Трехфазный тиристорный коммутатор

 

ТРЕХФАЗНЫЙ ТИРИСТОРНЫЙ КОММУТАТОР, содержащий в каждой коммутируемой фазе соединенные параллельно силовой диод и силовой тиристор, у которых точка соединения анода силового диода с катодом силового тиристора соединена с входной шиной фазы, анод силового тиристора соединен через первый диод управления и стабилитрон с управЛЯЮШ .ИМ электродом силового тиристора, управляемый вентиль, включенный между точкой соединения анода первого диода с катодом стабилитрона и входной шиной фазы, второй и третий диоды управления и резистор, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, катод второго диода управления соединен с точкой соединения анода первого диода управления с анодом управляемого вентиля, который выполнен в виде фототиристора, анод второго диода управления через резистор соединен с дополнительной шиной, к которой подключены резисторы других коммутируемых фаз и катоды третьих диодов управления, аноды которых подключены к входным шипам фаз, а входы фототиристоров коммутируемых фаз соединены между собой последовательно и подключены к входу (Л управления.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1167722

А (594 Н 03 К 17 56!

F1 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3690031/24-21 (22) 06.01.84 (46) 15.07.85. Бюл. № 26 (72) Г. В. Федоров (53) 621.316.727 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 474940, кл. Н 03 К 17/56, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР № 864566, кл. Н 03 К 17/56, 1981 (прототип) . (54) (57) ТРЕХФАЗНЫЙ ТИРИСТОРНЫЙ

КОММУТАТОР, содержащий в каждой коммутируемой фазе соединенные параллельно силовой диод и силовой тиристор, у которых точка соединения анода силового диода с катодом силового тиристора соединена с входной шиной фазы, анод силового тиристора соединен через первый диод управления и стабилитрон с управ4 8 ляющим электродом силового тиристора, управляемый вентиль, включенный между точкой соединения анода первого диода с катодом стабилитрона и входной шиной фазы, второй и третий диоды управления и резистор, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, катод второго диода управления соединен с точкой соединения анода первого диода управления с анодом управляемого вентиля, который выполнен в виде фототиристора, анод второго диода управления через резистор соединен с дополнительной шиной, к которой подключены резисторы других коммутируемых фаз и катоды третьих диодов управления, аноды которых подключены к входным шинам фаз, а входы фототиристоров коммутируемых фаз соединены между собой Ж последовательно и подключены к входу управления.

1 167722

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах автоматики для подключения нагрузок к питающей сети переменного тока.

Известен переключатель многофазных целей переменного тока, содержащий силовую часть из встречно-параллельно включенных тиристоров в каждой фазе и блок управления, состоящий из трансформаторов напряжения с вторичными обмотками, подключенными к управляющим целям тиристоров, а первичными через диодные мосты с маломощными тиристорами, в диагонали — на фазное напряжение последующей фазы, а также содержащий трансформатор управления с диодно-транзисторным ключом (1).

Недостатком данного устройства является низкая надежность работы, обусловленная наличием трансформаторов и тепловыми потерями в целях управления тиристоров в период их проводимости.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является трехфазный тиристорный коммутатор, содержащий в каждой коммутируемой фазе соединенные параллельно силовой диод и силовой тиристор, у которых точка соединения анода силового диода с катодом силового тиристора соединена с входной шиной фазы, анод силового тиристора соединен через первый диод управления и стабилитрон с управляющим электродом силового тиристора, управляемый вентиль, включенный между точкой соединения анода первого диода с катодом стабилитрона и входной шиной фазы, второй и третий диоды управления и резистор.

При этом точка соединения анода первого диода управления с катодом стабилитрона в каждой фазе соединена через соответствующий первый резистор с точкой соединения катодов управляемых вентилей, аноды управляемых вентилей соединены через вторые диоды управления с катодами соответству ющих силовых тиристоров и через третьи диоды управления и вторые стабилитроны с управляющими электродами тиристоров, а точки соединения анодов третьих диодов управления с катодами вторых стабилитронов через вторые резисторы соединены с шиной управления (2).

Недостатком известного устройства является низкая надежность работы, обусловленная наличием дополнительных элементов, а также возможностью ложного запуска по силовой цепи из-за связи ее с цепями управления.

Цель изобретения — повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в трехфазном тиристорном коммутаторе, содержащем в каждой коммутируемой фазе соединенные параллельно силовой диод и силовой тиристор, у которых точка соединения анода

5 i0

3S

55 силового диода с катодом силового тиристора соединена с входной шиной фазы, анод силового тиристора соединен через первый диод управления и стабилитрон с управляющим электродом силового тиристора, управляемый вентиль, включенный между точкой соединения анода первого диода с катодом стабилитрона и входной шиной фазы, второй и третий диоды управления и резистор, катод второго диода управления соединен с точкой соединения анода первого диода управления с анодом управляемого вентиля, который выполнен в виде фототиристора, анод второго диода управления через резистор соединен с дополнительной шиной, к которой подключены резисторы других коммутируемых фаз и катоды третьих диодов управления, аноды которых подключены к входным шинам фаз, а входы фототиристоров коммутируемых фаз соединены между собой последовательно и подключены к входу управления.

На чертеже приведена электрическая схема устройства.

