Устройство искусственной коммутации

72) Авторы изобретения нто (Индонези Ю.А. Розанов.И. Колесник 1улитехнйческийййститУа 1 Харьковский ордена Ленин им. В.И. Ленин(71) Заявите 4) УСТРОЙСТВО ИСКУССТВЕННОЙ К ИИ к преобразонно к устройутации в прещности, ксения их энер-, и гл оком одключены из которых сно соединеннытора и комму Однако в известном устройстве переход тока из фазы в фазу происходит при напряжении на коммутирующем конденсаторе, не меньшем линейного напря жения трансформатора, достигаемом в результате перезаряда конденсатора током нагрузки после запирания силового тиристора. В связи с этим при большом линейном напряжении трансформатора требуемая мощность коммутирую" щего конденсатора велика. Кроме того, энергия, накопленная на индуктивности рассеяния обмоток трансформатора, во время коммутации передается на коммутирующий конденсатор и создает на нем значительное напряжение, что приводит к появлению коммутационных перенапряжений на силовых тиристорах. то 1 О Изобретение относитс ательной технике, а им твам искусственной кою бразователях большой м пользуемых с целью улучш гетических показателей пр уб регулировании.Известны устройства для осуществления искусственной коммутации в в рямителях, в которых силовые тирис ры запираются с помощью коммутирующих тиристоров и конденсаторов, подключенных параллельно силовым тиристорам выпрямителя 1 и 2 .Недостатками этих устройств являются значительная установленная мощность коммутирующих конденсаторов и наличие перенапряжений на. силовых тиристорах во время коммутации.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, в котором для осуществления искусственной. коммутации параллельно коммутируемым силовым тиристорам ммутирующие цепи, каждая стоит из последовательх коммутирующего тирис- тирующего конденсатора83272 Цель изобретения - снижение коммутационных перенапряжений и уменьшение установленной мощности коммутиРующих конденсаторов.Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее коммутирующие тиристор и конденсатор, соединенные последовательно, причем свободный вывод коммутирующего тиристора соединен с одноименным первым силовым вы-10 водом коммутирующего тиристора, а свободный вывод коммутирующего конденсатора связан со вторым силовым выводом коммутирующего тиристора, снабжено двумя дросселями и вспомогательными вентилями, причем средний вывод обмотки первого дросселя подключен к общей точке коммутирующего и коммутируемого тиристоров, крайние выводы через первый и второй вспомо гательные диоды связаны с одним из выводов ограничителя напряжения, свободный вывод коммутирующего конденсатора соединен со средним выводом обмотки второго дросселя, крайние выво ды которой связаны через первыйи второй вспомогательные тиристоры со вторым силовым выводом коммутируемого тиристора, к которому подключен также второй вывод ограничителя напряжения, 30 один из крайних выводов обмотки первого дросселя связан с первым крайним выводом обмотки второго дросселя через третий вспомогательный тиристор, а общая точка коммутирующих конденса тора и тиристора связана со вторым крайним выводом обмотки второго дросселя через четвертый вспомогательный тиристор.Кроме того, в качестве ограничителя 40 напряжения может быть использован вспомогательный инвертор, стабилитрон и т.д.На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого устройства.45 В выпрямителе, содержащем силовые тиристоры 1 и 2, параллельно силовому .тиристору 1, подключено коммутирующее устройство, в состав которого входят два дросселя 3 и 4. К средней точке обмотки дросселя 3 через тиристор 5 подключен вывод коммутирующего конденсатора 6, Второй вывод коммутирующего конденсатора 6 подключен к средней точке обмотки дросселя 4. Между крайними-выводами обмотки дросселя 3 под.ключены диоды 7 и 8. Общая точка диодов 7 и 8 подключена к выводу источ 0ника 9 напряжения; представляющегособой выпрямитель, работающий в инвер,торном режиме. Между крайними выводами обмотки дросселя 4 подключены тиристоры 10 и 11, общая точка которыхподключена ко второму выводу источника 9 напряжения. К одному крайнемувыводу обмотки дросселя 4 подключен,тиристор 12, второй вывод которогоподключен к одному крайнему выводуобмотки дросселя 3. Ко второму крайнему выводу обмотки дросселя 4 подключен тиристор 13, второй вывод которого подключен к первому выводукоммутирующего конденсатора 6. К конденсатору 6 подключено зарядное устройство 14,Устройство коммутации работает следующим образом.Предположим, требуется заперетьРтиристор 1. Для этого с помощью зарядного устройства 14 конденсатор 6 предварительно заряжается с указанной начертеже полярностью. Затем на тирис;торы 5 и 11 подаются отпирающие импульсы, в результате чего образуется .