Устройство для управления силовым тиристором Советский патент 1978 года по МПК H02M1/08 

1

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в схемах управления тиристорами преобразовательных установок с естественной коммутацией.,

Известны устройства управления тиристорами широкими импульсами, длительность которых равна требуемому интервалу проводимости, содержащее логический элемент И, на один из выходов которого подается напря жение с конденсатора источника питания, а на другой вход-напряжение анод-катод силового тиристора lll

Недостатком этого устройства является то, что накопление энергии в конденсаторе источника питания происходит лишь в поло; ительную полуволну напряжения анод-катод силового тиристора. При работе преобразователя в выпрямительном режиме, особенно при малых углах управления, трудно обеспечить достаточно мощный иvfflyльc .равления.

Известно также устройство упоавления тиjjHCTopOM, содержащее источник питания, вспмогательный тиристор, управляющий транистор и логический элемент И, включенный последовательно с управляющим переходом вспомогательного тиристора. Устройство выдает импульс открытия силового тиристора лишь при наличии на его аноде положительного напряжения и положительного упраЕшяющего сигнала на входе ,2 ,

Недостатком этого устройства является то, что оно не формирует импульс на повторное открытие силового тиристора, в случае закрытия последнего в зоне проводимости. Такоезакрытие сопровождается перенапряениями, могущими вывести из строя силовые тиристоры. Искусственное увеличение ширины импульса тока, протекающего через управляющий переход силового тиристора, приводит к нерациональному исполозованию источника питан и.

С целью уменьшения потреОляемой мощности путем рационального использования чапояжения анод-катод тиристора и повыения надежности, предлагаемое устройство ля управления тиристором, содержащее источник питания и источник управления, вспомога- те1ЦзНый тиристор и логический элемент Ц дополнительно снабжено вторым источником питания и транзистором,коллектор которого соединен с управляющим электродом тиристора, эмиттер -с выходом логического элемента И, а база соединена с нулевым приводом, Гминус второго источника питания подключен к катоду вспомогательного тиристора плюс-через ре зистор к управляющему электроду силового ти ристора и через диод-в обратном направлении к нулевому проводу. На чертеже представлена схема.предлагаемого устройства. Параллельно с нагрузкой 1 включен силовой тиристор 2. Его управляющий электро через резистор 3 соединен с плюсом источника питания 4, предназначенном для питания устройства при работе силового тиристо ра в выпрямительном режиме,, когда побтоян ная составляющая его анодного напряжения имеет отрицательный знак. Для инвеп- fopHoro режима работы предназначен источник питания 5, соединенный с источником 4 через вспомогательный тиристор 6. Вспомогательный тиристор 6 оборудован цепочкой искусственной коммутации 7. Между источНИКОМ 5 и нулевым проводом включен резис тор 8, зашунтированный диодом 9. Минус источника 5 через диод 10 подключен к базе управляюше1х транзистора 11. Сюда же через резистор 12 подводится сигнал управления в виде щирокого положительного импульса. Между эмиттером управляющего транзистора и управляющим переходом вспомогатрльного тиристора включен транзистор 13 по схеме с общей базой. Катод силового тиристора соединен с нулевым проводом, а анод через резистор 14 и диоды 15, 16 и 17 с источниками питания 4 и 5. Устройство работает следующим образом. При подаче напряжения на силовой тиристор через резистор 14 и диоды 15, 16 и 17 заряжаются конденсаторы источников питания формирователя 4 и 5 до напряжения стабилизации стабилитронов, включенные параллельно этим конденсаторам. При поступлении на вход устройства импульса управления, ширина которого должна быть не менее ширины зоны проводимости, возможны два варианта. Если в этот момент напряжение на аноде силового тиристора отрицательно или равно нулю, то :ток, управления проходи через диод 10 и резистор 8 на нулевой провод, поскольку соотношение между резисторами 12 и 8 таково, что падение напряжения на последнем от прохождения тока управления меньше потенциального барьера двух Т) - П переходов транзисторов 11 и 13. Если же напряжение на аноде силового тиристора положительно, то падение налряжения на резисторе 8 от тока заряда нсточ-ника 5 запирает диод Ю и ток управления проходит через р - ц переходы обоих транзисторов, усил1;вается ими и открывает вспомогательный тиристор 6. При этом образуется цепь разряда емкостей источников питания 4 и 5: плюс источника 5 - тиристор 6- стабилитрон источника 4 (или конденсатор источника 4, если он заряжен)- резистор 3- управляющий переход силового тиристора 2- анод диода 9- минус источника 5, Цепь разряда емкости источника 4 аналогична. Длительность импульса тока, протекающего через управляющий переход силового тиристора определяется параметрами цепочки искусственной коммутации 7 и выбирается, исходя из того, чтобы ток силового тиристора достиг за время действия этого импульса величины тока удержания. После открытия силового тиристора 2 па.дение напряжения на резисторе 8 исчезает и устройство, несмотря на наличие управляющего сигнала, прекращает формирование ямпульсов открытия. Но если, по каким-либо причинам, ток через силовой тиристор прервется в зоне проводимости, то на нем восстановится .положительное напряжение, начнется заряд источника 5, на резисторе 8 возникнет падение напряжения и устройство выдаст импульс для повторного открытия силового тиристора. Данное устройство рационально использует мощность источника питания и поэтому может быть запитано непосредственно от напряжения анод-катод силового тиристора. Кроме тогоунемедленная выдача и myльca открытия на силовой тиристор в случае закрытия его в зоне проводимости исключает перенапряжения по этой причине и повышает надежность преобразовательной установки. Ф о р м у ла изобретения Устройство для управления силовым тиристором, содержащее источник питания и источник управления, вспомогательный тиристор, логический элемент И, диоды и резисторы, о тичаюшееся тем, что, о целью уменьщения потребляемой мощности путем рационального использования напряжения анод-катод тиристора и повышения надежности, оно дополнительно снабжено вторым источником питания и транзистором, коллектор которого соединен с управляющим электродом вспомогательного тиристора, эмиттерс выходом логического элемента И, а соединена с нулевым проводом минус второго источника питания подключен к катоду вспомогательного тиристора, плюс - через резистор к управляющему электроду силовоГ9 тиристора и через диод - в обратном направлении к нулевому пооводу.

Источники ин рмации, принятые во внимание при экспертизе:

11. Патент ФРГ Я 2О0.3659, кл. 21 d 12/04, 969.

2. Патент ФРГ № 1488177 , кл. 21 d l2/04, 11.04.74 .

16

/