Тиристорный регулятор постоянного тока

 

ТИРИСТОРНЫЙ РЕГУЛЯТОР ПОСТ ЯННОГО ТОКА, содержащий блок управления , основной источник питания,-к выходу которого йодключены две параллельно соединенные силовые .цепи ( Каждая из которых выполнена в виде последовательно соединённых силового , управляемого ключа и соответствующей секции нагрузки, коммутирую-щий конденсатор, включенный между точками соединения силовых управляемых ключей с соответствующими секциями нагрузки,, и две цепи для заряда коммутирующего конденсатора, выполненные в виде двух развязывающих элементов и вспомогательного источника питания, один вывод которого соединен с одноименным выводом основного источника питания непосредственно , а его другой вывод -.с выводами коммутирующего конденсатора через соответствующий развязывающий элемент, о-тличающи йс я тем, что, с целью повышения быстродействия, параллельно неуправляемому развязывающему элементу каждой зарядной цепи в том же направлении/ что и основной ключ, подключен вспомогательный управляемый ключ, при этом управляющие электроды каждой пары из указанных силовых и вспомогательных ключей, подключенных к разным выводам коммутирующего конденсатора, соединены между собой через развязывающие диоды и подключены к одному иэ выходов блока управления.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3(5П H 02 P 13/32//G 05 F 1/64

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "

Н ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2951082/24-07 (22) 02.07.80 (46) 30.10.83. Бюл, 9 40 (72) А..Ш.Подольский, М.Г.Меламуд. и М.A.Вайсберг (71) Специальное конструкторское бюро вакуумнЫх покрытий при Госплане

Латвийской ССР (53) 621.316.722(088.8) (56) 1. Тиристоры. Технический справочник. Под ред. Лабунцова. М., Энергия, 1971, рис. 5-8.

2. Джентери Ф. и др. Управляемые полупроводниковые вентили. Мир, 1967 рис. 7-12.

3. Краткий химический .отсчет по созданию и испытанию линейного катода электродугового испарителя. скБ вакуумных покрытий при Госплане

Латвийской CCP. Рига, 1977, инв. 9222. (54)(57) ТИРИСТОРНКИ РЕГУЛЯТОР ПОСТО-

ЯННОГО ТОКА, содержащий блок управления, основной источник питания, к выходу которого подключены две параллельно соединенные силовые цепи,,каждая из которых выполнена в виде последовательно соединенных силового управляемого ключа и соответст„„SU„„1051687 A вующей секции нагрузки, коммутирую-. щий конденсатор, включенный между точками соединения силовых управляемых ключей с соответствующими секциями нагрузки, и две цепи для заряда коммутирующего конденсатора, выполненные в виде двух развязывающих элементов и вспомогательного источника питания, один вывод которого соединен с одноименным выводом основного источника питания непосредственно, а его другой вывод †.с выводами коммутирующего конденсатора через соответствующий развязывающий элемент, о -т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения быстродействия, параллельно неуправляемому развязывающему элементу каждой зарядной цепи в том же направлении что и основной ключ, подключен вспомогательный управляемый ключ, при этом управляющие электроды каждой пары из указанных силовых и вспомогательных ключей, подключенных к разным выводам коммутнруизцего конденсатора, соединены между собой через развязывающие диоды и подключены к одному из выходов блока управления.

1051687

Изобретение относится к электротехнике, в частности преобразовательной технике, и Может быть ис пользовано, например, н статических переключателях постоянного тока, Известны тиристорные регуляторы постоянного тока, содержащие источник питания и тиристорные ключи, включенные последовательно с цепью нагрузки f 13 и f2 g.

При этом коммутация тиристорных )О

I ключей осуществляется в них подключением параллельно включенному тиристору предварительна заряженного конденсатора.

Недостатком известных устройств !5 являются повышенные габариты и ограниченный диапазон частот из-за больших значений коммутирующего конденсатора.

Наиболее близким к предлагаемому 70 техническим решением является тиристорный регулятор постоянного тока, содержащий блок управления, основной источник питания, к выходу которого подключены дне параллельно 75 соединенные силовые цепи, каждая из которых выполнена в ниде последовательно соединенных силового управляемого ключа и соответствующей секции нагрузки, коммутирующий конденсатор, включенный между точками . 30 соединения силовых управляемых ключей с соответствующими секциями нагрузки, и дне цепи для заряда коммутирующего конденсатора, выполненные в виде развязывающих элементов и вспомогательного источника питания, один вывод которого соединен с одноименным выводом основного источника питания непосредственно, .а другой — с выводами коммутирующего 40 конденсатора через соответствующий развязынающего элемент LЗ 3.

Однако такое устройство характеризуется ограниченным частотным диапазоном работы из-за недостаточ- 45 ногО быстродействия цепей заряда коммутирующего конденсатора.

Бель изобретения — повышение быстродействия регулятора.

