Устройство для выключения тиристора

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении схем инверторов напряжения с однофазной и трехфазной нагрузками. Цель изобретения - устранение перенапряжений и снижение токовых нагрузок при одновременном уменьшении времени выключения тиристора , а также увеличение коммутируемой мощности Указанная цель достигается благодаря использованию в качестве токоограничивающего элемента конденсатора 9 Благодаря этому устраняются перенапряжения,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 01 Н 1 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ф)) 602 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4406502/07 (22) 25.01.88 (46) 23.02.91. Бюл. № 7 (71) Московский энергетический институт (72) О. Г. Булатов (SU), П. Лыщак (PL

С. В. Одынь и П. В. Перов (SU) (53) 621.316.727 (088.8) (56) Забродин Ю. С. Узлы принудительной конденсаторной коммутации тиристоров.—

М.: Энергия, 1974.

Булатов О. Г. Одынь С. В. и др. Применение диодов с накопленным зарядом в узлах принудительной коммутации тиристорных преобразователей. †Электротехни, 1986, № 12.

SU» 1629937 А 1

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫКЛЮЧЕНИЯ

ТИРИСТОРА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении схем инверторов напряжения с однофазной и трехфазной нагрузками. Цель изобретения — устранение перенапряжений и снижение токовых нагрузок при одновременном уменьшении времени выключания тиристора, а также увеличение коммутируемой мощности. Указанная цель достигается благодаря использованию в качестве токоограничивающего элемента конденсатора 9. Благодаря этому устраняются перенапряжения, 1629937

50 возникающие после выключения транзистора 6. Значительно уменьшается время выключения тиристора 1, т.е. обратное анодное напряжение на нем на этапе выключения больше на величину напряжения заряда конденсатора 9. На тиристоре 1 создается импульс повышенного напряжения, который форсирует перевод тока с тиристора

Изобретение относится к электротехнике, в частности к технике управления полупроводниковыми управляемыми вентилями, и может быть использовано для любого варианта схемы тиристорного ключа, а также при построении схем инверторов напряжения с однофазной и трехфазной нагрузками.

Цель изобретения — устранение перенапряжения и снижение токовых нагрузок на элементах устройства при одновременном уменьшении времени выключения тиристора, а также увеличение коммутируемой мощности.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 — диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для выключения тиристора 1 содержит подключенную параллельно ему цепь, состоящую из накопительного диода

2, катодом соединенного с анодом тиристора 1, и подключенной к катоду тиристора 1 вторичной обмотки 3 трансформатора 4, первичная обмотка 5 которого, состоящая из двух частей 5 и 5, своими выводами соеI П динена с коллекторами транзисторов 6 и 7, образующих эмиттерами общую точку, подключенную к отрицательной клемме источника 8 напряжения, положительная клемма которого соединена с общей точкой частей 5 и 5" первичной обмотки 5 трансформатора 4, Устройство также содержит конденсатор 9, подключенный между анодом накопительного диода 2 и вторичной обмоткой 3 трансформатора 4, а также цепь, состоящую из включенных последовательно резистора 10 и диода 1, подключенную выводом резистора 10 к управляющему электроду тиристора 1, а катодом диода 11 к точке соединения конденсатора 9 с накопительным диодом 2.

Устройство работает следующим образом.

Пусть до момента времени to тиристор 1 открыт и проводит ток нагрузки 1 . В момент времени to включают коммутирующий транзистор 6 и в контуре 3 — 9 — 2 — 1 — 3 под действием напряжения вторичной обмотки трансформатора начинает протекать нарастающий ток 4, обуславливающий на интервале (1О, ti) накопление заряда избыточных носителей в базе накопительного диода 2 и заряд конденсатора 9, являющегося на ука15

ЗО

1 на накопительный диод 2, что позволяет сократить время накопления заряда в диоде

