Высоковольтный полупроводниковый управляемый вентиль

 

Использование: в электротехнике, а именно в высоковольтных преобразователях . Сущность изобретения: устройство содержит тиристоры 1, R-цепи 2, RC-цепи З, герконы 4, диоды 5, резисторы 6 и блок управления. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5l )5 Н 02 М 1 /08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4843209/07 (22) 21.05.90 (46) 23.04.92. Бюл. М 15 (75) В.И.Гуревич и В.В.Кривцов (53) 621,316.727(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 892604, кл. Н 02 М 1/08, 1981.

Патент Японии М 15248/71, кл. 56 D 2, 1967.. !Ж „1728945 А1 (54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ УПРАВЛЯЕМЫЙ ВЕНТИЛЬ (57) Использование: в электротехнике, а именно в высоковольтных преобразователях. Сущность изобретения: устройство содержит тиристоры 1, R-цепи 2, RC-цепи 3, герконы 4, диоды 5, резисторы 6 и блок управления. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1728945

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в высоковол ьтн ых и реобразо вателях.

Известны высоковольтные полупроводниковые вентили с зависимым управлением, содержащие дроссели насыщения, первичные обмотки которых включены последовательно с тиристорами, а вторичные подключены к управляющим переходам тиристоров.

Недостатками таких устройств являются их сложность и большие габариты дросселей насыщения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является высоковольтный полупроводниковый вентиль, содержащий две антипараллельно включенные ветви последовательно соединенных тиристоров, каждая из которых имеет диод и резисторы в цепи управления и выравнивающие R- u RC-цепи. Кроме того, вентиль содержит систему распределения импульсов; выполненную на герметизированных магнитоуправляемых контактах, обмотки возбуждения которых отделены слоем высоковольтной изоляции и подключены к блоку управления.

Недостатком вентиля является его низкая надежность, обусловленная большим числом элементов, входящих в его состав, повышенной токовой нагрузкой геркона, коммутирующего суммарный ток управления всех тиристоров ветви, крайне неравномерным распределением потенциала на последовательно соединенных приборах, вызванным явно выраженной очередностью их включения и выключения.

Цель изобретения — повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в высоковольтном полупроводниковом управляемом вентиле, содержащем две антипараллельно включенные ветви последовательно соединенных тиристоров, каждая из которых имеет диоды и ограничительный резистор в цепи управления и выравнивающие R- u RCцепи, а также содержащем систему распределения импульсов управления, выполненную на герметизированных магнитоуправляемых контактах, обмотка возбуждения которых отделена высоковольтным изолятором и подключена к блоку управления, в каждую из упомянутых ветвей введены дополнительные герконы и диоды, количество которых для одной ветви выбирается из соотношения пг Ug/0п пд Оц/Од, где Uв — рабочее напряжение вентиля;

Ut — рабочее напряжение одного геркона, uд — рабочее обратное напряжение одного диода, все герконы и диоды распределены равномерно вдоль ветви тиристоров и включены в

5 цепь управления первого от анода данной ветви вентиля и каждого i-го тиристора:

i, <1+ u,/u,, <1+ u,/u,, где i — порядковый номер очередного тиристора, в управляющую цепь которого вклю10 чен геркон;

iä — порядковый номер очередного тиристора, в управляющую цепь которого включен диод;

0т — рабочее напряжение одного тири15 стора; а ограничительные резисторы включены в цепь управления одного из тиристоров каждой ветви, причем все упомянутые герконы, диоды, ограничительный резистор и перехо20 ды управляющий электрод — катод всех тиристоров данной ветви образуют собой последовательно соединенную цепь.

Кроме того, высоковольтный изолятор системы распределения импульсов управ25 ления выполнен s виде диэлектрического корпуса преимущественно прямоугольной формы с двумя полостями, разделенными общим дном, в одной из которых размещена обмотка возбуждения, а во второй — герко30 ны, причем полость для герконов разделена параллельными диэлектрическими перегородками на отделные секции, в которых с выводами, перпендикулярными их продольной оси, и расположены герконы, при этом

35 высота перегородок превышает диаметр колбы герконов, Обмотка возбуждения выполнена в виде четырех катушек, размещенных по углам прямоугольной полости и снабженных цилиндрическими ферромаг40 нитными сердечниками, оси которых параллельны между собой, а также четырьмя пластинчатыми ферромагнитными сердечниками, соединяющими попарно цилиндрические сердечники таким образом, что

45 цилиндрические сердечники каждой катушки оказываются магнитно соединенными своими концами с концами цилиндрических сердечников двух соседних катушек, причем пластинчатые сердечники, лежащие на

50 дне упомянутой полости расположены перпендикулярно продольным осям герконов-, длина пластинчатых сердечников равна ширине ряда герконов, а катушки соединены между собой таким образом, что соседние

55 пластинчатые сердечники образуют разноименные полюса, обе полости диэлектрического корпуса со всеми упомянутыми элементами залиты эпоксидным компаундом, причем уровень заливки секций превы1728945

15 шает диаметр герконов, но меньше высоты перегородок.

