Выпрямитель на управляемых вентилях

 

О П ИСАНИ вЂ” Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

24О089

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 21d -, 12/03

Заявлено 29.11I.1966 (№ 1065048/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 21.III.1969. Бюллетень ¹ 12

Дата опубликования описания 13Х111.1969

МПК Н 02m

УДК 621.314.58.077,65 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Автор изобретения

Е. С. Богодухов

Заявитель

ВЪ|ПРЯМИТЕЛЬ НА УПРАВЛЯЕМЫХ ВЕНТИЛЯХ

Повышение мощности современных выпрямителей на управляемых вентилях требует последовательно-параллельного их соединения.

При этом возникают новые задачи, как, например, обеспечение одновременного включения вентилей, уменьшение времени включения и т. д., которые в известных аналогичных устройствах решены не полностью и не обеспечивают достаточной надежности.

Особенность описываемого устройства состоит в том, что выпрямитель снабжен дополнительным трансформатором с числом вторичных обмоток, равным числу последовательно соединенных управляемых вентилей и первичной обмоткой, соединенной |последовательно с первичной обмоткой импульсного трансформатора, причем последовательно с каждым из управляемых вентилей включена одна из вторичных обмоток указанного дополнительного трансформатора. В результате этого существенно уменьшается время включения управляемых вентилей, что, в свою очередь, уменьшает потери мощности при включении.

Кроме того, применение дополнительного трансформатора позволяет уменьшить мощность блока управляющих импульсов. При этом надежность устройства в целом повышается.

Принципиальная схема устройства показана на чертеже.

Нагрузка 1 питается от сети переменного трехфазного тока через управляемый выпрямитель (для упрощения схемы показано только одно его плечо 2). Величина напряжения

5 на нагрузке изменяется посредством управления фазой открывания управляемых вентилей 3. Выравнивание напряжений в установившемся запертом режиме и при переходных

:процессах осуществляется с помощью включе10 ния параллельно вентилям сопротивлений 4, о и конденсаторов О, 7 с сопротивлениями 8 и 9.

Эти .конденсаторы уменьшают перенапряжение ча тиристорах, которые имеют отставание в отпирании.

15 Режим работы тиристора при включении зависит от величины и скорости нарастания тока управления, от величины и скорости нарастания анодного напряжения и от характера нагрузки. Амплитуда управляющих импульсов

20 должна быть "íà÷èòåëüíîé, так как это приводит к снижению потерь в тиристоре и уменьшает время отпирания. Использование управляющих импульсов с крутым фронтом также ведет к уменьшению времени отпирания.

25 Полное время включения равно: гз+ Г„= 1—

3 лтксек, где tз — промежуток времени между передним фронтом управляющего импульса и

-.î÷êîé, когда анодный ток достигнет 10Я установившегося значения; „— время, необхо30 димое для возрастания анодного тока от 10

240089 до 90 / установишегося значения, зависит от характера нагрузки,и в меньшей мере от начальной величины анодного напряжения.

Напряжение U, включения тиристора (величина напряжения, необходимая для переключения тиристора в открытое состояние при разомкнутом управляющем электроде) снижается с ростом температуры, управляющего сигнала и скорости нарастания прямого напряжения. Известно, что при большой скорости нарастания напряжения тиристор может перейти во включенное состояние из-за протеdU кания зарядного тока i = с через емкость

Ch запорного слоя, если ток превышает величину, достаточную для открывания. Допустимая крутизна напряжения для различных тиристоров колеблется от 5 до,200 в1мксек.

Данное явление и использовано в предлагаемом устройстве для уменьшения времени задержки is, время нарастания hH, как указывалось выше, в основном зависит от характера нагрузки.

В качестве источника управляющих сигналов используется импульсный трансформатор 10, вторичные обмотки которого подключены через диоды к управляющим переходам вентилей 8. Последовательно с каждым тиристором включена одна из вторичных обмоток, например 11, дополнительного трансформатора 12 (материал с ППГ). Первичная обмотка 13 трансформатора 12 соединена последовательно с первичной обмоткой 14 трансформатора 10 и вспомогательным маломощным тиристором 15. В нерабочем состоянии все тиристоры заперты. Если приходит управляющий сигнал U „р, то он отпирает вентиль 15, при этом происходит быстрое перемагничивание трансформаторов 10 и 12, в результате чего одновременно с управляющими импульсами на тиристоры действуют синхронизирующие импульсы напряжения, способствующие более быстрому и одновременному отпиранию всей группы вентилей. За счет применения отдельных одинаковых вторичных обмоток трансформатора 12 на тиристоры действуют импульсы с одной амплитудой напряжения. Это напряжение в основном приложено к сопротивлению запертого прибора и лишь незначительная часть к сопротивлениям, шунтирующим его. Процесс, протекающий в параллельной цепи тиристоров, аналогичен описанному.

Синхронизирующие импульсы с крутым фронтом нарастания уменьшают время задержки hç. Большая скорость, нарастания наdU пряжения сводит к минимуму зависимость

5 dt времени включения от качества самого прибора и выравнивает время включения всех приборов, а это значительно улучшает условия работы вентилей при включении, способст10 вует равномерному распределению тока в параллельных цепях, устраняет при этом перенапряжения.

dU

Величина выбирается с учетом того, что

dt

15 для высоковольтных:приборов она должна быть большей, чем для низковольтных. 5Келательно, чтобы передний фронт синхронизирующих импульсов .имел время нарастания 1—

2 мксек. Для этого приходится увеличивать

20 напряжение, питающее вспомогательный тиристор 15. Если трансформатор 10 управляющих импульсов и трансформатор 12 синхронизирующих импульсов питаются от разных источников, как это имеет место на фиг. 1, необ25 ходимо добиться, чтобы момент прихода фронта управляющего и синхронизирующего импульса совпадали.

Задний фронт синхронизирующих импульсов имеет значение только с точки зрения потерь

30 при включении, продолжительность его не должна быть большой. Применение синхронизирующих трансформаторов, кроме того, позволяет исключить индуктивности, включаемые в параллельные цепи тиристоров для вырав35 нивания токов при включении.

Предмет изобретения

Выпрямитель на управляемых вентилях, со40 единенных последовательно и объединенных в параллельные цепи, содержащий блок управления с импульсным трансформатором, отличаюи ийся тем, что, с целью уменьшения времени включения вентилей и повышения надеж45 ности, выпрямитель снабжен дополнительным трансформатором с числом вторичных обмомок, равным числу последовательно соединенных управляемых вентилей, каждая из которых соединена последовательно с ними, а его

50 первичная обмотка включена последовательно с первичной обмоткой импульсного трансформатора.

240089

N ц гфадляюи ик ялур.лфадам Рею»идей

Составитель Т. Бейдер

Техред Л. Я. Левина Корректор Н. И. Дятлова

Редактор Н. С. Коган

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1803/6 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совеге Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4