Трехфазный тиристорный коммутатор Советский патент 1978 года по МПК H03K17/56 

Изобретение относится к области регулироегния напряжения переменного тока на нагрузке и может быть использовано, например, д.-)« плавного пуска и регулирования скорости аевихронного двигателя.

Известны системы фазового управления тиристорами, присоединенными в трехфазной четырехпроводной схеме последовательно с первичными обмотками трех выходных трансформаторов, соединенньгх.«звездой 1.

Эти устройства не влияют на форму и величину тока нагрузки коммутатора, однако име ют три канала управления, что является причиной сложности, большого веса и габаритов.

Известен также трехфазный тиристорный коммутатор выполненный по встречно-параллельной схеме на тиристорах и неуправляемых диодах, содержащий выпрямитель на диодах, подключенный к питающей сети, времязадающую RC-цепь с переключающим диодом и параметрический стабилизатор 2. Однако в таких тиристорных коммутаторах управляющие импульсы поступают на тиристоры, аноды которых находятся под отрицательным потенциалом питающей сети, а длительность управляющих импульсов зависит от величины и характера нагрузки, что приводит к дополнительному нагреву тиристоров и уменьшению надежности тиристорного коммутатора.

С целью повышения надежности устройства и обеспечения независимости длительности управляющих импульсов от величины и характера нагрузки в предлагаемый трехфазный тиристорный коммутатор переменного тока включены тиристорный ключ, шунтирующий времязадающую RC-цепь, выключатель и дополнительные выпрямители, катоды первого из коfl торых соединены с анодами тиристоров коммутатора, катоды первого из которых соединены с анодами тиристоров коммутатора, катоды второго - с управляющими Р-п переходами упомянут-ых .тиристоров, а анод тиристорного ключа через резистор соединен с анодами первого из дополнительных выпрямителей и катод - с анодами второго выпрямителя, причем анод упомянутого ключа через резисторы связан с катодами диодов выпрямителя блока управления.

0 -г

Такое выполнение трехфазного тиристорного коммутатора исключает подачи управляющего импульса на тиристоры, аноды которь1х находятся под отрицательным потенциалом питаюц ей сети, и обеспечивает независимости

5 длительности управляющих импульсов от величины и характера нагрузки, и, тем самым, повышает его надежность.

На чертеже показана принципиальная схема предложенного тиристорного коммутатора, который состоит из встречно-параллельно включенных тиристоров 1--3 и неуправляемых диодов 4-6 и выпрямителя на диодах 7-12, подключенного к питающей сети, нагрузкой которого является последовательно включенные резистор 13 ii стабилитрон 14, параллельно включенной к последнему времязадающей RC-цепи, содержащей резистор с переменным сопротивлением 15 и конденсатор 16, параллельно к этой цепи подключена цепочка, состоящая из последовательно включенных резистора 17, маломощного тиристора 18, резистора 19, диода 20. Управляющий электрод этого тиристора соединен с общей точкой конденсатора 16 и резистора 15 через последовательно соединенные выключатель 21 и переключающий диод 22, а анод последнего соединен с анодом тиристора 18 через диод 23. Катод тиристора 18 соединен с управляющими переходами силовых тиристоров 1-3 соответственно через диоды 24-26 (причем, аноды этих диодов соединены с катодом тиристора 18), а общая точка соединения резисторов 15 и 17 включена с анодами силовых тиристоров коммутатора соответственно через диоды 27-29 (причем,катоды этих диодов соединены с анодами соответствующих силовых тиристоров), нагрузки 30, подключенной к питающей сети через встречнопараллельно включенные силовые тиристоры и диоды.