Изобретение обеспечивает снижение то- ковой нагрузки герконов до величины тока отпирания одного тиристора (при последовательном соединении управляющих переходов тиристоров ток управления является общим для всех приборов и практически не зависит от их числа); одновременность отпирания и запирания последовательно соединенных приборов (так как ток управления подается одновременно во все управляющие переходы), что способствует равномерному распределению потенциала между ними; сокращение числа токоограничивающих резисторов до одного на каждую ветвь вентиля, На фиг.1 изображена одна из ветвей вентиля для случая, когда Ur/Ur = 3 и

Од/Ur = 2; на фиг.2 — ветвь вентиля при

Ur/Ur 1и Up/Ur 1; нафиг,3 — конструкция системы распределения имульсов управления; на фиг.4 — разрез А-А на фиг.3; на фиг.5разрез Б — Б на фиг.3.

Высоковольтный полупроводниковый управляемый вентиль содержит две параллельно включенные ветви последовательно соединенныхтиристоров 1, шунтированных

R- u RC-цепями 2 и 3. В цепь управления определенных тиристоров ветви включены герконы 4 и диоды 5, кроме того, в управляющую цепь одного из тиристоров каждой ветви введен ограничительный резистор 6, Высоковольтный изолятор системы распределения импульсов управления выполнен в виде диэлектрического корпуса 7 с двумя полостями, в одной из которых размещена обмотка возбуждения, а в другой— герконы 4, причем последние размещены в отдельных секциях, образованных параллельными диэлектрическими перегородками 8, Обмотка возбуждения выполнена в виде четырех катушек 9, снабженных цилиндрическими ферромагнитными сердечниками 10, оси которых параллельны между собой, а также четырьмя дополнительными ферромагнитными пластинчатыми сердечниками 11, соединяющими попарно цилиндрические сердечники 10 катушек 9 таким образом, что противоположные концы цилиндрических сердечников каждой катушки оказываются магнитно соединенными с соответствующими концами цилиндрических сердечников двух соседних катушек, причем пластинчатые сердечники 11, лежащие на дне полоси, расположены перпендикулярно продольной оси герконов 4, а катушки

9 соединены между собой таким образом, что эти пластинчатые сердечники образуют разноименные полюса, Обе полости диэлек20

55 трического корпуса 7 залиты эпоксидным компаундом 12. Обмотка 9 возбуждения системы распределения импульсов подключена к блоку управления.

Вентиль работает следующим образом.

При подаче сигнала на обмотку 9 герконы 4 замыкаются. При этом в той ветви, на которой в данный момент имеется положительное напряжение, по цепочке: анодный вывод ветви, геркон 4, ограничительный резистор 6, диод 5, переход управляющий электрод — катод первого тиристора, анод следующего тиристора и т.д., катодный вывод ветви, начинает протекать ток управления, который отпирает все тиристоры рассматриваемой ветви. При смене полярности напряжения на выводах вентиля аналогичным образом включаются тиристоры другой ветви. После снятия управляющего сигнала с катушек 9 герконы 4 размыкаются и вентиль запирается при ближайшем переходе синусоиды коммутируемого тока через нулевое значение.

Предлагаемый вентиль реализован на основе высоковольтных тиристров Т143400-18 и герконов МКА-52141A и внедрен на научно-техническом предприятии "Злкон" (г,Харьков) B разрабатываемой системе бесконтактной селективной коммутации модуляторных шкафов изделия 88Н6.

Таким образом, предлагаемый вентиль более надежен, чем известный.

Формула изобретения

1, Высоковольтный полупроводниковый управляемый вентиль, содержащий две антипараллельно включенные ветви последовательно соединенных тиристоров, каждая из которых содержит диод и ограничительный резистор в цепи управления, а также блок распределения импульсов управления, выполненный на герконе с обмоткой возбуждения, между которыми расположен высоковольтный изолятор, причем обмотка возбуждения предназначена для подключения к блоку управления, от л и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения надежности, в каждую из упомянутых ветвей введены дополнительные герконы и диоды, количество

tlr которых для одной ветви выбрано из соотношения

nr U /Ur. пд Uq/0д, где U — рабочее напряжение вентиля;

U — рабочее наряжение одного геркона;

Uд — рабочее обратное напряжение одного диода, все герконы и диоды расположены вдоль ветви тиристоров и включены в цепь управления первого от анода данной ветви вентиля и каждого i-го тиристора:

1728945

50

ir < 1 + (Ur/Ur); 1д 1 + (Од/0т), где i — порядковый номер очередного тиристора, в управляющую цепь которого включен геркон;

iä — порядковый номер очередного тиристора, в управляющую цепь которого включен диод;

Ur — рабочее напряжение одного тиристора, а ограничительные резисторы включены в цепь управления одного из тиристоров каждой ветви, причем все герконы, диоды, ограничительный резистор и переходы управляющий электрод — катод всех тиристоров данной ветви образуют собой последовател ьную цеп ь.

