Устройство для управления последовательно соединенными тиристорами

СОЮЗ СОВЕТСНИИСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 51)4 Н 02 М 1 0 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ П 1 НТ СССР(71) Отделение Всесоюзтехнического институтав г,Тольятти(56) Верховский С.Я., Егоров В.П,Высоковольтньй тиристорный коммутатор с оптоэлектронным управлением.ПТЭ, 1985,3, с, 118,Авторское свидетельство СССР1201973, кл. Н 02 М 1/08, 1982,(54) УСТРОЙСТВОЛЕДОВАТЕЛЬНО СОЕД 35ного электроим.В.И.Ленина ления высоковоль коммутаторами. вляется повыше уменьшения воз мож- си- деости неодновремен ости включени этой целью в евые элементы иловым тирист тчики 26 и 27 ко ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ(57) Изобретениезовательной технипользовано для уптными .тиристорнымиЦелью изобретениянадежности за сче ловых тиристоров. Сны управляемые клю25, а параллельно1 и 2 подключены д УПРАВЛЕНИЯ Я ПОСЕН НЫМИ ТИРИСТОРАИИ носится к преобраи может быть ис3 151 рости нарастания прямого напряжения. При воздействии скачков прямого напряжения с достаточно крутым Фронтом, вызванных включением тиристора 3, напряжение на резисторах 28 и 29 превышает пороговое напряжение ста 0051 4 билитронов 34 и 35, Через светодиоды оптопар 18, 19 протекает ток, что приводит к отпиранию их фотореэисторов. На управляющие электроды силовых тиристоров 1 и 2 одновременно поступают управляющие импульсы. 2 ил, Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть испольэовано для управления высоковольтными тиристорными коммутаторами, 15Целью изобретения является повышение надежности за счет уменьшения возможности неодновременности включения силовых тиристоров.На Фиг, 1 приведена"структурная 20 схема устройства; иа Фиг. 2 - один из вариантов конкретного выполнения устройства,Устройство для управления тиристорами 1 - 3 содержит ячейки 4-6 управления и зажимы 7 и 8 для подключения источника управляющего сигнала. Каждая ячейка управления содержит емкостно-омический делитель напряжения,высоковольтным плечом которого являются резисторы 9-11 соответственно, а низковольтным - конденсаторы 12-14 соответственно, шунтированные соответствующими стабилитронами 15-1. Каждая ячейка содержит так же тиристорную оптопару 18-20, фототиристор которой включен в цепь управляющего электрода силового тиристора, причем светодиод оптопары 18 через токоограничивающий резистор 21 40 подключен к зажимам 7 и 8, светодиод оптопары 19 через токоограничивающий резистор 22 и фототиристор опто- пары 18 - параллельно конденсатору 12, а светодиод оптопары 20 через реэистор 23 и Фототиристар оптопары 19- параллельно конденсатору 13. Между фототиристорами онтопар 18 и 19 и управляющими электродами силовых тиристоров 1 и 2 включены ключевые элементы 24 и 25, управляющие входы которых подключены к датчикам 26 и 27 скорости нарастания прямого напряжения, включенным параллельно тиристорам 1 и 2.55Каждый датчик скорости нарастания прямого напряжения выполнен на базе резисторов 28-31, конденсаторов 32 и 33 и стабилитронов 34 и 35 соответственно. Диоды 36 и 37 исключают воэможность появления обратного напряжения на выходах датчиков 26 и 27 скорости нарастания прямого напряжения. При воздействии скачков прямых напряжений с достаточно крутым фронтом нарастания, вызванных включением силового тиристора 3, напряжения на резисторах 28 и 29 превышают пороговые напряжения стабилитронов 34 и 35. Через светодиоды оптопар 18, 19 протекает ток, что приводит к отпиранию их фототиристоров. На управляющие электроды силовых тиристоров 1 и 2 одновременно поступают управляющие импульсы.Устройство работает следующим образом.При прямом напряжении на силовых тиристорах 1-3 через резисторы 9-11 ячеек 4-6 управления протекает ток, заряжающий конденсаторы 12-14, Напряжение на конденсаторах 12-14 повышается до тех пор, пока не достигнет уровня стабилизации стабилитронов 15-17. После этого ток, ограни" ченный резисторами 9-1 1, протекает через стабилитроны 15-17, ячейки 4-6 управления подготовлены для формирования импульсов управления силовыми тиристорами 1-3, Управляющий импульс с зажимов 7 и 8 через токо- ограничивающий резистор 21 поступает на светодиод оптопары 18,. Фототиристор оптопары 18 открывается и конденсатор 12 начинает разряжаться через токоограничивающий резистор 22 на светодиод оптопары 19, Фототиристор оптопары 19 открывается, и конденсатор 13 начинает разряжаться