2 и снизить амплитуду тока через него. Обеспечение комбинированного выключения ти. ристора 1 при помощи резистора 10 и диода 11 приводит к дополнительному уменьшению времени его выключения и повышению коммутируемой мощности. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. занном интервале токоограничивающим элементом. В момент времени ti производят выключение транзистора б и включение транзистора 7, после чего ЭДС, наводимая во вторичной обмотке 3 трансформатора 4, изменяет свою полярность и вызывает перевод тока нагрузки с тиристора 1 в шунтирующую его цепь с накопительным диодом 2, который проводит ток в обратном направлении, начиная с момента 1». Благодаря наличию напряжения на конденсаторе 9 на выключаемом тиристоре 1 создается импульс повышенного обратного анодного напряжения, который форсирует на интервале (1i,4<) перевод тока нагрузки с тиристора 1 на накопительный диод 2, а также способствует снижению общего времени выключения тиристора 1. К моменту t3 перевод тока с тиристора 1 на накопительный диод 2 завершается и начинается этап (ta, tz), предоставляемый схемой для его выключения. К моменту 4 спадает к нулю обратный ток тиристора 1 и в контуре 3 — УЭ1—

10 — 11 — 9 — 3 возникает отрицательный ток управления. Наличие этого тока приводит к так называемому комбинированному режиму выключения тиристора, который способствует дополнительному снижению времени

его выключения и повышению коммутируемой мощности. В момент t6 заканчивается процесс рассасывания избыточных носителей около р-и-перехода накопительного диода 2, а затем на интервале (16, ts) протекает процесс восстановления его обратного сопротивления.

Устройство имеет ряд существенных достоинств.

Во-первых, благодаря использованию на этапе (to, ti) в качестве токоограничивающего элемента конденсатора вместо дросселя, устраняются перенапряжения, которые возникают в известном устройстве в момент ti после выключения транзистора б, когда накопленная энергия высвобождается в виде тепла на элементах устройства.

Во-вторых, значительно уменьшается время выключения тиристора, поскольку обратное анодное напряжение на нем на этапе выключения больше, чем в известном уст1629937

ы!

Составитель А. Меркулова

Редактор В. Бугренкова Техред А. Кравчук Корректор А. Осауленко

Заказ 44I Тираж 352 Подпигно

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 1О! ройстве на величину напряжения заряженного конденсатора.

В-третьих, благодаря наличию заряженного конденсатора, на выключаемом тиристоре 1 создается импульс повышенного напряжения, который форсирует на интервале (11, 443 перевод тока с тиристора 1 на накопительный диод 2, что позволяет сократить время накопления заряда в диоде 2 и снизить амплитуду тока 4.

В-четвертых, проведение комбинированного выключения тиристора 1 приводит к дополнительному уменьшению времени его выключения и повышению коммутируемой им мощности.

Кроме того, повышается КПД по сравнению с известным устройством. Это объясняется тем, что в известном устройстве энергия, запасаемая в токоограннчнвающем элементе — дросселе, рассеивается затем в виде резистивных потерь на элементах устройства. В предлагаемом устройстве энергия, запасаемая в токоограничивающем элементе — конденсаторе, затем полезно расходуется на формирование в контуре 9 — 3—

УЭ1 — 10 — 11 — 9 запирающего (отрицательного) тока управления тиристора, а другая часть запасенной в конденсаторе энергии по цепи 2 — 9 — 3 поступает в нагрузку.

Формула изобретения

1. Устройство для выключения тиристора, содержащее накопительный диод, катод которого предназначен для подключения

5 к аноду тиристора, трансформатор, один вывод вторичной обмотки которого предназначен для подключения к катоду тиристора, первичная обмотка трансформатора подключена между коллекторами первого и второго транзисторов, эмиттеры которых подключены к отрицательному выводу источника постоянного напряжения, положительный вывод которого соединен со средним выводом первичной обмотки трансформатора, отличающееся тем, что, с целью

)5 устранения перенапряжений и снижения токовых перегрузок на элементах устройства при одновременном уменьшении времени выключения тиристора, введен конденсатор, подключенный между анодом накопительного диода и другим выводом вторичной обмотки трансформатора.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью уменьшения времени выключения тиристора и увеличения коммутируемой мощности, введены последовательно

25 соединенные резистор, свободный вывод которого предназначен для подключения к управляющему электроду тнристора, и диод катод которого соединен с анодом накопительного диода.