Прерыватель постоянного тока

,322769 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски Социалистических РеспубликЗависимое от авт, свидетельства-Заявлено 04.1/11,1969 ( 1346356/24-7) М, Кл, б 051 1/22 киприсоединением за Приор и ет Комитет по делам аобретеиий и открытпублнковано 30 971, Бюллетень36 УДК 621.316.722(088.8) и Совете МииисСССР Дата опубликования описания 14.11.1972 Авторызобретения Кощеев и Треть Заявит Уральское от научно-иссл ение Всесоюзного ордена Трудового К овательского института железиодорожн ВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА П 1 приведена принципиальная элекхема прерывателя постоянного тоа протекания аварийного тока через диод, подключенный параллельно тиристору; на фиг. 2 - диаграммы и и токов на элементах прерыватеа фиг. 3, 4 и 5 - принципиальные ывателей тока, исключающих возпротекания аварийного тока больны через встречный диод. На фиг. трическая ка без учет встречный основному напряжени ля тока; н схемы прер можность шой величи Прерыватель тока (см, фиг. ) состоит из главного тиристора В, и контура искусственной коммутации тока, в состав которого входят тнристор Ве и последовательный колебательный контур 1.иСи, Параллельно главному тиристору подключены встречно диоды Д и контур искусственной коммутации через диод Дз. Нагрузка /сподключена последовательно в цепь главного тиристора,Прерыватель тока может работать как в режиме широтно-импульсного, так и частотно- импульсного регулирования.В случае работы в режиме широтно-имгульсного регулирования импульсы тока управления тиристорами В,Ве формируются с гюстоянной частотой повторения специальным задающим генератором, который обеспечивает плавное регулирование сдвига по фазе между импульсами тока,В известных прерывателях постоянного тока, содержащих последовательную цепочку из нагрузки и основного тиристора, анод которого соединен с анодом разделительного диода, и схему коммутации, выполненную на вспомогательном тиристоре и последовательном /.С- контуре, из-за заряда коммутирующего конденсатора максимальное значение напряжения на нагрузке увеличивается почти вдвое, что может вызвать нарушение в работе питаемой 10 нагрузки. Кроме того, из-за конденсатора затягивается спад тока в нагрузке, что затрудняет возможность регулирования тока до величины, близкой к О,Для повышения надежности прерывателя и 15 улучшения его рабочих характеристик катод разделительного диода описываемого прерывателя подключен к дросселю последовательного /.С-контура, параллельно которому включен вспомогательный тиристор, шунтированный в 20 обратном направлении диодом, причем катоды основного и вспомогательного тиристоров соединены мехкду собой, Кроме того, цепочка из встречно-параллельно включенного диода и вспомогательного тиристора подключена к об щей точке катода разделительного диода и дросселю 1 Л.-контура через дополнительный дроссель, причем дополнительный дроссель и дроссель /,С-контура выполнены на общем магнитопроводе, 30ного Знаменитранспорта15 2 О 25 зо 40 45 50 55 60 Во время паузы в работе вентилей прерывателя тока конденсатор контура искусственной коммутации тока заряжается через диод Д; и нагрузку до напряжения, равного входному напряжению. Отпирание тиристора В, в момент времени 1, приводит к появлению тока в цепи нагрузки, а конденсатор колебательного контура остается в исходном заряженном состоянии благодаря наличию в схеме разделительного диода Д, (см. фиг. 2).В момент времени 12 подается импульс тока управления на тиристор В, отпирание которого приводит к появлению тока в цепи колебательного контура УС. Во время протекания положительной полуволны тока колебательного контура через тиристор Вг ток в цепи диода Д 1 отсутствует, так как падение напряжения на тиристоре В. больше падения напряжения на тиристоре Впри этом главный тиристор током контура 1.БС, не нагружен,Обратная полуволна тока колебательного контура производит гашение главного тиристора Вь а после его гашения проходит через диоды Дг и Дь увеличивая тем самым время, предоставляемое на восстановление управляемости главного тиристора В и перезаряжает конденсатор С до напряжения исходного состояния.В период прохождения импульса тока через диоды Д, Д обратное напряжение на тиристоре В, равно падению напряжения на диоде Дъ а на тиристоре Вг - сумме падений напрягкений на диодах Д,Д. и не превышает нескольких десятков вольт при включении (последовательно) 10 - 20 вентилей.