Устройство принудительной коммутации тиристоров Советский патент 1980 года по МПК H02M1/00 

1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в инверторах, широтно-импульсных преобразователях постоянного тока, т. е. там, где требуется принудительная коммутация силовых тиристоров.

Известны устройства прннудительной коммутации тиристоров.

Одно из известных устройств коммутации содержит коммутирующие конденсатор, тиристоры и дроссели, причем один из выводов конденсатора соединен со средней точкой источника питания, а другой - с общей точкой двух последовательно соединенных ценочек, образованных каждая коммутирующими тиристором и дросселем.

Коммутационная способность такого устройства неуправляема, и устройство должно быть рассчитано па коммутацию максимального тока нагрузки 1.

В другом из известных устройств коммутации для изменения коммутационной способности при нзменении напряжения питания используются дополнительные тиристоры и дроссели, с помощью которых производится дозаряд коммутирующего конденсатора .

Иаиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство принудительной коммутации тиристоров, содержащее включенную между первым и вторым входиыми выводами последовательную цепочку, образоваппую включенным в нрямом направлении дозарядпым тиристором, дросселем и, конденсатором и обратный тиристор, анод которого соединен с вторым входным выводом, причем дроссель связан с выходными выводами. Последовательно с обратным тирнстором также включен дроссель 3.

Однако в таком устройстве применение отдельных элементов зарядных цепей, не используемых для коммутации силовых, тиристоров. Это ухудп1ает массогабаритные показатели устройства.

Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей.

Поставленная цель достигается тем, что устройство прннудительной коммутации, содержащее включенную между первым и вторым входными выводами носледовательиую цепочку, образованп ю включенным в прямом направлении первым дозарядным тиристором, первым дросселем и конденсатором, и первый обратный тиристор, анод которого соединен с вторым входным выводом, причем нервый дроссель связан с выходными выводами, снабжено дополнительной последовательной цепочкой, образованной вторым дросселем и включенным в нряMOM напрайлении вторым зарядным тиристором, включенной между общей точкой первого дросселя и конденсатора н дополнительным третьим входным выводом, и вторым обратным тиристором, катод которого соединен с вторым входным выводом. При этом катод первого обратного тиристора соединен с катодом первого зарядного тиристора, анод второго обратного тиристора - с анодом второго зарядного тиристора, а второй дроссель также связан с соответствующими выходными выводами.

Дроссели в устройстве коммутации могут быть выполнены двухобмоточными, а обмотки обоих дросселей могут быть размещены на общем магнитонроводе.

Принципиальная электрическая схема устройства коммутации приведена на чертеже.

Устройство содержит конденсатор 1, подключенный одной обкладкой к средней, точке источника 2 питания, дроссели - трансформаторы 3, 4, обратные тиристоры 5, 6, включенные встречно-параллельно конденсатору 1 и соединенные со средней точкой источника 2, и зарядные тиристоры 7, 8. Анод тиристора 7 подключен к ноложительному выводу источника, катод - к катоду тиристора 5, катод тиристора 8 - к отрицательному выводу источника, а анод - к аноду тиристора 6. Вторичные обмотки трансформаторов 3 и 4 связаны с коммутируемыми тиристорами силовой части через выходные выводы. В зависимости от конфигурации силовой части трансформаторы могут быть заменены дросселями или выполнены на одном сердечнике.

Устройство принудительной коммутации работает следующим образом.

Управление тиристорами осуществляется в функции знака напряжения на конденсаторе. При положительном напряжении на ием управляющие импульсы подаются либо на тиристор 7, либо на тиристор 5, при отрицательной полярности - либо на тиристор 8, либо на тиристор 6.

Коммутация силовых тиристоров осуществляется при отиирании любого из тиристоров схемы, так как при этом всегда образуется контур нерезаряда конденсатора, включающий в себя один из коммутирующих трансформаторов. Коммутационная способность узла, онределяемая величииой нанряжения на вторичных обмотках трансформаторов 3 и 4, нри отпирании тиристоров 7 и 8 больще, чем при .отпирании тиристоров 5 и 6, так как в этом случае коитур нерезаряда конденсатора включает в себя источник питания, благодаря чему коммутирующее напряжение на вторичных обмотках трансформаторов имеет большую величину. Поэтому тиристоры 5 и 6 необходимо отпирать только в том случае, если величина напряжения на конденсаторе достаточна

для коммутации данного тока нагрузки. В противном случае необходимо отпирать тиристоры 7 или 8, обеспечивая большее коммутирующее напряжение на трансформатоpax. При этом происходит и дозаряд коммутирующего конденсатора.

Таким образом, исиользование в зависимости от величииы нанряжения на конденсаторе двух различных цепей перезаряда

позволяет регулировать коммутационную способность устройства. Поскольку напряжение на коммутирующем конденсаторе нри этом близко к минимальному необходимому, амплитуда коммутационного тока

снижается, следовательно, уменьшаются и потери в элементах устройства. Это улучщает массогабаритные ноказатели.

Формула изобретения

Устройство прииудительной коммутации тиристоров, содержащее включенную между первым и вторым входными выводами, последовательную ценочку, образованную включенным в прямом направлении первым

дозарядным тиристором, первым дросселем и конденсатором, и первый обратный тиристор, анод которого соединен с вторым входным выводом, причем первый дроссель связан с выходными выводами, отличающееся тем, что, с целью улучшения массогабаритных иоказателей, он снабжен дополнительной последовательной цепочкой, образованной вторым дросселем и включенным в прямом направлении вторым зарядным тиристором, включенной между общей точкой первого дросселя и конденсатора и дополнительным третьим входным выводом, и вторым обратным.тиристором, катод которого соединен с вторым входным выводом, причем катод нервого обратного тиристора соединен с катодом первого зарядного тиристора, анод второго обратного тиристора соединен с анодом второго зарядного тиристора, а второй дроссель также связан

с соответствующими выходными выводами.

2.Устройство но п. 1, отличающееся тем, что дроссели выиолнены двухобмоточными, нричем вторичные обмотки дросселей соедииены с соответствующими выходными

выводами.

3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что обмотки обоих дросселей размещеиы на общем магнитопроводе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Глазенко Т. А. Полупроводниковые преобразователи в электропроводах постоянного тока. Л., «Энергия, 1973, с. 239, рис. 4-30, б.

2. Забродин Ю. С. Узлы нринудительной конденсаторной коммутации тиристоров., М., «Энергия, 1974, с. 116, рис. 3-8.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2008969, кл. Н 02М 1/00, 1975