Тиристорный коммутатор трехфазных цепей Советский патент 1981 года по МПК H03K17/567 

1

Изобретение относится к бесконтактной электронной коммутации цепей переменного тока на основе управляемых вентилей и может быть применено для коммутации нагрузки различного характера в трехфазных цепях.

Известен тиристорный коммутатор переменного тока с непосредственной связью силовой и управляющей цепей l.

Недостатком его является появление отсечки в 30 эл.град. напряжения на нагрузке.

Известно также устройство, содержащее ключ, а также три цепи, каждая из которых состоит из подключенных к выводам фазы встречно-параллельно включенных не;управляемого вентиля и управляемого вентиля, управляющий электрод которого соединен с последовательно включенными первым пороговым элементом, пёрвьлм диодом, первым резистором, а его анод через второй диод подключен к объединенным выводам первого резистора и первого диода, анод неуправляемого вентиля соединен с анодом третьего диода 2.

Недостатком устройства является низкая надежность.

Цель изобретения - повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в тиристорный коммутатор трехфазных цепей, содержащий ключ, а также три цепи, каждая из которых состоит из подключенных к выводам фазы встречно-параллельно включенных неуправляемого вентиля и управляемо10го вентиля, управляквдий электрод которого соединен с последовательно включенными первым пороговым элементом, первым диодом, первым резистором, а его анод через второй диод

15 подключен к объединенньм выводам первого резистора и первого диода, анод неуправляемого вентиля соединен с анодом третьего диода,введены источник питания, а также в каждую из це20пей - второй управляемый вентиль, второй пороговый; элемент, второй резистор, четвертый диод, причем в каждой цепи катод третьего диода через второй управляемый вентиль подключен

25 к первой шине источника питания и к

.J другим выводам первых резисторов, вторая шина питания через ключ соединена с первым выводом второго резистора каждой из цепей второй вывод

30 которого через второй пороговый элемент соединен с управляющим электродом соответствующего управляемого вентиля, анод которого черезчетвертый диод подключен к второму выводу второго резистора. На фиг.1 представлена схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняквдие его работу. Схема устройства содержит ключ 1, три цепи, каждая из которых состоит из неуправляемого вентиля (силовЬго диода) 2, управляемого вентиля (силового тиристора) 3, первого поро гового элемента 4, первого диода 5, первого резистора 6, второго диода 7, третьего диода 8, второго управля мого вентиля тиристора) 9, второго порогового элемента 10, второго резистора 11, четвертого диода 12, а также источник 13 питания и выводы 14-19 фаз. Устройство работает следующим образом. При отключенном ключе 1 тиристоры 9 заперты, следовательно, цепи управления силовых тиристоров 3 разорваны и они заперты: в цепи нагрузки ток отсутствует, так как диод 2 вклю чен встречно. Рассмотрим процессы происходящие в тиристорном коммутаторе при включенном ключе 1. В этом случае ток, определяемый источником 13 питания и резисторами 11, поступает Б управляющие цепи тиристоров 9 и с интервалом в 120 эл. град запускает их (ток управлякнцих электродов этих тиристоров при отсутствии диодов 12 протекает все время, в течение которого замкнут управляющий ключ 1,. однако анодный ток тирис тора 9 действует в течение трети периода напряжения, фаз). При наличии дирдов 12 ток управления после включения тиристоров 9 отводится в главн цепь этих тиристоров по следующей цепи: первая шина источника питания замкнутый ключ 1, выравниваю1цие соот ветствующие резисторы 11, диоды 12, тиристоры 9, вторая шина источника питания, минуя управляющий электрод соответствующего тиристора. Таким образом, в течение проводящей трети периода напряжения фаз через соотве ствующий тиристор 9, протекает сумма токов, определяемая,во-первых,силовым питанием и резисторами 6, вовторых, напряжением источника питания резисторами 11, в течение остал ных 2/3 периода тиристор 9 отключен от силового питания, а, последовател но соединенный с ним диод 8 находит ся под обратным напряжением. Тиристрр 9 в это. . время продолжает находиться в открытом состоянии,так как через него продолжает протекать вторая составляклдая тока, указанная выше и по величине не меньшая удерживающего тока тиристора,. В сил этого необходимость запуска тиристо ров 9 через каждые 120 эл.град отпадает, так .они становятся смешенными после единичного Запуска.Диоды 8 помимо устранения транзисторного эффекта у тиристоров 9 служат также для развязки источника 13 питания от силового питания. На фиг.2с показан нагрузочный .ток тиристора 9, на фиг.2е -.запускающий его импульс. После включения тиристоров 9 через резисторы 6 протекают импульсытока длительностью 240 эл.град, которые опережают на 30 эл.град фазное напряжение, однако начальная часть этих импульсов (30 эл.град) отводится в силовую .цепь через силовые диоды 2, смещенные током нагрузки. При смене знака у полуволны фазного напряжения силовые диоды 2 запираются и управляющие импульсы через разделительные диоды 3 поступают в цепи управляющих электродов соответствующих силовых тиристоров, а после включения последних отводятся через ответвляющие диоды 7 в главную цепь, минуя управляющие электроды. Таким образом, происходит включение силовых тиристоров 3 с интервалом в 120 эл.град и к нагрузке прикладывается переменноетрехфазное напряжение. На фиг.2в показана форма тока через управляющий электрод силового тиристора 3 при отсутствии диода 7, на фиг.2с - при наличии диода 7. Схема тиристорного коммутатора трехфазных цепей характеризуется наличием пониженного рабочего напряжения в цепях управления, значительным уменьшением потерь в управляющих электродах тиристоров схемы управления,что позволяет применять управляющий ключ и с мальам рабочим напряжением, облегчить тепловОй режим тиристоров схемы управления и, как следствие , повысить надежность работы устройства. формула изобретения Тиристорный коммутатор трехфазных цепей, содержащий ключ, а также три цепи, каждая из которых состоит из под1 люченных к выводам фазы встречно- параллельно включенных неуправляемого вентиля и управляемого вентиля, управляющий электрод которого соединен с последовательно включенными первым пороговым элементом, первым диодом, первым резистором, а его анод через второй диод подключен к объединенным выводам первого резистора и первого диода, анод неуправляемого вентиля соединен с анодом третьего диода, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введен источник питания, а также в каждую из цепей - второй управляемый вентиль, второй пороговый элемент, второй резистор, четвертый диод, причем в каждой цепи катод третьего диода через второй управляемый вентиль подключен к первой шине источника питания и к другим выводам первых резисторов, вторая шина питания через ключ соединенаг с первым выводом второго .резистора каж|дой из цепей, второй вывод которого через второй пороговый элемент соединен с управляющим электродом соответствукадего управляемого вентиля.

Ганод-Icofорого через четвертый ;11Йод подключен к вторсяму выводу второго резистора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.АНИСИМОВ Д.В. , ТирИСТОрНЫв:

ключи переменного тока с непосредственной связью силовой и управляющей цепей.- Авиационная промышленность 1976, 12, с.56-59, рис.5.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2661435/24-07, 22.02.79.

О и

ч Ji

№

S J««1

urt

HZI

фиг 2