Высоковольтный тиристорный выключатель переменного тока

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в преобразовательной технике и силовой автоматике. Цель изобретения - повышение надежности работы тиристора. Устройство содержит питаю.щую сеть 2, нагрузку 3, силовые тиристоры 4, генератор 5 импульсов управления, генератор 6 разнополярных импульсов. (Л to to СХ) to ел со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

„„SU„„1228259 А 1 (sl) 4 Н 03 К 17/72, Н 02 М 1/08 (21) 3710789/24 — 21 (22) 13.03.84 (46) 30.04.86. Бюл. № 16 (71) Ленинградское проектно-экспериментальное отделение Института "ВНИИпроектэлектромонтаж" (72) Г.М.Рубашов и P.M.Âèòåíáåðã (53) 621.374.3(088.8) (56) Заявка Великобритании № 2072963, кл. Н 03 К 17/72, 1981.

Авторское свидетельство СССР

¹ 811434, кл. Н 02 Yi 1/08, 1981. (54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ТИРИСТОРНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в преобразовательной технике и силовой автоматике. Цель изобретения — повышение надежности работы тиристора. Устройство содержит питающую сеть 2, нагрузку 3, силовые тиристоры 4, ге= нератор 5 импульсов управления, генератор 6 разнополярных импульсов, 228259

1 элемент 72 И-НЕ, пороговый элемент 8, состоящий из понижающего трансформатора 9 и порогового усилителя 10, формирователи 11 и 1? форсирующих импульсов, включающие зарядные цепи

16, пусковые тиристоры 17, накопительные конденсаторы 18, транзисторы

19 управления и резисторы 20, группы

13 и 14 импульсных трансформаторов и выпрямительные мосты 15. Введение формирователя 12 форсирующих импульсов, порогового элемента 8, элемента 2 И-НЕ и образование новых связей между элементами устройства позволит формировать две пачки импульсов управления с крутым фронтом первой пачки и пологим фронтом второй пач— ки. 2 ил.

f5

35

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в преобразовательной технике и в силовой автоматике.

Цель изобретения — повышение надежности работы высоковольтных тиристорных выключателей переменного тока путем формирования двух пачек импульсов управления с крутым фронтом первой пачки и пологим фронтом второй пачки.

На фиг.1 приведена электрическая функциональная схема высоковольтного тиристорного выключателя ыеременного тока; на фи1".2 — эпюры напряжений основных-узлов схемы.

Высоковольтный тиристорньпЪ выключатель 1 переменного тока, включенный между питающей сетью 2 и нагрузкой 3, состоит из силовых тиристоров

4, образующих две последовательные цепи, включенные между собой встречно-параллельно, генератора 5 импульсов управления, у которого первый выход соединен с первым входом генератора 6 разнополярных импульсов, а второй выход — с первым входом элемента 2 И-НЕ 7, порогового элемента

8, состоящего из понижающего трансформатора 9, подключенного первичной обмоткой к питающей сети 1, а вторичной — к входу порогового усилителя 10, выход которого является выходом порогового элемента 8 и подключен к второму входу элемента 2 И-НЕ .7, выход которого подключен к входам первого 11 и второго 12 формирователей форсирующих импульсов и второму входу генератора б разнополярных импульсов, выход которого соединен с первичными обмотками первой 13 и

2 второй 14 групп импульсных трансформаторов, вторичные обмотки которых соединены через соответствующие вы прямительные мосты 15 с управляющими электродами силовых тиристоров 4, а дополнительные обмотки первой 13 и второй 14 групп импульсных трансформаторов соединены с выходами формирователей 12, 11 форсирующих импульсов, соответственно.

Каждый формирователь 11, 12 форсирующих импульсов состоит из зарядной цепи 16, пускового тиристора 17, накопительного конденсатора 18, транзистора управления 19 и резистора 20.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии тиристорный выключатель выключен, силовые тиристоры 4 заперты. Напряжение питающей сети 2 падает на тиристорном выключателе. Накопительные конденсаторы 18 заряжены до напряжения источника питания. генератор 6 разнополярных импульсов выключен. На первом и втором выходах генератора импульсов управления установлен потенциал логического "0".

На вторичной обмотке понижающего о трансформатора 9 имеется синусоидальное напряжение, синфазное с напряжением питающей сети. В течение положительной полуволны напряжения сети на выходе порогового элемента

8 формируется потенциал логической "1" (+5B), в течение отрицательной полуволны — потенциал логического "0

На второй вход логического элемента 2 И-НЕ 7 поступает потенциал логического "0" от генератора импульсов управления.

5 12282

На фиг.2 показаны временные диаграммы работы тиристорного выключателя,. где а ) — напряжение питающей сети 2; 6 ) — напряжение на выходе усилителя 10; 6 ) . — напряжение на выходе генератора 5 импульсов управления; г ) — напряжение на выходе элемента 2 И-НЕ 7; ) — напряжение на выходе генератора б разнополярных импульсов: "- ) — форсирующий импульс тока на выходе формирователей 12 и

11; с ) — импульс на управляющем элек— троде силового тиристора, включенного анодом в сторону питающей сети;

y) — импульс на управляющем электро— де силового тиристора, включенного анодом в сторону нагрузки.

В момент включения отпираются только силовые тиристоры 4, на которые поступают импульсы управления от импульсных трансформаторов первой группы 13. Эти импульсы имеют высокую крутизну и амплитуду и обеспечивают надежное включение силовых тиристоров 4.

