Тиристорный выключатель постоянного тока Советский патент 1980 года по МПК H01H9/30 

(54) ТИРИСТОРНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

i

Изобретение относится, к преобразовательной технике и предназначено для защиты преобразователей и их источников питания от перегрузок и коротких замыканий в цепи нагрузки.

Известны выключатели постоянного тока больщой мощности, выполненные на базе электромагнитных контакторов с силовыми контактами 1.

Недостатком таких выключателей явля: ется большое время выключения, обусловленное собственным временем размыкания контактов и погасания дуги между контактами.

Наиболее близким к изобретению по техническим средствам и достигаемому результату является тиристорный выключатель постоянного тока, содержащнй две пары силовых контактов, коммутирующий тиристор, конденсаторы и коммутирующий дроссель 2.

Его недостатком является то, что в момент включения коммутирующего тиристора напряжение на нагрузке имеет «максимальное значение, превыщающее напряжение источника питания в два раза. Недостатком вьгключателя является также наличие дополнительных потерь энергии в силовых тиристорах.

Цель изобретения - снижение коммутационных перенапряжений на нагрузке и потерь энергии.

5 Эта цель достигается тем, что тиристорный выключатель постоянного тока снабжен диодом и дополнительным дросселем, включенным последовательно с нагрузкой, причем одна пара контактов зашунтирована диодом, а обе пары вместе - последовательной цепочкой, состоящей из коммутирующего тиристора и коммутирующего дросселя, при этом выводы источника питания и нагрузка с дросселем щунтированы конденсаторами.

5 На фиг. 1 приведена принципиальная схема выключателя; на фиг. 2 - диаграммы напряжений и токов в элементах выключателя, иллюстрирующие его работу.

Выключатель содержит коммутирующий тиристор 1, коммутирующий дроссель 2, конденсаторы 3, 4, диод 5, контактор 6 с двумя парами контактов, дроссель 7, диод 8 и импульсный генератор 9, формирулощий импульсы управления тиристором 1, нагрузку 10. В большинстве случаев, когда выключатель предназначен для защиты преобразователей, функции дросселя 7 и конденсаторов 3, 4 могут выполнять элементы фильтра на входе защищаемого преобразователя. Выключатель работает следующим образом.

В исходном состоянии контакты контактора 6 замкнуты и конденсаторы 3, 4 зарЯ; жены до полного напряжения. Тиристор 1 выключен.

При перегрузке или коротком замыкании в цепи нагрузки в момент времени 11 (см. фиг. 2) подается сигнал на отключение контактора, и его контакты размыкаются. Размыкание контактов б приводит к переходу тока нагрузки в цепь диода 5, а между контактами б может возникнуть дуга. Большое сопротивление между контактами б обуславливает снижение напряжения Uc на конденсаторе 4 по мере его разряда. В момент времени ta напряжение UQ на тиристоре 1 увеличивается до значения, достаточного для срабатывания импульсного генератора 9. При этом импульс тока iy с его выхода поступает в цепь управляющего электрода тиристора 1 и обеспечивает включение последнего. Включение тиристора 1 обеспечивает протекание импульса тока JK в цепи дросселя 2 и конденсаторов 3, 4. При выборе параметров реактора 2 и конденсаторов 3, 4 такими, чтобы амплитуда тока i к была больше максимального значения тока в цепи дросселя 7 и нагрузки, напряжение на конденсаторе 4 к моменту времени tj достигает максимальной величины, превышающей напряжение источника питания. Это обстоятельство обеспечивает прекращение тока в цепи контактов контактора б и погасание дуги.

В момент времени is импульс тока i« в цепи тиристора 1 становится равным нулю.

и с этого момента к тиристору прикладывается обратное напряжение, что обеспечивает восстановление его запирающих свойств и полное выключение. К моменту времени 14 напряжение на конденсаторе 4 спадает до

величины, равной падению напряжения на диоде 8, и ток нагрузки начинает протекать через диод 8.

Выключатель обеспечивает сокращение времени нарастания тока короткого замыкания в цепи нагрузки на величину времени

гащения дуги между контактами и уменьщение коммутационных перенапряжений на нагрузке.

Формула изобретения

Тиристорный выключатель постоянного тока, коммутирующий ток нагрузки, содержащий две пары силовых контактов, коммутирующий тиристор, конденсаторы и коммутирующий дроссель, отличающийся тем, что, с целью снижения коммутационных перенапряжений на нагрузке и потерь энергии, он снабжен диодом и дополнительным дросселем, включенным последовательно с нагрузкой, причем одна пара контактов заS щунтирована диодом, а обе пары вместе - последовательной цепочкой, состоящей из коммутирующего тиристора и коммутирующего дросселя, при этом выводы источника питания и нагрузка с дросселем шунтированы конденсаторами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

с. 249-251.