Управляемый тиристорный ключ
Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в тиристорных преобразовательных устройствах широкого назначения. Цель изобретения - повышение экономичности. Эффект обусловлен введением в узел принудительной коммутации дросселя 5 насыщения и диода 4. При включении силового тиристора 1 ток нагрузки протекает по конденсатору 3 и диоду 4, подготавливая конденсатор 3 к последующей коммутации. Через интервал времени, равный интервалу насыщения дросселя, ток нагрузки протекает через дроссель 5 насыщения, минуя конденсатор 3. Устройство позволяет в два раза снизить коммутационные потери, 2 ил.
союз советских
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (si>s Н 02 M 3/135
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4684264/07 (22) 03.05.89 (46) 07.12.91. Бюл. и 45 (71) Харьковский институт инженеров железнодорожного транспорта им. С. М. Кирова (72) Н. В. Панасенко, В. С. Никулин, А. В. Шипилло, А. И. Скоробогатов, Ю. П. Сердюков, А. П, Колесник и О. Г. Чаусов (53) 621.316.727(088.8) (56) Электрические машины и электрооборудование тепловозов. /Под ред, Е, Я. Гаккель, М.: Транспорт, 1981, с. 142.
Электрическая промышленность, экспресс-информация. 1986, вып. 18 (99), с. 5.
„,5Q„„1697217 А1 (54) УПРАВЛЯЕМЫЙ ТИРИ СТОРНЫЙ
КЛЮЧ (57) Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в тиристорных преобразовательных устройствах широкого назначения. Цель иэобретения — повышение экономичности. Эффект обусловлен введением в узел принудительной коммутации дросселя 5 насыщения и диода
4. При включении силового тиристора 1 ток нагрузки протекает по конденсатору 3 и диоду 4, подготавливая конденсатор 3 к последующей коммутации. Через интервал времени, равный интервалу насыщения дросселя, ток нагрузки протекает через дроссель 5 насыщения, минуя конденсатор
3. Устройство позволяет в два раза снизить коммутационные потери, 2 ил.
1697217
Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в тиристорных преобразовательных устройствах широкого назначения; автономных инвертОрах, преобразователях частатьг и т. и,, ГД8 н еа О!(Од!лм О и ри н уди вл ь нее Вы кл !О -!ен116 тиристоров.
Известен т!лристорный управляемь!!л кл!Оч, содержащий силоВой тиристар и ц6пь па ралл6льной комм Гаци11, э состав !(Отарой
Входят тра!-!ЗистоГный ключ и Гальванический источник за!!Ирс!!Ощего !.!апаяжения, соедлненные последовательно, Недостатком извес(нага кл!Оча является ега низкая экономичность, Обусловленh3A тем, ITo энерг!IB гальванлческого источника запирающего напряжения, расходуемая на проведение кс!Ммутацил силаВОГО TLIp tcrojè, должна ВОспалняться За счет энергии источника питанля, либо допалнительнОГО истОчника.
Наиболее близким гio технической сущности и достигаемому эффекту K заявляемому является тиристорный управляемый ключ, содержащий силог1ОЙ тиристор л цепь параллельной коммутации, в состав которой входит управляемь.й ключ, анодом присоединенный K аноду гли! авого тиристора, и источник запираю;цего напряжения, соединенные последовательно, причем, в качестве исгочника запира!Ощего напряжения использован конденсатор, положительна эарЯженнаЯ Обкладка Koroporo сОед!лненс! с катодом силового тиристора.
