Устройство для выключения тиристоров Советский патент 1977 года по МПК H03K17/56 H02M7/12 

1

Изобретение относится к области преобразовательной техники, в частности может быть Испсхльзовано в электроприводах с тиристорными преобразователями, содержащими устройства искусственной коммутации тиристоров.

Известны устройства; отключения тиристоров в двух рабочих цепях, состоящие из двух источников питания, двух тиристоров. Двух импульсных трансформаторов и коммутирующего конденсатора 1 . В этих устройствах при работе на холостом ходу амплитуда напряжения на «конденсаторе в установившемся режиме существенно превышает напряжение источника питания, а при коммутации тока нагрузки еще больше возрастает. Это с одной стороны увеличивает коммутационную способность устройства и соответст венно потери энергии в нем, а с другой предъявляет повышенные требования к классу применяемых полупроводниковых приборов и к изоляции коммутирующих элементов. Поэтому рост амплитуды напряжения на коммутирующем конденсаторе может- быть допущен яо определенного значения, после которого целесообразно либо снизить темп роста напряжения, либо остановить ejrj); вовсе, т.е. включение в работу элементов аг раничения роста напряжения должно производиться релейным способом.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для выключения тиристоров, в которых ограничение темпа роста напряжения на коммутирующем конденсаторе достигается включением третьей, дополнительной обмотки, импульсного трансформатора через диод на источник питания 2.

Для обеспечения релейного способа включения в работу элементов ограничения роста напряжения, описанных в перечисленных источниках, требуется выполнять импульсный трансформатор с вполне, определенным коэф$)ициентом трансформации между обмотками (одной из основных и той, которая используется для ограничения). Высокая эффективность ограничения в таких устрюйствах получается при больших коэффициентах трансформации, т.е. когда обмотка, используемая

для ограничения, имеет большее шсло витков. Таким образом, требования эффектиЕ ности ограничения напряжения и обеспечения релейного включения в работу являются противоречивыми и не могут быть удовпет ворены одновременно, С другой стороны, условия эффективного ограничения напряжения. |требуют, чтобы приведенное сопротивление вторичной цепи было возможно меньшим. Из-за того, что это сопротивление определяется внутренним сопротивлением источника питания, сопротивлениями диода и обмотки, а также индуктивностью рассеяния импульсного трансформатора, таким способом не удается осуществить эффективное ограничение напряжения.

Целью изобретения является повышение эффективности ограничения амплитуды напряжения на коммутирующем конденсаторе и обеспечения характера включенияв работу элементов ограничения. Зга цель достигается тем, что в устройство для выключения тиристоров, содержащее коммутирующий конденсатор, источник постоянного напряжения со средней точкой) два коммутирующих тиристора, подключенных к потенциальным полюсам источника в прямом направлении, два импульсных трансформатора, первичные обмотки котороых подсоединены одними концами к тиристорам, а другими к одной обкладке коммутирующего конденсатора, другая обкладка которого подсоединен к средней точке источника, включены два дополнительных тиристора, катод одного из которых соединен с анодом первого коммутирующего. тиристора и с положительным полюсом источника постоянного напряжения, а его анод - с анодом другого коммутирующего тиристора и с обмоткой второго импульсного трансформатора, катод другого введенного тиристора подключен к катоду первого коммутирующего тиристора и к обмотке первого импульсного трансформатора, а его анод - к катоду второго коммутирующего тиристора и к отрицательному полюсу источника постоянного напряжения.

В таком устройстве при работе дополнительных тиристоров ток, протекающий по коммутирующему контуру, направлен навстречу источнику питания. Поэтому часть энергни коммутирующего контура отводится и это снижает амплитуду, напряжения на коммутирующем конденсаторе при том же коммутируемом токе.

На фиг.-1 а приведена схема предпагаемого устройства; на фиг. 16 и 1в -эквивалентные схемы любого из коммутирующих контуров в момент включения тиристора (на фш. 16 - при включении тиристоров 1 или 2, на фиг. 1в -3 или 4).

Устройство содержит два основных ком- мутируюшгих тиристора 1 и 2, которые включаются, когда не нужно ограничивать амплитуду, напряжения на коммутирующем конденсаторе, два дополнительных коммутирующих тиристора 3 и 4, которые включаются вместо тиристоров 1 и ,, когда нужно ограничивать напряжение на 1коммутирующем конденсаторе, коммутирующий конденсатор 5, два импульсных трансформатора 6 и 7, первичные обмотки которых включены в коммутирующие контуры в качестве индуктивностей, а вторичные включаются в цепи рабочих тиристоров (или вместо импульсных трансформаторов - два Коммутирующих дросселя):, источник постоянного тока со средней точкой 1Г,

При работе предлагаемого устройства на холостом ходу или под нагрузкой до режи ма ограничения роста напряжения работают тиристоры 1 .и 2. В течен-ие ;каждой, крммутации коммутирующий кона енсатор йерезаряжаетсячерез йсточййк питания.

Так как. при раёрте .Тиристоров 1 и 2 в начальный Момент коммутации напряжение на конденсаторе направлено согласно с напряжением соответствующего источника (эквивалентная схема для рассматриваемых интервалов времени приведена на фиг. 1 б), т рост . амплитуды напряжения .на коммутиргующем конденсаторе будет характеризоваться наибольшей интенсивностью.

Для ограничения темпа роста напряжения на коммутирующем конденсаторе управляющие импульсы переводят на тиристоры 3 и 4, а тиристорь 1 и 2 не включаются. При этом темп роста амплитуды напряжения на коммутирующем конденсаторе снижается, так как напряжение на конденсаторе направлено навстречу напряжению источника (эквивалентная схема контура при работе тиристоров 3 и 4 приведена на фиг, 1в

Указанная на чертеже полярность напряжения на конденсаторе соответствует моменту включения тиристора (началу коммутации). При работе тиристоров 3 и 4 нрюисходит передача энергии коммутирующего контура в источник, так как гок протекает против напряжения источника.

Благодаря этому темп роста напряжения на коммутирующем конденсаторе будет существенно ниже, а установившееся значение амплитуды напряжения на коммутирующем конденсаторе будет меньше, чем при работе тиристоров 1, 2 и коммутации такого же по величине тока. Формула изобретения

Устройство для выключения тиристоров, .содержащее коммутирующий конденсатор, источник постоянного напряжения со сред