Трехфазный тиристорный комм латор состоит из силовых тирисп 1;оь 1 — 3, включенных В соответствующих коммутируемых фазах А, В, С. Каждый силовой тиристор 1 — 3 шунтирован встречно соответству ющим силовым диодом 4 — б. Между анодом каждого из силовых тиристоров

1 — 3 и его управляющим электродом включены последовательно цепочки из соответствующих первых диодов 7 — 9 и стабилитронов 10 — 12. Точки соединения анодов первых диодов 7 — 9 с катодами стабилитронов 10 в 12 соединены с выходными шинами 13 — 15 устройства 1б управления.

Устройство управления состоит из фототиристоров !7 — 19 выход которых включен между соответствующей коммутируемой фазой А, В, С и выходными шинами 13 — 15. устройства 16 уп равления. Кроме того, коммутируемые фазы А, В, С в устройстве

16 управления через соответствующие третьи диоды 20 — 22 катодами соединены в общую точку, которая через последовательно соединенные в каждой фазе резисторы

23 — 25 и вторые диоды 26 — 28 соединена с выходными шинами 13 — 15 устройства 16 управления. Входные цепи фототиристоров

17 — 19 соединены между собой последовательно и подключены к входным шинам

29 и 30 трехфазного тиристорного коммутатора.

Для подключения нагрузки трехфазного тиристорного коммутатора служат шины 31 — 33.

Трехфазный тиристорный коммутатор работает следующим образом.

Исходное выключенное состояние трехфазного тиристорного коммутатора характеризуется наличием сигнала на входных шинах 29 и 30 устройства управления.

67722

Составитель A. Бо и ко

Техред И. Версс Корректор Л. Пилипенко Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор И. Ковальчук

Заказ 4444/53

В этом случае фототиристоры 17 — 19 включены и шунтируют управляющие переходы силовых тиристоров 1 — 3, так как остаточное напряжение на них мало по сравнению с порогом включения стабилитронов 10 — 12.

Форма тока, протекающего через фототиристоры 17 — 19, оп редел яется соответствующими линейными напряжениями. Например, ток фототиристора 18: форма тока определяется линейными напряжениями между коммутируемыми фазами С, В и А, В, а величина этого тока — резистором 24.

При этом ток фототиристора 18 протекает от фазы С через третий диод 22, резистор 24, второй диод 27, фототиристор

18 к фазе В, а от фазы А через третий диод 20, резистор 24, второй диод

27 к фазе В. Ток через другие фототиристоры 17 и 9 протекает через

:аналогичные цепи.

Если в трехфазном тиристорном коммутаторе ток во входных цепях фототиристоров прервался в момент времени перехода тока силового тиристора 2 через нуль, то запирается фототиристор 18 и включается силовой тиристор 2 по цепи от фазы С через третий диод 22, резистор 24, второй диод 27, стабилитрон 11, управляющий переход силового тиристора 2 к фазе В.

После включения силового тиристора 2 ток его управляющего электрода переключается с помощью первого диода 8 и открытого силового тиристора 2, а затем и силового диода 5 в питающую сеть по цепи от фазы С через третий диод 22, резистор

24, второй диод 27, первый диод 8, силовой тиристор 2, а в другой промежуток времени от фазы С через силовой диод 5.

В силовых цепях ток в это время течет от фазы С через силовой диод 6, нагрузку (не показана), силовой тиристор 2 к фазе В или аналогичным образом от фазы А через силовой диод 4, нагрузку, силовой тиристор 2 к фазе В.

На время включения силового тиристора

2 к закрытому фототиристору 18 прикладывается прямое напряжение, определяемое амплитудой линейного напряжения между фазами С, В и соотношением величин сопротивлений резистора 24 и управляющего перехода силового тиристора 2, составляющее для сети 380/220 В около 15—

20 В.

С момента времени ш1=, при котором фототиристор 19 закрыт, к управляющему переходу силового тиристора 3 через стабилитрон 12 при отсутствии первого диода

9 прикладывалось бы напряжение управления, определяемое линейным напряжением

i ежду фазами А, С и опережающее на радиан анодное напряжение силового тиристора 3, но благодаря наличию первого диода 9 ток отводится от управляющего перехода в питающую сеть по цепи фазы

А, третьего диода 20, резистора 25, второго диода 28, первого диода 9, силового диода 6, смещенного током нагрузки в прямом направлении к фазе С. При этом фототиристор 9 в промежутке времени (ot=+ —: — находится под остаточным напряб 3 жением первого диода 9 и силового диода 6. В момент времени cot=ф- силовой диод 6 запирается и ток управления переключается в цепь управляющего перехода силового тиристора 3 по цепи от фазы А через третий диод 20, резистор 25, второй диод 28 стабилитрон

12, управляющий переход силового тиристора 3 к фазе С. В результате переключения тока происходит включение силового тнристора 3. При этом в течение времени включения силового тиристора 3 закрытый фототиристор 19 находится под прямым напряжением, определяемым половиной амплитуды линейного напряжения между фазами А, С и соотношением величин сопротивлений резистора 25 и управляющего перехода силового тиристора 3.

После отпирания силового тиристора 3 в интервале времени ы1 = 3 †. 43 1г через него и первый диод 9, а в интервале ш1=у — . - через силовой диод 6, который смещен током нагрузки в прямом направлении, и первый диод 9 протекает ток управления, разгружающий цепь управляющего электрода силового тиристора 3.

Включение силового тиристора 1 и далее силового тиристора 2 происходит аналогичным образом.

Технико-экономическое преимущество предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом заключается в упрощении схемы управления и повышении помехоустойчивости за счет исключения электрической связи силовых цепей с цепями управления.