Устройство для управления -последовательно соединенными тиристорами Советский патент 1980 года по МПК H03K17/72 H02M1/08 

Изобретение относится к импульсной технике и может найти применени при конструировании высоковольтных коммутационных аппаратов. Известно устройство для управления N последовательно соединенными тиристорами, содержащее единственный трансформатор управления, имеющий одну первичную и несколько (по числу тиристоров) вторичных обмоток 1 . Однако это устройство из-за различия индуктивностей расс-еяния вторичных обмоток многообмоточного трансформатора не обеспечивает одновременное отпирание всех тиристор цепочки. Ближайшим по технической сущност к предлагаемому изобретению являетс устройство для управления N последовательно соединенными тиристорами содержащее N трансформаторов управления, первичные обмотки которых .соединены по отношению друг к другу последовательно, а вторичные обмотк через- диоды соединены с управляюишми электродами тиристоров 2. Недостатком этого устройства явл ется низкая надежность работы, обусловленная большим-числом элементов в частности наличием конденсаторов и катушек индуктивности, образующих частотно-зависимую цепь, в- которой может возникнуть резонанс напряжения, приводящий к резкому возрастанию напряжения на отдельнЕлх элементах. Целью изобретения является повышение надежности. Указанная цель достигается, тем, что,вустройстве для управления N последовательно соединенными тиристорами, содержащем N трансформаторов, диоды и генератор импульсов, причем первичная обмотка первого трансформатора подключена к выходу генератора импульсов, а средняя точка вторичной обмотки первого трансформатора соединена с катодом первого тиристора, средние точки вторичных обмоток остальных N - 1 трансформаторов соединены скатодами соответствующих N - 1 тиристоров, начало и конец вторичной обмотки каждого, за исключением N-ro, трансформатора через включенные в прямом направлении диоды соединены соответственно с началом и концом первичной обмотки следующего трансформатора, средние точки первичных обмоток всех трансформаторов кроме

первого соединены с управляющими электродами предшествующих им тиристоров, а начало и конец вторичной обмотки N-его трансформатора через включенные в прямом направлении диод соединены с управляющим электродом N-oro тиристора.

: На чертех е приведена принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство содержит, например, четыре последовательно соединенных тиристора 1-4 и соответственно Четыре трансформатора 5-8. Первичная обмотка 9 трансформатора 5 подключена к выходу генератора импульсо 10, а средняя точка вторичной обмотки 11 трансформатора 5 соединена с катодом тиристора 1. Средние точки вторичных обмоток 12, 13 и 14 трансформаторов б, 7 и 8 соединены с катодами тиристоров 2,3 и 4 соответственно. Начало и конец обмотки 11 через диоды 15 и 16 соединены соответственно с началом и концом первичной обмотки 17 трансформатора 6. Начало и конец обмотки 12 чрез диоды 18 и 19 соединены соответственно с началом и концом первичной обмотки 20 трансформатора 7. Начало и конец обмотки 13 через диоды 21 и 22 соединены соответственно с началом и концом первичной обмотки 23 трансформатора 8. Средние точки обмоток 17, 20 и 23 соединены управляющими электродами тиристоров 1, 2 и 3 соответственно, а начало и конец обмотки 14 через диоды 24 и 25 соединены с управляющим электродом тиристора 4.

Устройство, работает следующим образом.

. Управляющее напряжение, формируемое генератором 10, поочередно прикладывается к полуобмоткам обмотки 9 и трансформатора 5, обеспечивающего отпирание тиристора 1. Напряжение, индуктируемое поочередно в течение первого и второго полупериодов в полуобмотках обмотки 11, через диоды 15 и 16 и управляющий перход тиристора 1 прикладывается поочередно к полуобмоткам первичной обмотки 17 трансформатора 6, обеспечивающего отпирание тиристора 2-. .В свою очередь, напряжение, индуктируемое в полуобмоткс1Х вторичной обмотки 12 трансформатора 6, через диО|ДЫ 18 и 19 и управляющий переход тиристора 2 прикладывается к полуОбмоткам первичной обмотки 20 трансформатора 7, обеспечивающего отпирание тиристора 3, и т.д. до последнего трансформатора 8. Только у пocJJeднeгo трансформатора 8 индуктируемые пооч ередно в полуобмотках вторичной обмотки 14 напряжения прикладываются через диоды 24 и 25 не к обмоткам очередного трайсформатора, а к цепи управляющего элек.трода последнего тиристора 4, непосредственно обеспечивая протекание в этой цепи управляющего тока огфеделенной величины. При коэффициенте трансформации трансформаторов 5-8, . равном единице, ток вторичной обмотки обусловливает протекание равного ему .тока в первичной обмотке, который, в свою очередь, является током управления предыдущего тиристора и током, :потребляемым данным тиристором от вторичной обмотки- предыдущего трансформатора и т.д. до первого транс- форматора.Первичная же обмотка 9 первого трансформатора 5 потребляет этот ток от генератора 10. s Таким образом, управляющие электроды тиристоров 1-4 оказываются включенными по току относительно друг друга последовательно, что обеспечивает как синхронность изменения токов управления тиристоров 1-4, так и равенство этих токов/ а следовательно синфазность отпирания тиристоров .

Обрыв цепи управляющего электрое да любого тиристора приводит к разрыву цепи переменного тока для первичной обмотки трансформатора следующего тиристора. Это обеспечивает запирание тиристоров, следующих за тиристором с обрывом в цепи управления. Тиристоры, предшествующие тиристору с обрывом в цепи управления, также не отпираются, поскольку через их управляющие переходы будут протекать только намагничивающие токи трансформаторов, значительно (на 1,5-2 порядка) меньшие нормального рабочего тока и недостаточные для отпирания тиристоров.

Каскадное по отношению друг к другу включение трансформаторов делает ненужным введение в устройство делительных и других конденсаторов, так как функции деления напряжения выполняют межобмоточные изоляции трансформаторов. Это упрощает устройство, уменьшая число используемых элементов, и дополнительно повышает надежность работы.

Формула изобретения

Устройство для управления N последовательно соединенными тиристорами, .содержащее N трансформаторов, диоды и генератор импульсов,. причем первичная обмотка первого трансформатора подключена к, выходу генератора импульсов, а средняя точка вторичной обмотки первого трансформато6Q ра соединена с катодом первого тиристора, отличающееся тем, что, с целью повышедия надежности, средние точки вторичных обмоток остальных N - 1 трансформатоiS ров соединены с катодами соответствующих N - 1 тиристоров, начало и конец вторичной обмотки каждого за исключением N-oro, трансформатора через включенные в прямом направлении диоды соединены соответственно с началом и концом первичной обмотки следующего трансформатора, средние точки первичных обмоток всех трансформаторов кроме первого соединены с управляющими- электродами предшествующих им тиристоров, а начало и конец вторичной обмотки N-oro трансформатора через включенные в прямом направлении диоды соединены с управляющим электродом N-oro тиристора-.

- Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кублановский Я. С. Схемы на четырехслойных полупроводниковых

Энергия

приборах. М. ,

1971, с, 17, рис. 96.

2. Авторское свидетельство СССР № 253220, кл, Н 02 М 1/08, 1968.