Устройство для управления тиристорами статического преобразователя Советский патент 1991 года по МПК H02M1/08 

Изобретение относится к электротехнике, в частности преобразовательной технике, и может быть использовано для управчания тиристорами статического преобразователя.

Целью изобретения является повышение КПД за счет увеличения емкости, разряжающейся через нагрузку.

На чертеже приведена схема устройства для управления тиристорами статического преобразователя,

Устройство содержит входной трансформатор 1, переменный резистор 2 и конденсатор 3, образующие фазосдвигающий мост (ФСМ), два плеча, состоящих из тиристоров 4, 5 с накопительными конденсаторами 6, 7, включенных в диагональ ФСМ через разделительные диоды 8, 9 и 10, 11. Положительные обкладки накопительных конденсаторов 6, 7 через резисторы 12, 13 нагрузки подключены к анодам тиристоров 4, 5. Дополнительные конденсаторы 14, 15

включены так, что их отрицательные обкладки подключены к управляющему электроду одного из тиристоров 4, 5, а положительные - к акоду шунтирующих диодов 16, 17, катоды которых подключены к анодам тиристоров 4, 5. Цепь разряда дополнительных конденсаторов 14, 13 образована диодами 18, 19 и 20, 21. Аноды диодов т 8 и 19 соединены с катодами тиристоров 4 и 5 соответственно, а катоды - соответственно с управляющими электродами тиристоров 4 и 5. Аноды диодов 20 и 21 подключены к положительным обкладкам дополнительных конденсаторов 14 и 15 соответственно, а катоды - к попожительным обкладкам накопительных конденсаторов 6 и 7. Разделительные диоды 22 и 23 препятствуют разряду дополнительных конденсаторов 14 и 15 до включения тиристоров 4 и 5. Катоды диодов 22 и 23 подключены к положительным обкладьам дополнительных конденсаторов 14 и 15 соответственно, а их аноды - к диагонали ФСМ.

у

ё

СЬ

ю VI

ю

Устройство работает следующим образом.

В полупериод, когда плюс напряже ния на диагонали ФСМ приложен к средней точке вторичной обмотки трансформатора

I,а минус - к общей точке соединения элементов плеч ФСМ, происходит заряд конденсаторов 15,7 по цепи:средняя точка вторичной обмотки трансформатора 1, диод 22, конденсатор 15, переход управляющий электрод - катод тиристора 5, диод 10, конденсатор 7, диод 11, общая точка соединения элементов, включенных в плечи ФСМ. Поскольку имеет место условие, что емкость дополнительных конденсаторов меньше емкости накопительных конденсаторов, то максимальная величина импульса тока перехода управляющий электрод - катод определяется величиной емкости конденсатора 15 и имеет достаточно малую амплитуду при малой длительности фронта, поскольку активное сопротивление цепи управляющего электрода определяется только дифференциальным сопротивлением полупроводниковых приборов, включенных в цепь заряда конденсаторов 15, 7,

По достижении напряжением на переходе управляющий электрод - катод тиристора 5 величины напряжения включения тиристора, а тока через управляющий электрод тиристора величины тока включения тиристора происходит его включение.

После включения тиристора 5 зарядный ток конденсатора 7 протекает по цепи : средняя точка вторичной обмотки трансформатора 1, диод 16, переход анод - катод тиристора 5, диод 10, конденсатор 7, диод

II,общая точка элементов, включенных в плечи ФСМ.

В то же время начинает протекать ток разряда конденсатора 15 по цепи: положительная обкладка конденсатора 15, диод 19, резистор 12, переход анод- катод тиристора 5, диод 21, отрицательная обкладка конденсатора 15, Диод 22 препятствует разряду конденсатора 15 через диод 16. Таким образом, дополнительный конденсатор 15 разряжается через резистор 12 нагрузки. Энергия, запасенная в дополнительном конденсаторе 15, выделяется на резисторе 12 нагрузки.

При заряде конденсатора 7 напряжение на нем возрастает по синусоидальному закону до амплитудного значения напряжения на диагонали ФСМ, диоды 10, 11 не дают возможности разряжаться конденсатору 7 при последующем изменении напряжения на диагонали ФСМ в промежуток времени 90-180 эл. град.

