Тиристорный прерыватель постоянного тока Советский патент 1980 года по МПК H02P7/28 H03K17/72 

(54) ТИРИСТОРНЫЙ ПРЕРЫВАТЕЛЬ ПСХ;ТОЯННОГО ТОКА

I

Изобретение относится к устройствакЛ для управления двигателями постоянного тока н бесконт1актной коммутации.

Известны устройства, содержащие основной тиристор и коммутирующий узел с . i С-контуром и коммутирующим тиристором, в котором для повышения КПД используется цепь рекуперации энергии дросселя с дополнителысым тиристором, в цепь управления которого включена выходная цепь датчика перегрузки .

При отсутствии п етрузки цепь рекупераднн включена, при перегрузке она отключается.

Однако в известном устройстве изменение параметров одного из элементов коммутирующего ЬС-контура приводит к изменению интервала времени, отводимого на выключение тиристора, что снижает надежность прерывателя в работе.

Наиболее близкий по технической сущности к изобретению тиристорный .преобразователь постоянного тока, содержащий основной тиристор, зашунтированный обратно включенным диодом и подсоединенный последовательно с нагрузкой к источнику посто$шного напряжения, узел коммутации с последовательным L С-контуром, который через коммутирующий тиристор подключен параллельно основному тиристору, и зарядный диод, соединияющий конденсатор узла коммутации с источником подза- ряда а.

to

Недостаток известного устройства низкий КПД больших потерь энергии в узле коммутации.

Этот недостаток обусловлен тем, что

IS в известном устройстве параметры L С-контурс выбираются, исходя из щземени выключения тиристоров и из расчета получения требуемого коэффици ста коммутационной надежности

20 К 3 /Зр(1 р-максимальная амплитуда. рабочего тока в основном тиристоре, а 3(; -амплитуда рязрядного тока конденсатора).

746854

Чем больше коэффгашент коммутационной надежности, тем больше относительные потери энергии в процессе коммутации. При работе двигателя с нагрузками

в широком диапазоне с изменением ток& нагрузки изменяется и значение коэффициента коммутационной надежности. В большинстве случаев большие токи в главном тиристоре приходятся йа процесс пуска и перегрузок. Основноею время прерыватель работает с излишне завышенньш коэффициентом Ki что снижает его коэффициент полезного действия.

Цель изобретения - повышение КПД. j5 Эта цель достигается тем, что в тиристорный прерыватель постоянного тока,. Содержащий основной тиристор, зашунтиованный o6jJaTHo включенным диодом

подсоединенный последовательно с на- 20 грузкой к источнику постоянного напряжения, узел коммутации с последовательным L С-контуром, кото|рый через коммутирующий тиристор подключен параллельно осйовноыу тиристору, и зарядный диод, 25 соединяющий конденсатор узла коммутации с источником подзаряда, введены датчик перегрузки, второй зарядный диод и второй аналогичный узел коммутации, включенный параллельно первому, причем 30 конденсатор второго узла коммутащш соединен с источником подзаряда через второй зарядный диод, а в цепь управления коммутирующего тиристора второго контура коммутации включена выходная 35 цепь датчика перегрузки.

Датчик перегрузки.М19жет быть выполнен содержащим выходной гранзисТор, эмиттернь1й переход которого через стабилитрон и диод, последовательно вклю- 40 ченные в базовую цепь транзистора, подключен параллельно токоизмерительному

резистору в цепи нагрузки прерывателя, и конденсатор, подключенный параллельно стабилитрону и эмиттерному переходу 45 выходного транзистора.

Схема прерывателя приведена на чёртеНсе.

Прерыватель содержит основной тиристор 1, защунтированный обратным диодом 2, нагрузку 3, первый узел комМутации из конденсатора 4, дросселя 5, коммутирующего тиристора 6 и второй узел коммутации из конденсатора 7, дросселя 8 и коммутирующего тиристора 9. Конденсаторы обоих узлов коммутации через зарядные диоды 10 и 11 подключ& ны к источнику подзаряда, сод жашему

дроссель 12, тиристор 13 и вспомогательный источник питания. В цепь JTIравления тиристора 9 включена выходная цепь датчика перегрузки, который содержит выходной транзистор 14, эмиттерный переход которогочерез . стабилитрон 15 и диод 16 подключен к токоизмерительному резистору 17. Стабилитрон 15 и эмиттерный переход транзистора 14 зашунтированы конденсатором 18.