через токоограничивающий резистор 123 на светодиод оптопары 20. Фототиристор оптопары 20 открывается, и конденсатор 14 разряжается на управляющий переход силового тиристора 3. Последний включается, в результате чего на тиристорах 1 и 2 одновременно появляются скачки прямого напряжения с крутым фронтом, которые вызывают срабатывание датчиков 26 и 27скорости нарастания прямого напряжения. Сигналы с выходов датчиков 26 и27 поступают на управляющие входы5ключевых элементов 24 и 25, последниевключаются, и на управляющих переходах силовых тиристоров 1 и 2 одновременно появляются управляющие импульсы, Силовые тиристоры 1 и 2 включаютсяЗа время протекания тока через силовые тиристоры 1-3 конденсаторы 1214 полностью разряжаются. Фототиристоры оптопар 18-20 восстанавливаютсвои запирающие свойства, посколькупосле разряда конденсаторов 12-14ток через них не протекает, При появлении обратного напряжения на силовых тиристорах 1-3 после их запирания через резисторы 9-11 и стабилитроны 15-17 протекает ток, Стабилитроны 15-17 выступают в качестве диодов и шунтируют конденсаторы 12-14, 25Напряжение на фототиристорах оптопар18-20 практически отсутствует в течение всего времени действия обратногонапряжения,Напряжения, приложенные к электрической изоляции между фототиристороми светодиодом каждой оптопары 18-20,равны между собой и по величине соответствуют напряжению одного силовоготиристора,Аналогичным образом устройствоработает и в том случае, если оносодержит и последовательно соединенных силовых тиристоров.Таким образом, использование датчика скорости нарастания прямого напряжения и дополнительного ключевогоэлемента позволяет осуществить одновременное включение (и) силовыхтиристоров в цепи из и последователь 45но соединенных тиристоров.Вследствие возможной неравномерности деления напряжения по цепи,на каждом из (и) силовых тиристоров в момент включения и-го силовоготиристора возникают различные по величине скачки напряжения, Поэтомудля обеспечения одновременности включения п)силовых тиристоров необходимо, чтобы каждый датчик скоростинарастания прямого напряжения былнастроен на срабатывание от самогоменьшего по величине из возникающихскачков напряжения. При появлении крутых скачков напряжения на зажимах силовых тиристоров 1 и 2, обусловленных внешними электрическими воздействиями, может произойти срабатывание датчиков 26 и 27 и ключевых элементов 24 и 25. Однако на управляющих электродах силовых тирнсторов 1 и 2 импульсов нет, так как фототиристоры оптопар 18 и 19 закрыты. Поэтому крутые скачки напряжения без управляющих импульсов на клеммах 7 и 8 не вызывают ложного включения силовых тиристоров,Формула изобретенияУстройство для управления п последовательно соединенными тиристорами, каждый иэ которых зашунтированемкостно-омическим делителем напряжения, содержащее и тиристорных оптопар, фототиристор каждой из которыханодом предназначен для соединенияс общей точкой конденсатора и резистора соответствующего делителя напряжения, а катодом - с управляющимэлектродом соответствующего тиристора, светодиод каждой тиристорнойоптопары, кроме первой, анодом соединен с катодом фототиристора предыдущей оптопары, а катодом через ограничительный резистор предназначендля соединения с катодом предыдущеготиристора, и стабилитронов, каждыйиз которых подключен параллельно конденсатору соответствующего делителянапряжения, причем анод и катод светодиода первой тиристорной оптопарысоединены с выходами источника управляющего сигнала, о т л и ч а ю щ е е "с я тем, что, с целью повышения надежности за счет уменьшения возможности неодновременного включения тиристоров, введено по иуправляемыхключевых элементов и датчиков скорости нарастания прямого напряжения,предназначенных для подключения параллельно каждому, кроме последнего,тиристору, причем вход каждого управляемого ключевого элемента соединенс катодом ототиристора соответствующей тиристорной оптопары, выходпредназначен для соединения с управляющим электродом соответствующеготиристора, а управляющий вход соединен с выходом соответствующегодатчика скорости нарастания прямогонапряжения,1510051 оставитель А.Меркуловаехред Л,Олийнык Корректор В,Кабаций актор И,Шмако ваюЮ 4 В В ЮФ ЮЭЮ Э Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 Заказ 5826/54 Тираж 648 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени 113035, Москва, Я, РаушскаяПодписноеи открытиям при ГКНТ СССРб., д. 4/5