2. Вентиль по п.1, отл и ч а ю щи и с я тем, что высоковольтный изолятор блока распределения импульсов управления выполнен в виде диэлектрического корпуса прямоугольной формы с двумя полостями, разделенными общим дном, в одной из которых размещена обмотка возбуждения, а во второй — герконы, между которыми расположены диэлектрические перегородки, образующие отдельные секции, в которых с выводами, перпендикулярными их продольной оси, расположены герконы, при этом высота перегородок превышает диаметр колбы герконов, обмотка возбуждения выполнена в виде четырех катушек, размещенных по углам прямоугольной полости и

5 снабженных цилиндрическими ферромагнитными сердечниками, оси которых параллельны между собой, а также четырьмя пластинчатыми ферромагнитными сердечниками, соединяющими попарно цилиндри10 ческие ферромагнитные сердечники так, что цилиндрические ферромагнитные сердечники каждой катушки оказываются магнитно соединенными своими концами с концами цилиндрических ферромагнитных

15 сердечников двух соседних катушек, причем пластинчатые ферромагнитные сердечники, расположенные на дне упомянутой полости, расположены перпендикулярно продольным осям герконов, длина пластин20 чатых ферромагнитных сердечников равна ширине ряда герконов, а катушки соединены между собой так, что соседние пластинчатые ферромагнитные сердечники образуют разноименные полюса, обе поло25 сти диэлектрического корпуса со всеми упомянутыми элементами залиты эпоксидным компаундом, причем уровень заливки секций превышает диаметр герконов, но меньше высоты перегородок.

1728945

Составитель В. Кривцов

Редактор О, Юрковецкая Техред М,Моргентал Корректор М. Шароши

Заказ 1413 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Высоковольтный полупроводниковый управляемый вентиль Высоковольтный полупроводниковый управляемый вентиль Высоковольтный полупроводниковый управляемый вентиль Высоковольтный полупроводниковый управляемый вентиль Высоковольтный полупроводниковый управляемый вентиль Высоковольтный полупроводниковый управляемый вентиль 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в следяще-регулируемых электроприводах, которые управляются от цифровых вычислительных устройств, для преобразования постоянного напряжения в трехфазное переменное, амплитуда и частота которого задаются в цифровом виде

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в ycfponcTBax управления тиристорными преобразователями, например, для регулирования электрических машин

Изобретение относится к электротехнике

Изобретение относится к электротехнике

Изобретение относится к преобразовательной технике

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в цепях переменного тока в качестве управляемого регулятора тока и напряжения в нагрузке

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах автоматического регулирования

Изобретение относится к электротехнике

Изобретение относится к цифровым системам управления (ЦСУ) преобразователями на базе микропроцессора и предназначено для обеспечения работы ЦСУ в режимах исчезновения и восстановления питающего напряжения, а также в режимах ненормированного отклонения питающего напряжения, где требуется обеспечить работу преобразователя (при подаче питающего напряжения) с теми же начальными условиями, которые имели место до исчезновения питающего напряжения

Изобретение относится к регулированию выходного тока тиристорного выпрямителя, работающего на индуктивную нагрузку, с возможностью возникновения режима прерывистого тока

Изобретение относится к классу цифровых синхронных одноканальных систем управления, построенных по принципу фазового управления, с арккосинусоидальной зависимостью между фазой управляющих импульсов и сигналом управления и предназначено для использования в трехфазных управляемых мостовых выпрямителях с микропроцессорной системой управления, широким диапазоном регулирования углов управления силовых вентилей, включая и условия искажения питающего напряжения

Изобретение относится к технике радиосвязи и может быть использовано в радиопередающих и радиоприемных устройствах для формирования линейно-частотно-модулированного (ЛЧМ) сигнала

Изобретение относится к классу устройств для контроля и диагностики параметров тиристорных преобразователей, управление которыми осуществляется на базе микропроцессорной техники

Изобретение относится к релейному регулятору тока, который применяется, например, в ИКМ-приборах в устройствах дальней связи в качестве стабилизированных источников тока в схемах занятости в c-проводах

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим сетям переменного тока, в которых могут возникать ненормированные напряжения при нормальном режиме работы системы электроснабжения или в результате аварии, и используется для защитного отключения потребителя при отклонении напряжения сверх установленных значений
Наверх