Переключатель цепи переменного тока Советский патент 1974 года по МПК H03K17/56 

1

Изобретение относится к коммутационной аппаратуре.

Известные переключатели цепи переменного тока, содержащие две встречно включенные ветви с последовательной цепью тиристор- диод в каждой из них, подключаемые к источнику питания, и цепь управления тиристорами с транзистором в цепи управляющих электродов, сложны и не обеспечивают надежного включения тиристоров при различных характерах нагрузки.

Описываемый переключатель не имеет указанных недостатков благодаря тому, что он снабжен подключенным к источнику питания мостовым выпрямителем с ограничительными резисторами в двух плечах моста и со стабилитронами на выходе, подключенным катодом к общей точке указанных резисторов и общему проводу цепи управления, связанному с анодом одного из тиристоров через резистор и диод, а с анодом другого тиристора через упомянутый стабилитрон и один из диодов мостового выпрямителя.

На чертеже представлена принципиальная схема описываемого переключателя цепи переменного тока.

Переключатель состоит из собственно переключателя на тиристорах 1 и 2, силовых диодов 3 и 4 и нагрузки 5. Тиристоры 1 и 2 и силовые диоды 3 и 4 образуют две встречно

включенные ветви, каждая из которых включает тиристор 1 (2) с последовательно соединенным диодом 3 (4), подключенный через нагрузку 5 к источнику силового однофазного

напряжения.

Управляющие электроды тиристоров 1 и 2 объединены через диоды 6 и 7 и подключены через стабилитрон 8 к управляющему транзистору 9, эмиттер которого связан через диод

10 с анодом тиристора 1, а через резистор 11 с общим проводом цепи управления, подключенной к положительному полюсу выпрямителя из диодов 12, 13, 14, 15, в два плеча которого введены ограничительные резисторы 16

и 17, а на выходе включен стабилитрон 18. Последовательно с тиристором 2 со стороны катода включена цепь, состоящая из резистора 19 и диода 20. Вход транзисторного ключа 9 подключен к источнику цепи управления 21.

Силовое синусоидальное напряжение, подводимое к тиристорному переключателю переменного напряжения, подается одновременно через нагрузку 5 непосредственно к силовой цепи, состоящей из тиристоров 1 и 2 и силовых

диодов 3 и 4, и к выпрямителю цепи управления, где происходит выпрямление синусоидального напряжения диодами 12-15 и последующее его деление между ограничительными резисторами 16 и 17 с одной стороны и

стабилитроном 18 с другой. Напряжение стабилизации стабилитрона 18 подается в зависимости от полуволны напряжения питания либо через управляющую цепь тиристора 1, либо через управляющую цепь тиристора 2 на управляющий транзистор 9.

В первом случае напряжение со стабилитрона 18 подается через открытый диод 15, управляющий электрод тиристора 1, диод 6, стабилитрон 8, резистор 11, а во втором - через открытый диод 14, нагрузку 5, силовой диод 4 и параллельно через резистор 19 и диод 20, затем через управляющий электрод тиристора 2, диод 7, стабилитрон 8, резистор И. Таким образом, при отсутствии управляющего сигнала от источника цепи управления 21 на коллектор управляющего транзистора 9 подано напряжение со стабилитрона 18, напряжение стабилизации которого меньше рабочего напряжения транзистора. При появлении управляющего сигнала от источника 21 при полол ительной полуволне на аноде тиристора 1 последний получает управление, включается и ответвляет ток управления, проходя1ций через резистор И, диод 10 и открытый тиристор 1 от цепи управления тиристором. При положительной полуволне на аноде тиристора 2 и наличии управляющего сигнала от источника 21 включается тиристор 2. Это приводит к изменению полярности на управляющем транзисторе 9 и диоде 7. Последний закрывается и прекращает подачу тока управления в управляющий электрод тиристора 2. Таким образом, осуществляется поочередное включение тиристоров 1 и 2. Разница заключается в том, что в цепи управления тиристором 1 отсутствует нагрузка 5, в то время как в цепь управления тиристором 2 она входит. При активном характере нагрузки 5 процессы включения тиристорами 1 и 2 одинаковы, хотя нагрузка уменьшает ток в цепи управления тиристором 2.

При индуктивной нагрузке тиристор 2 запаздывает с включением, а не редко вообще не успевает включиться. Для устранения этого явления параллельно нагрузке 5 включается последовательная цепь, состоящая из резистора 19 и диода 20, при этом диод 20 необходим для устранения дополнительного нагружения тиристора 1. В этом случае включение тиристора 2 но входу будет происходить через резистор 19. Для обоих тиристоров 1 и 2 будет происходить дополнительное нагружение силовой цепи током управления. Резистор 11 в цепи эмиттера ключевого транзистора 9 необхоДИМ для подключения к общему силовому источнику питания нескольких идентичных ключей переменного тока, при этом ограничительные резисторы 16 и 17 совместно с силовым напряжением создают генераторы тока для соответствующих полярностей, а распределение тока обратно пропорционально величинам сопротивления резисторов 11, входящих в ключи переменного тока, которые подключены к общему силовому источнику питания. Для эффективного шунтирования ключевого

транзистора 9 цепью: диод 10, открытый тиристор 1 - в коллекторную цепь его введен стабилитрон 8, напряжение стабилизации которого меньще падения напряжения на шунтирующей цепи.

Предмет изобретения

Переключатель цепи переменного тока, содержащий две встречно включенные ветви с

последовательной цепью тиристор-диод в каждой из них, подключаемые к источнику питания, и цепь управления тиристорами с транзистором в цепи управляющих электродов, отличающийся тем, что, с целью

упрощения устройства и повыщения надежности включения тиристоров, он снабжен подключенным к источнику питания мостовым выпрямителем с ограничительными резисторами в двух плечах моста и со стабилитроном

на выходе, подключенным катодом к общей точке указанных резисторов и общему проводу цепи управления, связанному с анодом одного из тиристоров через резистор и диод, а с анодом другого тиристора через упомянутый

стабилитрон и один из диодов мостового выпрямителя.