Прерыватель постоянного тока

357676 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельства-Заявлено 17.Х.1969 ( 1369343/24-7) Кл, Н 031 с 17/ присоединением заявок1369342/24-7,1398452/24-7 и 1407138/24-7нор итет Комитет по делам изобретений и открытий ори Совете Министров СССРОпубликовано 31,Х,1972. Бюллетень33 УДК 621.316,722 (088.8) анпя 1.11.1973 ата опубликования о пециализироАвторизобретени И, Брои Заявите осударственный институт по проектированию завод ванного автомобильного транспорта ПРЕРЫВАТЕЛЬ ПОСТО ГО ТОКА Изобретение относится к переключающей аппаратуре и преобразовательной техцике и может быть использовано для преобразования постоянного тока заданного напряжения в постоянный ток более низкого напряжения.5Известные прерыватели постоянного тока с цепью гашения, содержащей трансформатор, первичная обмотка которого соединена последовательно с силовым тиристором, подключаемым к положительному полюсу источника 10 питания, а вторичная обмотка подключена к аноду коммутирующего тиристора, соединенному через конденсатор с анодом силового тиристора, не обеспечивают устойчивой коммутации при переходных режимах нагрузки и 15 имеют ограниченный диапазон регулирования частоты и среднего напряжения.Для повышения устойчивости коммутации с расширением диапазона регулирования частоты и среднего напряжения на нагрузке описываемый прерыватель снабжен вспомогательным конденсатором, включенным между катодами тиристоров, а катод коммутирующего тиристора, подключаемый через цепь диод - элемент индуктивности к отрицательному полюсу источника питания, связан также с анодом силового тиристора через последовательную цепь диод - дроссель.В других вариантах выполнения прерывателя связь катода коммутирующего тиристора с анодом силового тиристора и с отрицательным полюсом источника осуществлена через две самостоятельные последовательные цепи диод - дроссель. В качестве элемента индуктивности, осуществляющего связь катода коммутирующего тиристора с отрицательным полюсом источника, использована первичная обмотка упомянутого трансформатора цепи гашения. Вспомогательный конденсатор и соединенная с анодом силового тцристора цепь диод - дроссель включены последовательно.На фиг. 1 изображена схема силовых цепей прерывателя постоянного тока; ца фиг, 2 - прерыватель (один из вариантов исполнения).В прерывателе (см. фиг, 1) к положительному полюсу источника постоянного напряжения Е подключен силовой тиристор Ть параллельно которому через гасящие коцденсаторы С, и Св включен коммутирующий тиристор Т Катод тиристора Т, соединен с первичной обмоткой 1 трансформатора Тр, Вторичная обмотка 1 трансформатора через разделительный диод Д подключена к аноду тиристора Т,. Катод тиристора Т, соединен с отрицательным полюсом источника питания цепочкой из последовательно соединенных диода Д и дросселя Дрь а с анодом тиристора Т 1 - при помощи цепочки из последовательно соединенных диода Дз и дросселя Др 2. Обмотка трансформатора Тр через разделительныйдиод Д 4 и нагрузку Усоединена с отрицательным полюсом источника.В одном из вариантов выполнения прерывателя (см. фиг. 2) первичная обмотка . трансформатора Тр включена в цепь отрицательного полюса источника питания.Если нагрузка носит индуктивный характер, то для создания контура возврата реактивной энергии нагрузки устанавливается обратный диод Д, Для уменьшения величины зарядного тока через гасящие конденсаторы в цепи диод Дг - дроссель Др 1 возможно включение ограничивающего сопротивления Я.Рассматривается работа прерывателя, начиная с момента, когда гасящие конденсаторы не заряжены.При включении силового тиристора Т, создается цепь для заряда конденсатора Сг в полярности, указанной на фиг. 1 без скобок. Токи нагрузки, протекая через первичную обмотку - трансформатора Тр, вызывает появление э. д. с, во вторичной обмотке г, а зарядный ток конденсатора С, протекает по цепи: вторичная обмотка Ьг - диод Д 1 - конденсатор С, - тиристор Т, - вторичная обмотка Ег. 52 Этим током конденсатор С, заряжается в полярности, указанной без скобок. Таким образом, конденсаторы С, и Сг заряжены так, что отрицательно заряженная пластина конденсатора С, подключена к аноду тиристора Ть 30 а положительно заряженная пластина конденсатора Сг - к катоду тиристора Ть Для прекращения импульса тока через нагрузку тири- стор Т, выключается. Отключение тиристора Т, происходит, когда подается управляющий з 5 импульс на включение тиристора Т при этом к тиристору Т, подключаются последовательно соединенные гасящие конденсаторы С 1 и С,.