Недостатком известно,-о тиристорного управляемого кл!Оча является низкая экономичность, так как для обеспечения работоспособностл ключа знерги I, отданная ко иден а (!ром на o cubiâ j стеле!Ги!е l(QMv Ята цель достигается тем, чта в управ" ляемый тиристорный ключ, содержащий силовой тиристор и цепь параллельной принудительной коммутации, В состав которой входят управляемый ключ, анод которого присоедин;:,н к аноду силового тиристара и конденсатор, положитель;o заряженная обкладка Kmoporo присоединена к катоду СИПОВО! о т!лристоГ а, соединенны8 последовательно, введены дроссель насыщения и 35 Ток нагрузки протекает по цепи тиристора 1 — конденсатор 3- диод 4. К дросселю . 5 НаСЫщЕНИя ПРИЛОЖЕНО НаПряжЕНИЕ Uc. iO 25 диод, причем драссель насыщения одним ВыВОдОм саединВН с катодам силОВОГО тиристора и положительно заряженной о6кладкой конденсатора, а другим — с катодом диода, анод которого соединен с катодом управляемого ключа узла коммутации и отрицательно заряженной обкладкой конденсатора узла коммутации, На фиг, 1 npeacTавлена, принципиальная электрическая схема управляемого тиристарнога ключа, на фиг, 2 — диаграммы его работы, Управляемь!й тиристарный ключ содержит силОВОй тиристар 1, упраВляемый клю"! 2, конденсатор 3, диод 4 и дроссель 5 насыщения, Анод управляемого ключа 2 соединен с анодом силового тиристора 1, Дроссель 5 насыщения одним выводам соединен с катодом силового тиристора 1, втоОым — с катодом диода 4., анод которого соединен с катодом управляемого ключа 2 узла коммутации, а конденсатор 3 положительно заряженной обкладкой соединен с катодом силового тиристора 1, а отрицательна заряженной — с катодом управляемого ключа 2 узла коммутации, Уг!равляемый тиристорный ключ работает следу,ощим образом. В момент времени t1 отпирается силовой тиристор 1 К нагрузке прикладывается НаПряжЕНИЕ О!!=!.1(1-Uc, i-дЕ U(I — НаПряжЕНИЕ источника питания; !4 — напряжение конденсатора, Конденсатор 3 заряжается таком нагрузки. 8 момент времени и, когда дроссель Е насыщения насыщается, напряжение конденсатора 3 прикладывается к диоду 4 В запирающем направлении v. Он закрывается, а ТоК нагрузки протекает по цепи тиристор 1 — дроссель 5 насыщения. На обкладках конденсатора 3 сохраняется наибольшее значение напряжения: ! 1с(т2)=алема!(с. При необходимocT ë выкл;ачить тирлстор 1 В момент времени и управляемый ключ 2 включается. К тиристару 1 пр!лкладывается напряжени"= конденсатора 3, тиристор ll выкл!очается, а ток чагруэки протекает по коммутирующей цепл ключ 2— конденсатор 3 и драсселю 5 насыщения. Для конденсатора 3 в этом интервале ток нагрузки является разрядным, напряжен!ле на нем снижается и за интервал коммутации (к моменту времени Ь!) достигае; значения; Uc(41) =Ucvm!I. 1697217 Интервал коммутации должен быть достаточным для восстановления запирающих свойств тиристора 1. Ск твс . В момент времени ц управляемый ключ 2 выключается. В интервале паузы ток нагрузки по элементам схемы не протекает, а по дросселю 5 насыщения ток размагничивания (цепь размагничивания не показана). Напряжение размагничивания должно быть достаточным для завершения процесса размагничивания за наименьший интервал паузы: эразм — 1п, В момент времени ts снова включается силовой тиристор 1 и процессы в схеме повторяются. Экспериментальные исследования тиристорного управляемого ключа в составе преобразователя постоянного напряжения показывают, что по,сравнению с известным устройством и редлагаемый тиристорный управляемый ключ экономичнее. На коммутацию расходуется энергия, определяемая выоажением Эк =, (1) где Л U-- 0,1 О» — допустимые пульсации напряжения на конденсаторе; Осн — номинальное напряжение на конденсаторе; С вЂ” емкость конденсатора, выбирается из условия коммутации тиристора при максимальном токе нагрузки: 1гп Ск (р) где тк — интервал коммутации. При индуктивном характере нагрузки за интервал модуляции изменением тока нагрузки можно пренебречь 1 в = сопи. Для установившегося режима Л U npu заряде и разряде одинаковы AUp =- h U., 5 тогда для обеспечения условия работоспособности Эр=эз, тз = тк, т. е. Э 3— В известном ключе зта энергия сообщается конденсатору от источника питания, в предлагаемом — за счет энергии, накоплен15 НоА в индуктивности нагрузки. Пренебрегая потерями энергии в целях заряда, можно считать, что экономичность тиристорного управляемого ключа повышается за счет исключения потерь на дозаряд конденсатора 20 на 100о(Формула изобретения Управляемый тиристорный ключ, содержащий силовой тиристор и цепь параллельной принудительной коммутации, в состав 25 которой входят управляемый ключ, анод которого присоединен к аноду силового тирИстора, и конденсатор, положительно заряженная обкладка которого присоединена к катоду силового тиристора, соединенЗ0 ные последовательно, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности, введены дроссель насыщения и диод, причем дроссель насыщения одним выводом соединен с катодом силового тиристора 35 и положительно заряженной обкладкой конденсатора, а другим — с катодом диода, анод которого соединен с катодом управляемого ключа узла коммутации и отрицательно заряженной обкладкой конденсатора узла 40 коммутации. I 697217 Составитель Е. Мельникова Редактор М. Бланар Техред M.Моргентал Корректор С, Шевкун Заказ 4313 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.„4/5 Производственно-издательский комбина "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101
