ПРЕРЫВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА Советский патент 1971 года по МПК G05F1/22 

В известных прерывателях постоянного тока, содержащих последовательную цепочку из нагрузки и основного тиристора, анод которого соединен с анодом разделительного диода, и схему коммутации, выполненную на вспомогательном тиристоре и последовательном LCконтуре, из-за заряда коммутирующего конденсатора максимальное значение напряжения на нагрузке увеличивается почти вдвое, что может вызвать нарушение в работе питаемой нагрузки. Кроме того, из-за конденсатора затягивается спад тока в нагрузке, что затрудняет возможность регулирования тока до величины, близкой к 0.

Для новышения надежности прерывателя и улучшения его рабочих характеристик катод разделительного диода описываемого прерывателя подключен к дросселю последовательного LC-контура, параллельно которому включен вспомогательный тиристор, шунтированный в обратном нанравлении диодом, причем катоды основного и вспомогательного тиристоров соединены между собой. Кроме того, цепочка из встречно-параллельно включенного диода и вспомогательного тиристора подключена к общей точке катода разделительного диода н дросселю LC-контура через дополнительный дроссель, причем дополнительный дроссель и дроссель LC-контура выполнены на общем магнитопроводе.

На фиг. 1 Приведена принципиальная электрическая схема прерывателя постоянного тока без учета протекания аварийного тока через встречный диод, подключенный параллельно

основному тиристору; на фиг. 2 - диаграммы напряжений и токов на элементах прерывателя тока; на фиг. 3, 4 и 5 - принципиальные схемы прерывателей тока, исключающих возможность протекания аварийного тока большой величины через встречный диод.

Прерыватель тока (см. фиг. 1) состоит из главного тиристора Б| и контура искусственной коммутации тока, в состав которого входят тиристор 2 и Последовательный колебательный контур L(CK. Параллельно главному тиристору подключены встречно диоды Д1 н контур искусственной коммутащ и через диод Д-2. Нагрузка Ru подключена последовательно

в цепь главного тиристора.

Прерыватель тока может работать как в режиме широтно-импульсного, так и частотноимнульсного регулирования. В случае работы в режиме широтно-нмпульсного регулирования импульсы тока управления тиристорами 5,62 формируются с постоянной частотой повторения специальным задающим генератором, который обеспечивает плавное регулирование сдвига по фазе межВо время паузы в работе вентилей прерывателя тока конденсатор контура искусственной коммутации тока заряжается через диод Да и нагрузку до нанряжения, равного входному напряжению. Отпирание тиристора Sj в момент времени ti приводит к появлению тока в цепи нагрузки, а конденсатор колебательного контура остается в исходном заряженном состоянии благодаря наличию в схеме разделительного диода Д1 (см. фиг. 2). В момент времени /а подается импульс тока управления на тиристор В, отпирание которого приводит к появлению тока в цепи колебательного контура . Во время протекания положительной полуволны тока колебательного контура через .тиристор В.2 ток в цени диода Ml отсутствует, так как падение напряжения на тиристоре В- больше падения нанряжения на тиристоре BI, при этом главный тиристор током контура не нагружен. Обратная полуволна тока колебательного контура производит гашение главного тиристора BI, а после его гашения проходит через диоды Д-2 и Дь увеличивая тем самым время, предоставляемое на восстановление управляемости главного тиристора Bj, и перезаряжает конденсатор Ск до напряжения исходного состояния. В период прохождения импульса тока через диоды Д|, Да обратное напряжение на тиристоре BI равно падению напряжения на диоде Д2, а на тиристоре 8-2 - сумме падений напряжений на диодах Д1Д2 и не превышает нескольких десятков вольт при включении (последовательно) 10-20 вентилей. После подхода тока в цепи диодов Дг и Д к нулю в момент времени /з происходит восстановление напряжения на элементах схемы. Надежная коммутация тока в тиристоре Bj возможна при условии, если амплитуда тока колебательного контура ЬкС в два раза больше максимального значения тока нагрузки, а длительность импульса тока через диоды Д и Дз больше времени восстановления управляемости тиристоров В, и Bg. При такой схеме прерывателя тока общая длительность формируемых импульсов в цепи нагрузки будет равна сумме длительностей импульса тока через тиристор Bj и импульса тока через диоды Д и Д-з. Регулирование длительности импульса тока через тиристор BI из1менением сдвига по фазе между импульсами тока управления тиристорами BjB., позволяет регулировать общую длительность формируеAtbiix импульсов в цепи нагрузки. Емкость и индуктивность колебательного контура коммутации тока предлагаемого прерывателя определяется входным напряжением, мощностью формируемых импульсов и временем восстановления управляемости тиристоров BiB2. f 3 P|nax Q - - P2 где Ртах - максимальное значение мощности формируемых импульсов, в - время восстановлення управляемости тиристоров, Е - напряжение источника питания. Индуктивность колебательного контура при этом будет равна: Главный тиристор BI выбирается по току нагрузки и напряжению источника питания; тиристор 2 и диоды Ml и Д2-ПО току колебательного контура и напряжению источника питания, В большинстве случаев прерыватели тока используются для питания нагрузки с противоЭ.Д.1С., например двигатели постоянного тока или сборные шины -распределительного устройства, питаемые от других источников постоянного тока. При коротком замыкании в питающей линии через встречный диод i может протекать ток большой величины. Поэтому выбор диода Д в этих случаях определяется величиной аварийного тока. По этой причине в установках большой мощности потребуется устанавливать большое количество параллелГ)но включенных диодов. В связи с этим предлагаемый прерыватель тока целесообразно выполнять по одной из схем (см. фиг. 3, 4, 5) где исключена возможность протекания аварийного тока но его элементам. На фиг. 3 встречный диод Да подключен встречно коммутирующему тиристору Bg. Принцип работы прерывателя остается таким же, как и для прерывателя, приведенного на фиг. 1, но наличие диода Д исключает протекание аварийного тока. Однако в этой схем(; для надежной коммутации тока в тиристоре BI необходимо, чтобы падение напряжения на диоде Д2 было больше падения напряжения на диоде Дь Это условие можно выполнить путем подбора диодов с соответствующими группами по падению напряжения или увеличением количества диодов Д2 в цепочке, Повышение надежности коммутации тока у тиристора В) может быть достигнуто и другими путями, например установкой общего реактора с небольшой ин уктивностью Lg в цепи тиристора Ва и диода Д2 (см. фиг. 4). Более надежную коммутацию тока на тиристоре В можно получить при включении разделительного диода Д к отпайке реактора колебательного контура LK (см. фиг. 5). В этом случае величина коммутирующего тока тиристора BI и обратного напряжения на нем увеличиваются. Предмет изобретения

мутации, выполненную на вспомогательном тиристоре и последовательном LC-контуре, отличающийся тем, что, с целью новышения надежности прерывателя и улучшения его рабочих характеристик, катод разделительного диода подключен к дросселю последовательного LCконтура, параллельно которому включен вспомогательный тиристор, шунтированный в обратном направлении диодом, нричем катоды основного и вспомогательного тиристоров соединены между собой.

2.Прерыватель по п. 1, отличающийся тем, что цепочка из встречно-параллельно включенного диода и вспомогательного тиристора подключена к обшей точке катода разделительного диода и дросселю LC-контура через доиолНительный дроссель.

3.Прерыватель по п. 2, отличающийся тем, что дополнительный дроссель и дроссель

LC-контура выполнены на обшем магннтопроводе.

0

иг 1

Г

lEL

4-0-

+ 0