Поставленная цель достигается тем,50 что в известном тиристорном регуляторе постоянного тока, содержащем блок управления, основной источник питания, к выходу которого подключены две параллельно соединенные силовые цепи, каждая иэ которых вы полнена в виде последовательно соединенных силового управляемого ключа и соответствующей секции нагрузки, коммутирующий конденсатор, включенный между точками соединения силовых управляемых ключей с соответствующими секциями нагрузки, и две цепи .для заряда коммутирующего конденсатора, выполненных в ниде развязывающих элементов и вспомо- 65 гательного источника питания, один вывод которого соединен с одноименным нынолом основного источника питания непасредстненно, а его другой вывод - с вынодами коммутирующего конденсатора через соответствующий разнязывающий элемент, параллельно неуправляемому развязывающему элементу каждой зарядной цепи в том же направлении, что и основной ключ, подключен вспомогательный управляемый ключ, при этом управляющие электроды каждой пары из указанных силовых и нспомогательных ключей, подключенных к разным выводам коммутирующего конденсатора соединены между собой через раэвязывающие диоды и подключены к одному из выходов блока управления.

На фиг.1 изображена функциональная схема тиристорного регулятора ,постоянного тока; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие прин» цип работы регулятора, где индексы в обозначении кривых токов и напря- жений соответствуют позициям элементов на фиг.1.

Регулятор (фиг.1) содержит си.ловые тиристорные ключи 1 и 2, ос,новной источник 3 питания, коммутирующий конденсатор 4, отсекающие диоды 5 и 6, секции 7 и 8 нагрузки, включенные последовательно с соответствующими силовыми тиристорными ключами 1.и 2 и образующие вместе с ними две параллельно соединенных силовые цепи, подключенных к выходу основного источника 3 питания, вспомогательные тиристорно ключи 9 и 10, развяэывающие элементы 11 и 12 цепей заряда коммутирую" щего конденсатора 4, вспомогательный источник 13 питания, блок 14 управления, токоограничивающий резистор 15, развязывающие диоды 16.Регулятор работает следующим образом.

В исходном состоянии все силовые 1 и 2 и вспомогательные 9 и 10 ключи закрыты, конденсатор 4 разряжен.При включении блока 14 управления на одном из его выходов появляется управляющий сигнал 1, отпирающий ключи 1 и 10 (1=4„, фиг.2); В секции 7 нагрузки передается ток, а конденсатор 4 заряжается до напряжения вспомогательного источника 13 питания через вспомогательный ключ

10 и силовой ключ 1. По окончании заряда ток i„ затухает и вспомогательный кл1оч 10 выключается. В момент времени Ф= Ф2 (фиг.2) блок управления переключаемся так, чтд управляющие сигналы 1у2 получают силовой клюЧ 2 и вспомогательный ключ 9. Конденсатор 4 подключается

105) (87 параллельно силовому ключу и запирает его. Перезаряд конденсатора 4 происходит через отсекающий диод 5 и секцию 7 нагрузки до момента (фиг.2),,когда напряжение конденсатора 4 достигает напряжение источника 3 питания, после чего отсекающий диод 5 запирается, а заряд конденсатора 4 продолжается через вспомогательный ключ 9 и силовой ключ 2 до напряжения, близкого к напряжению вспомогательного источ-. ника 13. После затухания тока заряда вспомогательный ключ 9 выключается (t= й4, фиг.2).

После следующего переключения блока 14 управления, в момент времени =1, (фиг.2) открываются ключи 1 и 10, силовой ключ 2 закрывается и далее ход процесса регули-. рования тока повторяется. Резистор

15 выбирается так, чтобы ток через вспомогательные ключи 9 и 10 был существенно меньше тока цепи нагрузки, при этом время tg (фиг.2), в течение которого к силовым. ключам

1 и 2 приложено обратное напряжение, снижается незначительно. В то же время ток через вспомогательные ключи 9 и 10 должен быть достаточно большим, чтобы время t< подготовки коммутирующего конденсатора 4 к .повторному переключению. было достаточно малым. Развяэывающие элементы (резисторы) 11 и 12 цепей заряСИ л: коммутирующего конденсатора 4, включенные между вспомогательным источником 13 питания и соответствующим выводом конденсатора 4 исключают заряд этого конденсатора токами утечки силовых ключей 1 и 2 и отсекающих диодов 5 и б после закрытия вспомогательных ключей 9 и 10, что позволяет использовать схему при сколь угодно низкой частоте пе10 реключения.

Так как вспомогательные ключи 9 и 10 проводят ток относительно короткий промежуток времени, необходимый !

5 для заряда коммутирующего конденсатора 4, а ток через развязывающие элементы 11 и 12 цепей его заряда достаточно мал, потери мощности в этих неуправляемых элементах относительно малы и требуемая мощность вспомогательного источника 13 питания может быть относительно малой. При больших токах и низких напряжениях нагрузки уменьшение ем о ти коммутирующего конденсатора ° достигается благодаря выбору величины напряжения вспомогательного источника 13 значительно выше, чем у основного источника 3. Однако при этом необходимо учитывать, что коммутирующий конденсатор, управляемые ключи и диоды должны быть рассчитаны на напряжение источника 13.

ВНИИПИ Заказ 8685/56

Тираж 687 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4