Устройство для управления силовыми тиристорными цепями

) Заявлено 30, 10;7 1) 2070 ое) М. Кл. Н 02 Р 696 5/2 присоединен3) Приоритет явки осуАарстоеиимй иомите Сооота Миииотроо ССС оо делам изобретений и отхрмтий(43) Опублнковано 05.07,78,Бюллетень М (46) Дата опубликования описания 15.06.И(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕ СИЛОВЫМИ ТИРИСТОРНЫМИ ЦЕПЯМИИзобретение относится к электротехнике и может быть применено в широтно-импульсных преобразователях, инверторах, мощных генераторах импульсов для включения (гашения) тиристоров с использованием не только тока разряда предварительно заряженного конденсатора, но н тока заряда конденсатора при нулевом начальном значении ианряжения на нем и трансформаторной (или дроссельной) связи рабочего тирястора и коммутирующего устройства,Известны устройства, в которых для коммутации нагрузки используется предварительно заряженный конденсатор 1. Один (первый) .(илн несколько циклов) в этих устройствах являются подготовительными, и ампли. туда напряжения на.коммутирующем конденсаторе в установившемся режиме существенно превышает напряжение источника питания, а при увеличении тока нагрузки в коммутирующей.цепи оиа еще более возрастает, кроме того, существенно возрастают активные потери в зарядном дросселе.Известны также устройства выключения тирнсторов, состоящие из источника постоянного тока; зарядного дросселя н коммутирующего конденсатора 2. Однако после каждого включения тиристора через него и вторичную обмотку импульсного трансформатора протекает ток нагрузки, энергия, запасенная трансформатором, переходит по окончании колебательного процесса в коммутирующий конденсатор, ювышается амплитуда напряжения на комму тирующем конденсаторе до величины, большейчем это необходимо для выключения рабочего тирнстора. Мощность, потребляемая устройством от источника питания, значительно увели.чивается. После включения источника питания 1 Е устройство не сразу готово к выключению на. грузки. Потребуется время, в течение которо.в напряжение на коммутирующем конденсаторе достигнет установившейся величины.Иэ известных устройств тиристорных ком.мутаторов, в которых коммутирующие импуль- Ь сы формируются за счет заряда и разрядаконденсатора, наиболее близким по техничес.кой сущности к изобретению является устройство однофазного инвертора, которое в части схемы гашения тиристоров содержит в каждом плече последовательно соединенные первичную обмотку импульсного трансформатора, коммутирующий конденсатор и тиристор 3.В таком устройстве в такты включений ти.ристоров, последующие после первого, ампли.туда напряжения на коммутирующем кондея.23 саторе увеличивается в каждый такт зарядапочти на величину двойного напряжения источ-: ника питания. При увеличении амплитуды накоммутируюцем конденсаторе потреблениеэнергии от источника питания значительно увеличивается, а это.требует необходимости повышения тиристоров, увеличения сечения сердечников трансформатора, увеличения весогаба-ритных показателей всех элементов схемы,Переходный процесс в устройстве гашенияэтого типа при включении источника питаниядостигает своего установившегося значения через 8 - .10 тактов коммутации, только после этого оно будет готово к отключению тиристоровв иагрузочной цепи,Целью изобретения является уменьшениепотребления энергии и сокращение времениподготовки к работе.Г 1 оставлениая цель достигается тем, что вустройство для управления силовыми тиристорными цепями, содержащее коммутирующие тиристоры, коммутирующий конденсатор, накопительный конденсатор, подключаемый параллельно источнику питания, управляющий зарядныйдроссель и импульсные трансформаторы; введены дополнительные обратные диоды, а управля. ющий дроссель, коммутирующий конденсатори коммутирующие тиристоры соединены в последовательную цепочку, подключенную параллельно конденсатору, причем тиристоры включены по отношению друг к другу встречно, апараллельно каждому из них включена цепочка, состоящая из последовательно включенныхимпульсного трансформатора н обратного диода.На чертеже представлена схема устройствадля управления силовыми тиристорными цепями.Предлагаемое устройство состоит из управ, ляемого зарядного дросселя 1, последовательно соединенного с коммутирующим конденсатором 2, который присоединен к двум последовательно встречно включенным ветвям, каждаяиз которых состоит из тиристора 3 (4), шунтированного первичной обмоткой импульсного.