Устройство для управления последовательно соединенными запираемыми тиристорами Советский патент 1993 года по МПК H02M1/88 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении систем управления высоковольтными запираемыми вентилями статических преобразователей.

Целью изобретения является снижение потребляемой мощности и повышение надежности запирания тиристоров.

Цель достигается за счет того, что в блоки управления введены дополнительный импульсный трансформатор, первый и второй конденсаторы и ограничительный диод.

Предлагаемое техническое решение позволяет сформировать постоянное отрицательное смещение управляющего перехода тиристоров во всех ячейках без введения специальных источников питания, а также исключить взаимное влияние отпирающего и запирающего импульсов.

Указанные особенности позволяют по- высить надежность запирания последовательно соединенных тиристоров, повысить

стойкость к эффекту -, помехоустойчивость, упростить систему управления после- довательно соединенными запираемыми тиристорами в целом.

На чертеже представлена схема устройства управления последовательно соединенными запираемыми тиристорами.

Параллельно каждому из п последовательно соединенных запираемых тиристоров 1 присоединены резистор 2 и цепь из последовательно соединенных конденсатора 3 и резистора 4. Резистор 4 шунтируется диодом 5. Указанные элементы обеспечивают равномерное распределение напряжения по тиристорам и ограничивают перенапряжения в процессе отпирания и запирания тиристоров.

Устройство содержит блоки управления 6 по числу тиристоров. Блок управления включает в себя трансформатор отпирающих импульсов 7. дополнительный импульсный трансформатор 8, трансформатор запирающих импульсов 9 и ячейки управления 10.

Первичные обмотки трансформаторов отпирающих импульсов 7 и дополнительных транзисторов 8 соединены последова- тельно и подключены к формирователю отпирающих импульсов 11. Первичные обмотки трансформаторов запирающих импульсов 9 также соединены последовательно и подключены к формирователю запирающих импульсов 12.

Вторичная обмотка трансформатора отпирающих импульсов 7 соединена последо- вательно с ключевым элементом 13, к управляющим выводам которого подключена вторичная обмотка дополнительного трансформатора 8.

Вторичная обмотка трансформатора запирающих импульсов 9 через цепочку последовательно соединенных диодов 14 включена между двумя выходными зажимами 15 и 16 блока управления, предназначенными для подключения х управляющим выводам соответствующего тиристора.

Элементы 13 и 14 входят в состав ячейки управления 10, в которую также входят включенные между выходными зажимами 15 и 16: ограничительный диод 17, включенный последовательно и встречно с первым диодом 18; последовательно соединенные первый конденсатор 19 и второй диод 20, зашунтированный первым резистором 21; последовательно соединенные второй конденсатор 22 и второй резистор 23, параллельно которому включена цепь из соединенных последовательно вторичной обмотки трансформатора отпирающих импульсов 7 и ключевого элемента 13.

Устройство работает следующим образом.

При положительном напряжении на цепочке последовательно соединенных запираемых тиристоров 1 формируется отпирающий импульс, который с выхода формирователя 11 подается в цепь основных 7 и дополнительных 8 трансформаторов. Сигнал с дополнительного трансформатора 8 открывает ключевой элемент 13 и отпирающий импульс через основной трансформатор 7 и ключевой элемент 13 подается на управляющий электрод тиристора 1. Тем самым обеспечивается одновременноеотпирание всех1 последовательно соединенных, тирйстсров, через которые в дальнейшем проходит ток. Емкость конденсатора 22 выбирается такой, что конденсатор не препятствует, практически, прохождению отпирающего импульса. Запирание тиристоров 1 осуществляется импульсом, который с выхода формирователя 12 подается в цепь трансформаторов 9. Со вторичной обмотки трансформаторов 9 через диоды 14 запирающий импульс поступает на управляющий переход тиристоров 1, что обеспечивает одновременное запирание всех п последовательно соединенных тиристоров. .К моменту подачи запирающего импульса ключевой элемент 13 должен быть закрыт.

