих фотоизлучаю- щих элементов, а выходами - к управляющим входам соответствующих формирователей импульсов упрааления.