Способ распределения тока между параллельно включенными тиристорами Советский патент 1976 года по МПК H03K17/56 H02P13/16 

Изобретение относится к области электротехники, а именно к способам распределения тока по параллельно соединенным тиристорам в фазе и может быть применено в мощных управляемых преобразователях постоянного тока.

Известен способ выравнивания токов по параллельно соединенным тиристорам в фазе ,с помощью индуктивных токовыравниваю,щих реакторов (делителей тока), в которых токи больщого количества параллельно соединенных тиристоров или диодов уравнива.ются по сравнению с общей исходной средней :величиной тока.

Этот способ усложняет силовую часть схемы преобразователя.

Известен способ распределения тока по параллельным ветвям путем уменьшения разброса времени включения тиристоров с помощью одного ведущего тиристора, который своим анодным током через импульсный трансформатор включает все остальные тиристоры. Этот способ не обеспечивает равномерности тепловой нагрузки по тиристорам.

Известен способ раснределения тока между нараллельно включенными тиристорами путем изменения моментов подачи управляющих импульсов в зависимости от сигнала рассогласования, определяемого разбалансом

токов через тиристоры. Этот способ является прототипом изобретения.

Недостатком прототипа является то, что значительиое число параллельных тиристоров оказывается недоиспользованным по нагрузочной способности, так как число параллельных тиристоров выбирается с учетом требований не превышения предельного значения температуры р-я-иерехода на11бо чее

нагруженного тиристора.

В свою очередь, загрузка тиристора, соответствующая предельнодопустимой температуре р-п-перехода тиристора зависит от разбросов технологических параметров: тепловых сопротивлений, пороговых напряжений, дииамических сопротивлений, времеии включения, а также таких факторов как различные условия охлаждения, влияние полей взаимоиндукции, ослабление и окисленне контактных поверхностей тиристоров и т. д.

В известиом способе компенсируется разброс одного из параметров тиристора - времени включения, - и хотя и повыщается надежность работы параллельных тиристоров,

но не достнгается оптимальная загрузка каждого из параллельно включенных тиристоров. Целью изобретения является получение оптимальной токовой загрузки параллельно включенных тиристоров, т. е. предельное использование нагрузочной сиособности каждого тиристора с учетом вышеуказанных параметров и их разброса.

Эта цель достигается тем, что сигнал рассогласовання получают путем измерения температуры каждого тиристора и сравнения ее с заданной.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, позволяющего реализовать предлагаемый способ, где 1 - блок размножения импульсов управления тиристоров одной фазы; 2, 3, 4 - блоки задержки управляющих импульсов; 5, 6-блоки сравнения; 7, 8, 9-датчики темиературы; 10, 11, 12 - параллельные тиристоры; 13, 14, 15 - индуктивные делители тока.

На фиг. 2 представлены временные диаграммы импульсных напряжений и токов для тиристоров 10, 11, 12, поясняющие работу устройства по предлагаемому способу, где

и 12, , bi4 - импульсы на выходе блока 1, поступающие па входы соответствующих блоков задержки;

2, Hz, t/4 - импульсы на выходах блоков задержки 2, 3, 4;

Ilo, Jlb ti2 - токи, протекающие через транзисторы 10, 11, 12.

Сигналы на управляющие электроды параллельно включенных тиристоров 10, 11, 12 поступают от размножителя импульсов 1 через соответствующие блоки задержки 2, 3, 4. Каждый из тиристоров 10, 11, 12 снабжен индивидуальным датчиком температуры 7, 8, 9. Время задержки управляющих импульсов тиристоров 11 и 12 определяется сигналами, поступающими в блоки задержки 3 и 4. С выхода блоков задержки сигналы сравниваются с сигналом датчика температуры 7, установленного на тиристоре 10, температура которого принимается в качестве заданной.

Нусть импульс управления /2 тиристором

10(фиг. 2) задержан относительно импульса t/12 на время го. Если температура тиристора

11меньше температуры тиристора 10, то разность сигналов с датчика 8 и датчика 7 на выходе блока сравнения 5 отрицательна и, воздействуя на блок задержки 3, сдвигает импульс f/3 в сторону опережения относительно импульса t/2 на величину . Нри этом средний за период ток тиристора И

увеличивается, а ток тиристора 10 несколько уменьшается до тех пор, пока не выравниваются темиературы тиристоров И и 10.

Если темиература тиристора 12 больше температуры тиристора 10, то разность сигпалов с датчика температуры 9 н датчика 7 па выходе блока сравиения 6 положительна н, воздействуя на блок задержки 4, сдвигает ;миульс и/, в сторону отставания относительпо импульса Uz- При этом средний за период Т ток тиристора 12 уменьшается, а ток тиристора 10 несколько увеличивается до тех иор, ока температуры тиристоров 12 и 10 не сравняются.

Аналогичным образом происходит выравнивание темнературы остальных тиристоров, что в конечном счете ведет к распределению токов.

Реализация изобретения в тиристорных агрегатах для питания вакуумно-дуговых и нлазмениых электропечей позволит на 10- 25% уменьшить число установленных тнрнсторов в иреобразователях, а также уменьшить индуктивность делителей тока в несколько раз или изъять их, без ухудшення режима работы тиристоров, за счет использоваппя резервов тиристоров, связанных с разбросом их иараметров (пороговые напряжения, время включения, тепловые сопротивления н т. д.).

Формула изобретения

1. Способ распределения тока между параллельно включенными тиристорами, состоящий в том, что изменяют моменты подачн управляющих импульсов в зависимости от сигнала рассогласования, отличающийся тем, что, с целью уменьшения числа установленных тиристоров путем оптимальной токовой загрузки каждого нз них, для получения сигнала рассогласования измеряют температуру каждого тиристора и сравиивают ее с заданной.

2. Способ по н. 1, отличающийся тем, что, с целью его упрощения, в качестве заданной температуры используют температуру одного нз параллельно включенных тиристоров.(Pus.2