ТИРИСТОРНЬГЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ Советский патент 1970 года по МПК H02M1/08 

Известны тиристорные выирямптели, содержащие одиополупериодный магнитный усилитель,, рабочая об:мотка которого подключена через резистор и диод между анодом и управляющим электродом тиристора, и цепь из последовательно соединенных стабилитрона и диода, подключеиную параллельно пени рабочая обмотка-управляющпй переход тнристора. Однако после насыщения магнитного усилителя и, следовательно, включения тиристора через его управляющий переход продолжает протекать ток за счет энергии, запасенный в рабочей обмотке, что, в свою очередь, вызывает дополиительиый нагрев перехода и является весьма нежелательным при больших углах регулирования, т. е. когда к тиристору после окопчаиия положительного полупериода прикладывается обратное напряжение. В этом случае возиикает опасность выхода тпристора из строя, что снижает наде кность работы выпрямителя.

Описываемое изобретение отличается тем, что, с целью повышения надежности в диагональ моста, образованного указанньтми пенями, включен резистор. В результате чего вся энергия, запасеппая в рабочей обмотке, выделяется на этом резпсторе.

На фпг. 1 показана прницпппальная схелга онисываемого выпряг.гителя; на фиг. 2 - диаграмма токов и напряжений при активной (активио-ии.ауктивиой нагрузке); на фиг. 3-диаграмма токов и напряжений при работе на протпво-э.д.с.

При положителыюм потеиииале е на аноде тиристора / по отношению к катоду (см. фиг. 2, диаграм: 1а «о и фиг. 3, диаграмма «а) по диоду 2 и резистору 3 протекает ток г .,, состоящий из двух составляющих: тока iy, протекающего через стабилитроны 4 и диод 5 к катоду тиристора, и тока fy,. протекающего через рабочую обмотку 6 магнитного усилителя 7 и управляющий переход тиристора к катоду. Форма этого тока iy зависит от формы интающего напряжепия и вида нагрузки. При активной нагрузке она имеет вид синусоиды, как па фиг. 2 (диаграм.ма «б), при иаличии индуктивности форма тока несколько искажается и запаздывает в зависимости от соотиошеиия индуктивиости иагрузки и суммарной величины активного сопротивления иагрузки и резистора 3. При работе на иротиво-э.д.с. форма тока близка к сппусоиде и зависит от величины иротиво-э.д.с. Eft (см. фиг. 3 диаграмма «б).

Паиряжеипе U, между катодом диода 2 и катодом тиристора / определяется падеиием иапряжсния па стабилитроне 4 и. диоде 5 и имеет вид защтриховаииой части на диаграммах «о (см. фиг. 2 и 3). при этом, если тиристор ие открывается , течение иоложительиого

полупериода, то заштрихованная часть должна быть на днаграмме нродолжена до нересечення с кривой бд (на днаграмме «а ноказаио нунктнром). Если нагрузкой является нротнво-э.д.с. о, то это напряжение должно быть построено над лннией 0, так как потенниал катода равен ЕО- Ток iy протекает и но liaгрузке (см. диаграммы «г). В цепи же управляюндего электрода ток iy, равен току холостого хода магнитного усилителя 7 и, если за время ноложительного полу периода сердечник усилителя не достнгает насыщения, то ток этот нродолжается (см. диаграммы «б) до конца иоложительного полупериода, не достигая тока /вкл. минимальио необходимого тока управляющего перехода тиристора, при котором он отиирается. Если усилитель в какой-то момент /о достигает состояния насыщения, то ток iy нерераспределяется между параллельными цепями: ток iy, возрастает с крутизной, определяемой только параметрами усилителя, а ток г У падает. В пределе амплитуда тока iy., .может стремиться к значению i у.

В момент ti ток /у., достигает значения 4кл (см. диаграммы «б), и тиристор открывается.

Так как в открытом состоянии надеине папряжения на тиристоре мало (десятые доли вольта), то тиристор шунтирует всю цепь управления, напряжение между катодом днода 2 и катодом тиристора становится равным нулю, и ток iy мгновенно прекращается (см. момент на диаграммах «а «б). Однако энергия, запасенная в индуктивности рабочей обмотки 6, выделяться. Внутри параллельных ценей моста энергия не может выделяться, так как этому цреиятствует диод 5. Поэтому имеется только два нутн: лнбо но цепи иагрузки (через сеть, резистор 3 и диод 2) либо через диагональ моста, в которую установлен резистор 8 и стабилитрон 4.

Первый иуть обладает ббльщим сопротивлением и содержит источник напряжения, направленного навстречу - э.д.с. самоиндукции магнитного усилителя. Поэтому энергия выделяется в диагоиали моста, а ток, нротекающии от этой э.д.с. в резисторе, имеет вид, показаниый иа диаграммах «в фиг. 2 и 3. Этот ток не протекает в цепн управляющего электрода, так что после отпирания тиристора ток ty, мгиовеиио прекращается. Это приводит к тому, что величина среднего тока, протекаюп его по управляющему переходу, уменьшается и определяется практически только передним фронто.м нмпульса тока iy,. Длительность же импульса на уровне 0,,4/вкл , составляет несколько десятков микросекунд.

Так как наиряженне между катодом диода 2 и катодом тиристора / может быть выбрано, равным допустимому напряжению управляющего перехода тиристора, а амплитуда тока импульса всегда равна току /вкл (при этом длительность импульса мала), то габариты магнитного усилителя умеиьшаются и могут достигать оитимально-минимальных величин, ири этом индуктивность, зависящая от числа витков обмотки 6, может быть достаточно .малой, а крутизиа импульса большой. При изменении входного нанряжения Uу в управляюшей обмотке можно менять момент насышепия магнитного усилителя и момент отпирания тиристора. При этом можно менять средний ток нагрузки (см. диаграммы «г). Ток iy при этом мал н практически не оказывает влияния иа средний ток нагрузки.

(Предмет изобретения

Тнристорный выпрямитель, содержащий однонолупериодный магнитный усилитель, рабочая обмотка которого нодключена через последовательно соединенные резистор и диод между аиодом и управляющим электродом тиристора, н цепь из последовательно соединенных стабилитрона и диода, иодключенную параллельно цепн рабочая обмотка-управляющий переход тнрнстора, отличающийся тем, что, с целью новыщения надежности, в диагональ моста, образованного указанными цепями, включен резистор.

-сЬ-.-(

л

.

ojf