трансформатора 5 (б) и диодом 7 (8), присоединенным анодом к катоду тиристора 3 (4),причем одна ветвь присоединена катодом тиристора 3 к обкладке коммутирующего конденсатора, а другая катодом тиристора 4 к отрицательному полюсу накопительного конденсатора 9 и минусу источника питания 1 О, управля. емый зарядный дроссель 1 подсоединен к положительному йолюсу накопительного конденсатора 9 и плюсу источника питания 10, коммутирующий конденсатор 2 подсоединен к управляющей цени 11,Устройство работает следующим образом,В исходном состоянии начальное значение напряжения на конденсаторе 2 равно нулю. При,подаче управляющего сигнала на тнристор 4последний включается и. образуется цепь,1 - 2 - У. - 5 4 10,Напряжение на конденсаторе 2 и ток в контуре определяются выражениями Оа Ю Б11 - сок ьОгде 1.,= 1. + Е,.Из (1) получаем 1.1 г = 21.1 о при 1т. е. когда ток спадает до нуля, конденсатор 2заряжается до двойного напряжения источника питания 10 без учета незначительных потерьв колебательном контуре,По окончании заряда конденсатора тирис 15 тор 4 отключается обратной волной тока, а наконденсаторе 2 сохраняется напряжение,При включении тиристора 3 конденсатор 2разряжается по цепи 2 -- 9 - 8 - 6 - 3, причем энергия, полученная в процессе заряда20в предыдущем такте, возвращается в источник 10, После разряда конденсатора 2 на источник 10 тиристор 3 отключается обратнойволной тока колебательного процесса; Тиристоры 3 и 4 включаютсяпоочередно с временным сдвигом, превышающим период собственных колебаний каждого контура.Индуктируемая в обмотках импульсныхтрансформаторов 5 и 6 ЭДС поочередно отключает рабочие тиристоры.Вторичные обмотки импульсных трансформаторов включены последовательно между полюсами силового источника питания и тиристорным мостом, образованным рабочими тиристорами. Во второй диагонали этого моставключена нагрузка, например малоинерционный двигатель постоянного тока. При зарядекоммутирующего конденсатора 2 отключаетсяодин рабочий тиристор диагонали моста, апри разряде коммутирующего конденсатора наисточник питания отключается второй рабочий тиристор (исходя из поочередного законакоммутации тиристоров), благодаря этому.уст 40 раняется существующее в известных устройствах определенное запаздывание (равное нескольким периодам коммутации) между возрастанием тока нагрузки и соответствующимему увеличением напряжения на коммутирующем конденсаторе.Управляющая цепь 11 после каждого цикларазряда конденсатора 2 на накопительныи конденсатор 9 сбрасывает остаточное напряжение,и поэтому колебания в симметричных контурахносят незатухающий характер.5 ОУстройство позволяет генерировать импульсы напряжения во вторичных обмотках импульсных трансформаторов 5 и 6,с частотой, равнойчастоте включения тиристоров 3 и 4.Управляющий дроссель 1 позволяет регули 55:ровать ток заряда коммутирующего конденсатора. Так как, при включении тиристора 3суммарная энергия, полученная в процессе заряда в предыдущем такте, возвращается в цельисточника питания, исключается увеличение напряжения иа конденсаторе 2 при коммутацииЙ 1 Ъ 4 ЙЯРТЙЮЪПРГФЪ ТУЪЗГй ИйгЪУяии нл оюппт 1тю глупа614513 Формула изобретения Составитель О. НаказнаяТехред О; Луговин КорректТираж 892.Подл иск Редактор В. ФельдманЗаказ 3707/46 акареви омитета Совета Минитров ССреждений и откритий5; Рвушская наб. д. 45ч и пълл ит тт ъли л А 1 НИИПИ Государстиеннот но дела и из ЗОЗЬ, Москва, Ж Фьззяюл ППП Пв чавю5,шей, чем это требуется для обеспечения надежного выключения тиристоров в цепи нагрузкичто, в конечном итоге, исключает необходи.мость повышения класса тиристоров, увеличения сечения магнитных сердечников импульсных трансформаторов из-за насыщения и увеличения установочной габаритной мощностидругих элементов. Время готовности к работе при подключении к источнику питания составляет практически один первый период и не зависит от сопротивления нагрузки. Таким образом, предлагаемое устройство является более быстродействующим, более экономичным, чем известное,Устройство для управления силовыми тнристорными цепями, содержащее коммутирующие тиристоры, коммутирующий конденсатор, накопительный конденсатор, подключаемый параллельно источнику питания, у 1 равляющий забрядный дроссель и импульсные трансформаторы; отличающееся тем, что, с целью уменьшения потребления энергии и сокращения време.ни подготовки, оно снабжено дополнительными обратными диодами, а управляющий дроссель, коммутирующий конденсатор и коммутирую.щие тиристоры соединены в последовательную цепочку,.подключенную параллельно накопительному конденсатору, причем тирнсторы включены по.отношению друг к другу встречно, а параллельно каждому нз них включена цепочка, состоящая из последовательно включенных им.пульсного трансформатора и обратного диода.Источники информации, принятые во внима.ние при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР И 177950, И кл, Н 02. Р 3/12, 1964.2. Гольц М. и др. Устройства искусственнойкоммутации тиристоров широтно. импульсных преобразователей систем электропрнвода, Ма.териалы к семинару Тиристорные системы электропривода и промышленной автоматики постоянного тока; ч. 1 ЛДНТП, Л., 1970 г с, 47 - 49.3. Авторское свидетельство СССР М 261545,кл. Н 02 Р 13/16,. 1967 г.