В момент времени, соответствующий 180 эл. град,, когда на средней точке трансформатора 1 приложенное напряжение меняет знак с плюса на минус, а на общей

точке элементов ФСМ - с минуса на плюс, начинается заряд конденсаторов 14, 6 и появляется ток заряда конденсаторов 14, 6, который протекает по цепи: общая точка элементов, включенных в плечи ФСМ,

0 диод 23, конденсатор 14, переход управляющий электрод - катод тиристора 4, диод 9, конденсатор 6, диод 8, средняя точка вторичной обмотки трансформатора 1.

После включения тиристора 4 продол5 жается заряд конденсатора 6 и начинается разряд конденсатора 7. Зарядный ток конденсатора 6 протекает по цепи : общая точка элементов, включенных в ФСМ, диод 17, переход анод - катод тиристора 4, диод 9,

0 конденсатор 6, диод 8 средняя точка вторичной обмотки трансформатора 1.

Разряд конденсатора 7 происходит по цепи: положительная обкладка конденсатора 7, резистор 13, переход анод-катод

5 тиристора 4, отрицательная обкладка конденсатора 7.

При разряде конденсатора 7 до величины напряжения заряда конденсатора 14 начинается разряд конденсатора 14 по

0 цепи: положительная обкладка конденсатора 14, диод 21, резистор 13 нагрузки, переход анод - катод тиристора 4, диод 18, отрицательная обкладка конденсатора 14. Таким образом, дополнительный конденса5 тор 14 разряжается через резистор 13 нагрузки, выделяя на нем ранее запасенную энергию.

В связи с тем, что время включения тиристора сравнительно мало, на резисторе

0 13 формируется импульс с крутым фронтом. Возникновение импульсов на резисторах 12, 13 всегда связано с моментом перехода синусоидального напряжения на диагонали ФСМ через ноль из лоложитель5 ного значения в отрицательное, что обеспечивает высокую точность следования формируемых импульсов.

Устройство позволяет получить за период два импульса, сдвинутых относительно

0 друг друга на 180 эл. град., так как когда плюс приложен к средней точке вторичной обмотки трансформатора 1 и минус - к общей точке элементов плеч ФСМ, конденсатор 7 заряжается, а конденсатор 6 раз5 ряжается, что вызывает формирование на резисторе 12 импульса с крутым фронтом. В полупериод, когда плюс приложен к общей точке элементов плеч ФСМ, а минус - к средней точке вторичной обмотки трансформатора 1, конденсатор 6 заряжается, а конденсатор 7 разряжается, вызывая при этом формирование на резисторе 13 импульса с крутым фронтом.

При изменении величины сопротивления резистора 2 осуществляется сдвиг по фазе напряжения на диагонали ФСМ и, следовательно, формируемых устройством мм- пульсов относительно напряжения сети. Формула изобретения Устройство для управления тиристорами статического преобразователя, содержащее фазосдвигающий мост и два плеча, каждое из которых содержит накопительный конденсатор, одна обкладка которого предназначена для соединения с катодом тиристора данного плеча, анод которого соединен с одним выводом нагрузки плеча, и соединена с анодом первого диода, катод которого соединен с анодом второго диода, катод которого предназначен для подключения к аноду тиристора данного плеча, другая обкладка накопительного конденсатора

предназначена для подключения к другому выводу нагрузки и соединена с катодом третьего диода, анод которого предназначен для подключения к катоду тиристора

другого плеча, одна обкладка дополнительного конденсатора предназначена для соединения с управляющим электродом тиристора и катодом четвертого диода, причем катоды первых диодов обоих плеч подключеиы к диагонали фазосдвигающего моста, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД за счет разряда дополнительных конденсаторов через нагрузки, в каждое плечо введены пятый и шестой диоды, причем катод пятого диода соединены с анодом шестого и с другой обкладкой дополнительного конденсатора, анод пятого диода соединен с катодом первого, катод шестого диода - с другой обкладкой накопигельного конденсатора, а анод четвертого диода предназначен для соединения с катодом тиристора.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления тиристорами статического преобразователя. Целью изобретения является повышение КПД устройства. Цель достигается введением диодов 20, 21, 22 и 23, которые делают возможным разряд дополнительных конденсаторов 14 и 15 на резисторы 12 и 13 нагрузки.1 ил.

. яЖ 7ф Н%

J-41-4, }и Ј3