замкнутая цепь тиристор 5-конденсатор 6обмотка дросселя 4 - тиристор 11 - тиристор 1. Таким образом напряжениеконденсатора 6 прикладывается к обмотике дросселя 4 и осуществляется подмагничение сердечника реактора С,некоторой задержкой времени, в течение которой происходит подмагничение реактора, на тиристоры 2,10 и 12 подаютсяотпирающие импульсы. Благодаря напряжению на конденсаторе 6, после отпирания тиристора 10 тиристор 1 запирается. Далее происходит перезаряд конденсатора 6 током нагрузки, проходящимчерез него после запирания тиристораВ результате отпирания тиристора12 напряжение на конденсаторе 6 после изменения его полярности прикладывается к обмотке дросселя 3 междусредней точкой и точкой подключениятиристора 12. Таким образом междукрайними выводами. обмотки дросселя 3индуцируется ЭДС. В тот момент, когда напряжение на 1конденсаторе достигает величины, при которой индуцируемая между крайними выводами обмотка дросселя 3, тиристор5 закрывается и, благодаря реактору3, часть тока нагрузки через диод 7 переходит в цепь ограничителя 9 напряжения, а другая часть - к тиристорам 11 и 12.20 б Формула изобретения 2. Устройство по п. 1, о. т л и - ч а ю щ е е с я тем, что в качестве ограничителя напряжения использован вспомогательный инвертор. 5 8327После запирания тиристора 5 при полярности напряжения на конденсаторе 6, противоположной указанной йа чертеже, отпирают тиристоры 13 и 10. Таким образом, осуществляется запира ние тиристора 11, и ток, проходящий через тиристор 11, переходит к .тиристору 10. При открытом тиристоре 13, после запирания тиристора 11 напряжение на конденсаторе 6 прикладывается щ к обмотке дросселя 4 между средней точкой и тиристором .13, и мещду крайними выводами Обмотки дросселя 4 индуцируется ЭДС. В .то же время пройсходит перезаряд конденсатора 6 тока- . 15 ми, проходящими через обе части обмотки дросселя 4.В тот момент, когда после изменения полярности напряжение на конденсаторе 6 достигает. величины, при ко- щ торой.индуцируемая между крайними выводами обмотки дросселя 4 ЭДС достигает .величины напряжения ограничителя, ,9, тиристоры 10 и 12 запираются и открывается диод 8. Тахим образом, 25 через. открытые диоды 7 и 8 ограничитель напряжения 9. подключается к вьг воду проводящей фазы трансформатора. Далее под действием напряжения ограничителя 9 отпирается тиристор 2 . 30 . Ы начинается переход тока нагрузки из 1 разы в фазу, Подмагничение реактора вначале процесса являетсяодним из воз-, можных способов поддержания обратного напряжения на тиристорах 10 и 12 после35 их запирания, Благодаря энергии,. на-кайливаемой в. поле дросселя 4 во вре,мя нодмагничения, тиристор 13 остается открытым после перехода тиристоров10 и 12.через нуль. Таким образом, , 40 в течение необходимого для запирания .тиристоров 10 и 12 времени поддержи. вается ЭДС, индуцируемая между крайними выводами обмотки дросселя 4 и, следовательно, на тиристорах 1 О и 12 создается обратное напряжениеБлагодаря введенным в устройство дросселям искусственная коммутация осуществляется при напряжении на коммутирующем конденсаторе, меньшем ли" 50нейного трансформатора. При этом,чем меньше отношение числа витковчасти обмотки реактора, к.которой вовремя коммутации прикладывается напряжение конденсатора, к общему числу 55витков реактора, тем меньше напряжение на:.конденсаторе.. Таким образом, введение дросселейв устройство коммутации способствует уменьшению установленной мощностиконденсатора, Кроме того, в выпрямителе переход тока из фазы в фазу происходит под действием напряжения источника напряжения, представляющего собой работающий в.инверторном режимевентильный преобразователь, черезкоторый накопленная на индуктивностирассеяния обмоток трансформатораэнергия возвращается в сеть. Такимобразом, снижаются перенапряжения,возникающие на элементах во времякоммутации. 1. Устройство искусственной коммутации, содержащее коммутирующие тиристор и конденсатор, соединенные последовательно, причем свободный вывод коммутирующего тиристора соединен с одноименным первым силовым выводом коммутируемого тиристора, а свободный вывод коммутирующего конденсатора связан с вторым силовым выводом коммутируемого тиристора, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что, с целью снижения коммутационных перенапряжений и уменьшения мощности коммутирующего конденсатора, оно снабжено двумя дросселями и вспомогательными вентилями, причем средний вывод обмотки первого дросселя подключен к общей точке коммутирующего и коммутируемого тиристоров, крайние выводы через первьй и второй вспомогательные диоды связаны с одними из выводов ограничителя напряжения, свободный вывод коммутирующего конденсатора соединен со средним выводом обмотки второго дросселя, крайние выводы которой связаны через первый и второй вспомогательные тиристоры со вторым силовым выводом коммутируемого тиристора, к которому подключен также второй вывод ограничителя напряжения, один из крайних выводов обмотки первого. дросселя связан с первым крайним выводом обмотки второго дросселя через третий вспомогательный тиристор, а общая точка коммутирующих конденсатора и тиристора связана со вторым крайним выводом Обмотки второго дросселя через четвертый вспомогательный тиристор.Составитель А. Сытинактор Г. Кацалап Техред М.КоштураКорре ак,ак 988 го ковщтета ний и открытий скан наб., дПодписноССР 4/5 035 нт , г. Узцород, ул. Проектная ПП Фил 7 8Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР В 447801, кл, Н 02 М 5/28, 1975.2, Краткие тезисы докладов к Всесоюзному научно-техническому совещааз 3480 53 Тир ВНИИПИ Государственн по делам изобрете Москва, Ж, Раув 32720 8нию "Вентнльные автоматизированныезлектроприводы и преобразователи",Л е 1978 э с.21, рис.1.3. "Устройства преобразовательнойтехники". Киев, "Наукова Думка",1969 ь вып.2 э с,134,