После подхода тока в цепи диодов Д 2 и Д 1 к нулю в момент времени 1 а происходит восстановление напряжения на элементах схемы. Надежная коммутация тока в тиристоре В, возможна при условии, если амплитуда тока колебательного контура 1.БС, в два раза больше максимального значения тока нагрузки, а длительность импульса тока через диоды Д и Д 2 больше времени восстановления управляемости тиристоров В, и В,При такой схеме прерывателя тока общая длительность формируемых импульсов в цепи нагрузки будет равна сумме длительностей импульса тока через тиристор В, и импульса тока через диоды Д, и Дг. Регулирование длительности импульса тока через тиристор В, изменением сдвига по фазе между импульсами тока управления тиристорами ВВ позволяет регулировать общую длительность формируемых импульсов в цепи нагрузки.Емкость и индуктивность колебательного контура коммутации тока предлагаемого прерывателя определяется входным напряжением, мощностью формируемых импульсов и временем восстановления управляемости тиристоров В,ВМинимальная величина емкости конденсатора колебательного контура в данном случае будет определяться выражением: 41 пах 0агп 1 п -- . Еа9где Рп,ах - максимальное значение мощности формируемых импульсов, О - время восстановления управляемости тиристоров, Е - напряжение источника питания,Индуктивность колебательного контура при этом будет равна:3 Еа 6К4 т,аах Главный тиристор В 1 выбирается по току нагрузки и напряжению источника питания; тиристор В, и диоды Д, и Д, - по току колебательного контура и напряжению источника питания.В большинстве случаев прерыватели така используются для питания нагрузки с противоэ.д.с., например двигатели постоянного тока или сборные шины распределительного устройства, питаемые от других источников постоянного тока, При коротком замыкании в питающей линии через встречный диод Д, может протекать ток большой величины. Поэтому выбор диода Д в этих случаях определяется величиной аварийного тока. По этой причине в установках большой мощности потребуется устанавливать большое количество параллельно включенных диодов.В связи с этим предлагаемый прерыватель тока целесообразно выполнять по одной из схем (см. фиг, 3, 4, 5) где исключена возможность протекания аварийного тока по его элементам,На фиг. 3 встречный диод Д 2 подключен ьстречно коммутирующему тиристору В. Принцип работы прерывателя остается таким ке, как и для прерывателя, приведенного на фиг, 1, но наличие диода Д, исключает протекание аварийного тока. Однако в этой схем для надежной коммутации тока в тиристор В, необходимо, чтобы падение напрякения на диоде Д, было больше падения напряжения на диоде Д,. Это условие можно выполнить путем подбора диодов с соответствующими группами по падению напряжения или увеличением количества диодов Д, в цепочке.Повышение надежности коммутации тока у тиристора В, может быть достигнуто и другими путями, например установкой общего реактора с небольшой индуктивностью Ьц в цепи тиристора Вг и диода Дг (см. фиг. 4).Более надежную коммутацию тока на тиристоре В, можно получить при включении разделительного диода Д 1 к отпайке реактора колебательного контура г., (см. фиг. 5). В этом случае величина коммутирующего тока тиристора В 1 и обратного напряжения на нем увеличиваются,Предмет изобретения1. Прерыватель постоянного тока, содержа. щий последовательную цепочку из нагрузки и основного тиристора, анод которого соединен с анодом разделительного диода, и схему коммутации, выполненную на вспомогательном тиристоре и последовательном г.,С-контуре, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности прерывателя и улучшения его рабочих характеристик, катод разделительного диода подключен к дросселю последовательного У,С- контура, параллельно которому включен вспомогательный тиристор, шунтированный в обратном направлении диодом, причем катоды основного и вспомогательного тиристоров соединены между собой. 2. Прерыватель по п. 1, от,гичаюгчийся тем,что цепочка из встречно-параллельно включенного диода и вспомогательного тиристора подключена к общей точке катода раздели тельного диода и дросселю 1,С-контура черездополнительный дроссель. 3. Прерыватель по п, 2, отлицагогггийся тем,что дополнительный дроссель и дроссель 10 Е,С-контура выполнены на общем магнитопроводе.322769 Фиг. 5 Фу г Ы.Составитель В. Круглова дактор Т. Загребельная Техред 3, Тараненко Корректоры: Т. Китаеваи Н. ШевченкоЗаказ 104/б Изд.1764 Тираж 473 Подписное ЦНИИ 11 И Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, 7 К.35, Раушская наб., д. 4/5аграфия, пр. Сапунова, 2