Поскольку в предлагаемом устройстве устранено влияние формирователей 11, 12 форсирующих импульсов на генератор б разнополярных импульсов, то амплитуд. включающих импульсов может быть увеличена в десятки раз по сравнению с прототипом. Соответственно может быть значительно увеличена

35 крутизна и амплитуда импульсов управления тиристорами, обеспечена. высокая надежность включения высоковольтного тиристорного выключателя переменного тока.

59 6 формулаизобретения

Высоковольтный тиристорный выключатель переменного тока, включенный между питающей сетью и нагрузкой и содержащий генератор импульсов управления, генератор разнополярных импульсов, первый формирователь форсирующих импульсов, силовые тиристоры и импульсные трансформаторы, вторичные обмотки которых соединены с управляющими электродами силовых тиристоров, а первичные — с выходом генератора разнополярных импульсов, первый вход которого соединен с .первым выходом генератора импульсов управления первичных импульсов, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности, в него. дополнительно введены второй форми,рователь форсирующих импульсов, пороговый элемент и элемент 2 И-НЕ, при этом импульсные трансформаторы разделены на две группы и в них введены пусковые обмотки, вход порогового элемента соединен с питающей сетью, первый вход элемента 2 И-НŠ— с выходом порогового элемента, второй вход — с вторым выходом генератора импульсов управления, а выход — с вторым входом генератора разнополярных импульсов и входами первого и второго формирователей форсирующих импульсов, причем к выходу первого формирователя форсирующих импульсов присоединены пусковые обмотки первой группы импульсных трансформаторов, а к выходу второго формирователя †.пусковые обмотки второй группы или трансформатор.

3 12

На выходе элемента 2 И-НЕ 7 установлен потенциал логической "1" (+5В). Транзисторы управления 19 заперты.

Для включения высоковольтного тиристорного выключателя 1 генератор

5 импульсов управления формирует положительный импульс на своем втором выходе. Если этот импульс сформирован в течение положительной полуволны напряжения питающей сети, то на выходе логического элемента 2 И-НЕ

7 вырабатывается отрицательный импульс, включающий высоковольтный тиристорный выключатель 1.

Если генератор 5 импульсов управления формирует положительный импульс в течение отрицательной полуволны напряжения питающей сети, то потенциал на выходе логического элемента 2 И-НЕ 7 не изменяется и высоковольтный тиристорный выключатель не включается

Описаннная выше синхронизация момента включения с положительной полуволной напряжения сети обеспечивает такой режим работы высоковольтного тиристорного выключателя, при котором в момент включения под отпирающим напряжением находятся всегда силовые тиристоры, включенные анодом в сторону питающей сети, в то время как силовые тиристоры, включенные анодом в сторону нагрузки в момент включения всегда заперты.

Поэтому в предлагаемом устройстве импульсы управления с крутым передним фронтом должны быть поданы только на половину силовых тиристоров, а именно на силовые тиристоры, включенные анодом в сторону питающей сети. Это позволяет, используя два формирователя 11 и 12 форсирующих импульсов, включить импульсные трансформаторы 13 и 14 таким образом, чтобы устранить взаимное влияние между генератором 6 разнополярных импульсов и формирователями 11 и 12 формирующих импульсов.

Процесс включения высоковольтного тиристорного выключателя 1. Отрицательный импульс на выходе элемента

2 И-НЕ 7 отпирает транзисторы 19 управления и одновременно включает генератор 6 разнополярных импульсов, устроенный таким образом, что первым генерируется всегда импульс положительной полярности. Транзисторы

19 управления отпирают пусковые

28259

5

30 тиристоры 17 и на выходе формирователей 11 и 12 форсирующих импульсов вырабатываются одинаковые по величине и форме импульсы тока, Эти импульсы трансформируются во вторичную и первичную обмотки импульсных трансформаторов 13 и 14, причем обмотки соединены таким образом, что наводимый в первичной обмотке импульсного трансформатора первой группы 13 импульс имеет положительную полярность, а наводимый в первичную обмотку трансформатора второй группы 14 — отрицательную полярность.

Поскольку первичные обмотки первой 13 и второй 14 групп трансформаторов соединены последовательно, то суммарное наведенное напряжение на выходе генератора 6 разнополярных импульсов близко к нулю.

Происходит взаимная компенсация наводимых на генератор разнополярных импульсов ЭДС от формирователей 11 и 12 форсирующих импульсов.

При; указанном включении импульсных трансформаторов формы напряжений на вторичных обмотках импульсных трансформаторов первой 13 и второй 14 групп различны. Напряжение на вторичных обмотках импульсных трансформаторов первой группы 13 равно сумме форсирующего импульса генератора 6 разнополярных импульсов. Напряжение на вторичных обмотках импульсных трансформаторов второй группы 14 равно разности укаэанных импульсов.

По окончании разряда накопительных конденсаторов 18 пусковые тиристоры 17 запираются в течение отрица— тельной полуволны напряжения питания

220 В, далее накопительные конденсаторы 18 заряжаются до амплитудного напряжения +300 В.

Генератор 6 разнополярных импульсов продолжает непрерывно вырабатывать импульсы частотой 7-10 кГц, поддерживая силовые тиристоры 4 в открытом состоянии.

Для выключения высоковольтного тиристорного выключателя генератор 5 импульсов управления формирует положительный импульс на первом выходе.

При этом выключается генератор 6 разнополярных импульсов и силовые тиристоры 4 запираются в цикле естественной коммутации при переходе напряжения сети 2 через ноль.

1228259

Составитель А.Вомко

Редактор M.Òoâòèí Техред И.Верес Корректор М.Демчик

Заказ 2296/57 Тирах 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4