Сущность работы схемы предложенного устройства заключается в следующем. К. примеру, зажимы 31-33 включены в трехфазную сеть и выключатель 21 находится в замкнутом состоянии. В этом случае сетевое напряжение выпрямляется диодами 7-12 и часть этого напряжения стабилизируется стабилитроном 14, конденсатор 16 заряжается стабилизированным напряжением через резистор 15 и, когда его напряжение достигнет величины напряжения переключения переключающего диода 22, последний включится и будет протекать ток разряда конденсатора 16 по следующей цепи: положительная обкладка конденсатора 16, выключатель 21, переключающий диод 22, управляющий переход тиристора 18, резистор 19, диод 20, отрицательная обкладка конденсатора 16. В результате этого, тиристор 18 откроется. С момента отпирания тиристора 18 появится ток через один из диодов анодной и катодной группы выпрямителя на диодах 7, 8 9, 24, 25 и 26. Причем из диодов 24, 25 и 26 пропускает ток тот диод, у которого на катоде существует максимальный отрицательный потенциал питающей сети. Следовательно, через управляющий переход силового тиристора появится ток только у того тиристора, у которого на катоде существует максимальный отрицательный потенциал питающей сети, что является причиной исключения подачи управляющего импульса на тиристоры, аноды которьгх находятся прд отрицательным потенциалом.

Предположим, что в.м.омент отпирания тиристора 18, зажим 31 имеет более отрицательный потенциал, а зажим 32 - более положительный. При этом пойдет ток по цепи: зажим 32, 5 диод 8, резистор 13, резистор 17, тиристор 18, диод 24, управляющий переход тиристора 1, зажим 31. Этот ток является отпирающим током тиристора 1.

В результате протекания тока через управляющий переход соответствующего силового тиристора, последний отпирается и удерживается током соответствующего из диодов 27, 28, 29 (так как с момента отпирания силового титиристора появится ток через выпрямитель на диодах 7, 8, 9, 27, 28, 29).

5 С момента отпирания силового тиристора (например, тиристора 1), последний с соответствующим последовательно включенным диодом (например, диодом 27) щунтируют цепь, состоящую из последовательно включенных резистора 17, тиристора 18, соответствующего из

диодов 24, 25, 26 и управляющего перехода открывщегося силового тиристора. В этом случае, ток через управляющий переход силового тиристора автоматически исчезнет - образуется задний фронт управляющего импульса.

Удержание силовых тиристоров в открытом состоянии током выпрямителя на диодах 7, 8, 9, 27, 28, 29 является причиной обеспечения независимости длительности управляющих импульсов от величины и характера нагрузки коммутатора.

При формировании управляющего импульса для силовых тиристоров 2 и 3 выще рассмотренные процессы повторяются со сдвигом соответственно на 120 и 240 электрических градусов. Управляющий импульс для тиристора 2 образуется при прохождении тока через диод 29, а для тиристора 3 - через диод 28. Тиристоры 2 и 3 удерживаются током, соответственно, диодов 26 и 27

j При размыкании выключателя 21 исчезают управляющие импульсы силовых тиристоров, что является причиной обесточивания нагрузки 30. Из-за малой величины тока управления тиристора 18, в качестве выключателя 21 могут быть использованы маломощные контакты раз5 личных датчиков.

Формула изобретения

Трехфазный тиристорный коммутатор, выполненный по встречно-параллельной схеме на тиристорах и неуправляемых диодах, содержащий выпрямитель на диодах, подключенный к питающей сети, времязадающую RC-цепь с переключающим диодом и параметрический стабилизатор, отличающийся тем, что, с целью

5 повышения надежности при исключении подачи управляющего импульса на тиристоры, аноды которых находятся под отрицательным потенциалом питающей сети и обеспечения независимости длительности управляющих импульсов от величины и характера нагрузки, он снаб0 жен тиристорным ключом, щунтирующим времязадающую RC-цепь, выключателем и дополнительными выпрямителями, катоды первого из

которых соединены с анодами тиристоров коммутатора, катоды второго - с управляющими Р-п переходами упомянутых тиристоров, а анод тиристорноро ключа через резистор соединен с анодами первого из дополнительных выпрямителей и катод - с анодами второго выпрямителя, причем анод упомянутого ключа через резисторы связан с катодами диодов выпрямителя блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Лабунцов В. Тиристоры, Технический справочник, М., «Энергия, 1971 г., с. 247,

рис. 9-39.

2.Иванчук Б. Н., Липман Р. А., Рувинов Б. Я- Тиристорные и магнитные стабилизаторы напряжения, М., «Энергия, 1968 г. Библиотека по автоматике. Вып. № 307, -с:91,

рис. 51в.