Прерыватель работает следующим образом.

Управл5ёошие импульсы поступают одновременно к тиристорам 1 и 13. При этом через дроссель 12, тиристор 13, диоды 10 и 11 заряжаются конденсаторы 4 и 7. Через основной тиристор 1 и резистор 17 подводится напряжение к нагрузке 3, Падением напряжения на резисторе 17 через диод 16 заряжается конденсатор 18. Затем с запаздыванием подаются одновременно импульсы управления к тиристору 6 и через транзистор 14 р тиристору 9. Конденсатор 4, разряжаясь через дроссель 5, тиристор 6, диод 2, запирает тиристор 1. Если напряжение на конденсаторе 18 меньше пробивного напряжения стабилитрона 15, то транзистор 14 и тиристор 9 остаются закрытыми. Конденсатор 7 остается в заряженном состоянии. При последующем поступлении импульсов управления к тиристорам 1 и 13 будут заряжаться только конденсатор 4, а основной тиристор 1 будет коммутироваться током только этого конденсатора. С увеличением тока нагрузки будет возрастать падение напряжения на резисторе 17 и напряжение на конденсаторе 18. После того как последнее превысит величину пробивного напряжения стабилитрона 15, откроется транзистор 14 и одноврембнно с тиристором 6 откроется тиристор 9. При этом основной тиристор 1 будет коммутироваться током двух конденсаторов 4 и 7

Таким образом, коммутация основного тиристора осуществляется энергией одного или гвух конденсаторов в зависимости от величины тока нагрузки. Значение тока, при котором вступает в работу второй узел коммутации, может регулироваться параметрами стабилитрона 15 или изменением сопротивления резистора 17. Длительность работы второго узла коммутации и величина тока, при котором он включается, зависит от режима работы нагрузки. Для работы дпигателей часто характерны кратковременные (1О-20% от общего времени работы) перегрузки, превышающие в 2-3 раза среднюю нагрузку двигателя. Продолжительность включения второго контура будет составлять несколько про центов по сравненшо с длительностью работы схемы. При этом большую часть рабочего времени прерыватель будет работать с малыми потерями в одном узле коммутации и меньшую с большими потерями в двух коммутирующих контурах. В результате повышается средний КПД прерывателя. Формула изобретени 1. Тиристорный прерыватель постоян ного тока, содержащий основной тиристо зашунтированный обратно включенным дирдом и подсоединенный последователь с нагрузкой к источнику постоянного на пряжения, узел коммутации с последовательным LC -контуром, который через коммутирующий тиристор подключен параллельно основному тиристору, и заряд ный диод, соединяющий конденсатор узл коммутации с источником подзаряда, ./ 546 отличающийся т&л, что, с целью повышения КПД, введены датчик перегрузки, второй зарядный диод и второй аналогичный узел коммутации, включенный параллельно , причем конденсатор вторюго узла коммутации соедийёйс ИСТОЧНИКОМ подзаряда через второй зарядный диод, а в цепь управления коммутирующего тиристора второго контура коммутации включена выходная цепь датчика перегрузки. 2. Тиристорный прерьгаатель по п.1,. отличающи и с я т&л, что датчик перегрузки содержит выходной транзистор, эмиттерный переход которого через стабилитрон и диод, последовательно включенные в базовую цепь транзистора, подключен параллельно токойзмерительному резистору ъ цепи нагрузки прерывателя, и конденсатор, подклк)ченный параллельно стабилитрону и эмиттерному jnepexboy выходного транзистора. Источники информации, принятые во внимание при эйспфтиэе 1. Авторское свидетельство СССР № 394908, кл. Н О2 Р 13/16, О1.1О.7О. 2. Глазенко Т. А. Полупроводниковые преобразователи в электроприводах по- / стоянного тока. М., , 1973, с. 69, рис. 2-18 (прототип).