Через тиристор Т 1 протекает обратный ток восстановления, представляющий собой им пульс тока разряда конденсаторов С 1 и Сг по цепи: конденсатор С 1 - тиристор Т, - конденсатор Сг - тиристор Т и тиристор Т, закрывается. Время восстановления управляемости тиристора Т, обеспечивается в течение 45 времени разряда конденсаторов С 1 и С, по цепи: источник постоянного напряжения Е - конденсатор С, - тиристор Тг - конденсатор Сг - первичная обмотка 1.1 - диод Д - нагрузка Л через нагрузку. Поми мо этого, имеются цепи разряда конденсаторов С и Сг и их последующего перезаряда по цепям, не включающим нагрузку. После суммарного заряда конденсаторов С, и С, до постоянного напряжения Е протекание тока через на грузку Лпрекращается. Далее конденсатор С, перезаряжается по цепям: источник постоянного напряжения Е - конденсатор С, - тиристор Т, - диод Дг - дроссель Др - исто- ник постоянного напряжения Е и конденсатор 60 С 1 - тиристор Тг - диод Дз - дроссель Дрг - конденсатор С в полярности напряжения, показанного в скобках (см, фиг. 1 и 2). Конденсатор Сг перезаряжается по цепи:конденсатор Сг - вторичная обмотка Ьг - диод Д 1 - ти ристор Т, - конденсатор С, также в полярности напряжения, показанного в скобках. После прекращения перезарядных процессов тиристор Т, также закрывается.Последующее включение тиристора Т 1 создает цепи перезаряда конденсаторов С, и Сг в полярности, указанной без скобок, т, е. происходит подготовка схемы к следующему циклу выключения тиристора Т Конденсатор С перезаряжается по цепи: конденсатор С, - тиристор Т, - вторичная обмотка Е, - диод Д 1 - конденсатор С 1; конденсатор Сг - по цепи: конденсатор Сг - диод Дг - дроссель Дрг - тиристор Т 1 - конденсатор Сг. Кроме этого, существует цепь дозаряда конденсатора Сг от источника питания: источник постоянного напряжения Е - тиристор Т, - конденсатор Сг - диод Дг - дроссель Др, - источник постоянного напряжения Е. Наличие цепей перезаряда гасящих конденсаторов С 1 и Сг, минуя нагрузку, обеспечивает надежную коммутацшо в широком диапазоне изменения нагрузки от холостого хода до ее номинального значения, Причем минимальная продолжительность включения силового тиристора в описываемой схеме пе определяется временем перезаряда гасящих конденсаторов через нагрузку, Это позволяет соответствующим выбором параметров элементов схемы коммутации обеспечить необходимый нижний предел регулирования среднего напряжения при широком диапазоне изменение нагрузки и благодаря этому расширить диапазон регулирования среднего напряжения. Уменьшение минимальной длительности импульса напряжения на нагрузке позволяет также увеличить верхний предел изменения частоты работы прерывателя.Процессы коммутации в прерывателе (см, фиг. 2) протекают аналогично описанным и не требуют дополнительных пояснений,Диод Д 4 установлен для того, чтобы предотвратить утечку заряда конденсатора Сг по цепи: конденсатор С, - диод Дг - дроссель Др - нагрузка Е, - первичная обмотка .1 - конденсатор СЗаряд конденсатора С, в описываемых схемах в полярности, необходимой для последующего гашения силового тиристора Т изменяется при изменении нагрузки благодаря действию трансформатора Тр. С увеличением нагрузки индуктированное напряжение, до которого заряжается конденсатор С возрастает, увеличивая время, предоставляемое для восстановления управляемости тиристора Т Предмет изобретения1, Прерыватель постоянного тока с цепью гашения, содержащей трансформатор, первичная обмотка которого соединена последовательно с силовым тиристором, подключаемым к положительному полюсу источника питания, а вторичная обмотка подключена к аноду коммутирующего тиристора, соединенному черезЗаказ 61/15 Изд.1848 Тираж 406 Подп испоЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 пография, пр. Сапунова,конденсатор с анодом силового тиристора, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости коммутации с расширением диапазона регулирования частоты и среднего напряжения на нагрузке, он снабжен вспомогательным конденсатором, включенным между катодами тиристоров, а катод коммутирующего тиристора, подключаемый через цепь диод - элемент индуктивности к отрицательному полюсу источника питания, связан с анодом силового тиристора через последовательную цепь диод - дроссель.2. Прерыватель по п, 1, отличающийся тем, что связь катода коммутирующего тиристора с анодом силового тиристора и с отрицательным полюсом источника осуществлена через две самостоятельные последовательные цепи диод - дроссель.3. Прерыватель по п, 1, отличающийся тем, 5 что в качестве указанного элемента индуктивности использована первичная обмотка трансформатора цепи гашения.4, Прерыватель по п. 1, отличающийся тем,что указанный вспомогательный конденсатор и 10 соединенная с анодом силового тиристора цепьдиод - дроссель включены последовательно. Приоритет по п. 2 исчислять с 24.11,1970 г, (заявка1407138/24-7), по п. 3 - с 26.1.1970 г.15 (заявка1398452/24-7).