При запирании тиристоров 1 сопротивление управляющего перехода этих тиристоров резко возрастает, что может вызвать существенное повышение напряжения на вторичнсй обмотке трансформатора 9, р австающего в режиме трансформатора тока, Перенапряжения в этом случае ограничиваются тем, что ток трансформатора 9 после восстановления управляющего перехода коммутируется в цепь первого конденсата- ра 19 и диода 20. Полярность напряжения на конденсаторе 19 соответствует показанной на фиг. 1, а его величина не превышает напряжения стабилизации Ограничительного диода 17.

Напряжение на конденсаторе 19 через резистор 21 обеспечивает смещение управляющего перехода запираемых тиристоров 1 в обратном направлении после прекращения импульса запирания в течение всей дли- тельности непроводящего пери.ода. Конденсатор 22 препятствует разряду конденсатора 19 через резистор 23, а также ключевой элемент 13 после его включения.

Число последовательно соединенных диодов 14 выбирается исходя из того, чтобы при подаче отпирающего импульса вторичная обмотка трансформатора 9 не оказывала для этого импульса шунтирующего влияния, т.е.

т .ДЦуэ.-к т ДУд

где т - число последовательно соединенных диодов;

Аиуэ. - к - падение напряжения между управляющим электродом и катодом запираемых тиристоров при прохождении отпирающих импульсов;

Д 11д - напряжение отсечки диода.

Наличие цепи из последовательно сое- диненных диодов 14 и ключевого элемента 13 с дополнительным трансформатором 8 исключает взаимное влияние цепей канала отпирания и канала запирания. Диоды 14 и ключевой элемент 13 должны быть высоко- частотными с тем, чтобы обратный ток в их цепи в процессе восстановления запирающих свойств был минимальным.

Таким образом, данное решение обеспечивает отрицательное смещение управ- ляющего перехода запираемых тиристоров при их последовательном соединении без использования специальных источников питания и исключает взаимное влияние каналов отпирания и запирания, Тем самым достигается поставленная цель - снижается потребляемая мощность и повышается надежность запирания тиристоров. Формула изобретения Устройство для управления последовательно соединенными запираемыми тири- сторами, содержащее блоки управления по числу тиристоров, каждый из которых содержит первый и второй диоды, первый и второй резисторы, трансформатор отпирающих импульсов, ключевой элемент и трансформатор запирающих импульсов, вторичная обмотка которого через цепочку последовательно соединенных диодов включена между двумя выходными зажимами блока управления, предназначенными для подключения к управляющим выводам соответствующего тиристора, отличающееся тем, что, с целью снижения потребляемой мощности и повышения надежности запирания тиристоров, в каждый блок управления введены дополнительный импульсный трансформатор, первый и второй конденсаторы и ограничительный диод, включенный последовательно и встречно с первым диодом между выходными зажимами блока управления, между которыми включены соединенные последовательно первый конденсатор и второй диод, зашун- тированный первым резистором, и соединенные последовательно второ й конденсатор и второй резистор, параллельно которому включена цепь из соединенных последовательно вторичной обмотки трансформатора отпирающих импульсов и ключевого элемента, к управляющим выводам которого подключена вторичная обмотка дополнительного трансформатора, причем соединенные последовательно первичные обмотки трансформаторов отпирающих импульсов блоков управления предназначены для подключения к формирователю отпирающих импульсов, а соединенные последовательнопервичные обмотки трансформаторов запирающих импульсов блоков управления предназначены для подключения к формирователю запирающих импульсов.

Сущность изобретения: при поступлении импульса от формирователя отпирающих импульсов отпираются ключевые элементы 13 и на управляющие электроды двухоперационных тиристоров 1 поступают отпирающие импульсы. При поступлении -сигнала с формирователя запирающих импульсов 12 запирающий ток через последовательно соединенные диоды 14 протекает через управляющие переходы двухоперацй- онных тиристоров. Конденсаторы 19 обеспечивают подачу на управляющие переходы двухоперационных тиристоров отрицательного напряжения смещения при отсутствии сигналов на выходах формирователей 11 и 12. 1 ил. # .