Прерыватель постоянного тока

 

,32276 9

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски»

Социалистических

Республик

Зависимое от авт, свидетельства №вЂ”

Заявлено 04.VII.1969 (№ 1346356/24-7) М, Кл. б 05f 1/22 с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано ЗО.XI.1971. Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 14.II.1972

Комитет по делам изобретений и открытий при "îâåòå Министров

СССР

УДК 621.316.722(088.8) !

Л. Г. Кощеев и Т. П. Третьяк (Уральское отделение Всесоюзного ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательского института железнодорожного транспорта

Авторы изобретения

Заявитель

ПРЕРЬ1ВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

В известных прерывателях постоянного тока, содержащих последовательную цепочку из нагрузки и основного тиристора, анод которого соединен с анодом разделительного диода, и схему коммутации, выполненную на вспомогательном тиристоре и последовательном LСконтуре, из-за заряда коммутирующего конденсатора максимальное значение напряжения на нагрузке увеличивается почти вдвое, что может вызвать нарушение в работе питаемой нагрузки. Кроме того, из-за конденсатора затягивается спад тока в нагрузке, что затрудняет возможность регулирования тока до величины, близкой к О, Для повышения надежности прерывателя и улучшения его рабочих характеристик катод разделительного диода описываемого прерывателя подключен к дросселю последовательного

LС-контура, параллельно которому включен вспомогательный тиристор, шунтированный в обратном направлении диодом, причем катоды основного и вспомогательного тиристоров соединены мехкду собой. Кроме того, цепочка из встречно-параллельно включенного диода и вспомогательного тиристора подключена к общей точке катода разделительного диода и дросселю L дроссель, причем дополнительный дроссель и дроссель LC-контура выполнены на общем магнитопроводе.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема прерывателя постоянного тока без учета протекания аварийного тока через встречный диод, подключенный параллельно основному тиристору; на фиг. 2 — диаграммы напряжений и токов на элементах прерывателя тока; на фиг. 3, 4 и 5 — принципиальные схемы прерывателей тока, исклк1чающих возможность протекания аварийного тока боль10 шой величины через встречный диод.

Прерыватель тока (см. фиг. 1) состоит из главного тиристора В и контура искусственной коммутации тока, в состав которого вхо15 дят тиристор Ве и последовательный колебательный контур L„„C . Параллельно главному тиристору подключены встречно диоды Д, и контур искусственной коммутации через диод

Лз. Нагрузка R>, ëîäêëþ÷åíà последовательно

20 в цепь главного тиристора, Прерыватель тока может работать как в режиме широтно-импульсного, так и частотноимпульсного регулирования.

В случае работы в режиме широтно-им25 гульсного регулирования импульсы тока управления тиристорами В,В> формируются с гюстоянной частотой повторения специальным задающим генератором, который обеспечивает плавное регулирование сдвига по фазе меж30 ду импульсами тока, 322769

15 г0

Зо

60

Во время паузы в работе вентилей прерывателя тока конденсатор контура искусственной коммутации тока заряжается через диод Д2 и нагрузку до напряжения, равного входному напряжению. Отпирание тиристора В, в момент времени ti приводит к появлению тока в цепи нагрузки, а конденсатор колебательного контура остается в исходном заряженном состоянии благодаря наличию в схеме разделительного диода Д1 (см. фиг. 2).

В момент времени t2 подается импульс тока управления на тиристор В, отпирание которого приводит к появлению тока в цепи колебательного контура L„;C„;. Во время протекания положительной полуволны тока колебательного контура через тиристор В ток в цепи диода Д1 отсутствует, так как падение напряжения на тиристоре В. больше падения напряжения на тиристоре Вь при этом главный тиристор током контура 1.„CÄÄ- не нагружен, Обратная полуволна тока колебательного контура производит гашение главного тиристора Вь а после его гашения проходит через диоды Д и Дь увеличивая тем самым время, предоставляемое на восстановление управляемости главного тиристора В„и перезаряжает конденсатор С„до напряжения исходного состояния.

В период прохождения импульса тока через диоды Д, Д обратное напряжение на тиристоре Âi равно падению напряжения на диоде

Д2, а на тиристоре 82 — сумме падений напряжений на диодах Д Д» и не превышает нескольких десятков вольт при включении (последовательно) 10 — 20 вентилей.

После подхода тока в цепи диодов Д2 и Д1 к нулю в момент времени 4 происходит восстановление напряжения на элементàY схемы.

Надежная коммутация тока в тиристоре 81 возможна при условии, если амплитуда тока колебательного контура L„;C„. в два раза больше максимального значения тока нагрузки, а длительность импульса тока через диоды

Д| и Д больше времени восстановления управляемости тиристоров В, и В .

При такой схеме прерывателя тока общая длительность формируемых импульсов в цепи нагрузки будет равна сумме длительностей импульса тока через тиристор 81 и импульса тока через диоды Д1 и Д . Регулирование длительности импульса тока через тиристор 81 изменением сдвига по фазе между импульсами тока управления тиристорами Bi,B> позволяет регулировать общую длительность формируемых импульсов в цепи нагрузки.

Емкость и индуктивность колебательного контура коммутации тока предлагаемого прерывателя определяется входным напряжением, мощностью формируемых импульсов и временем восстановления управляемости тиристоров 818 .

Минимальная величина емкости конденсатора колебательного контура в данном случае будет определяться выражением:

4 Pmax

r

Р где Pmaz — максимальное значение мощности формируемых импульсов, Π— время восстановления управляемости тиристоров, Š— напряжение источника питания.

Индуктивность колебательного контура при этом будет равна:

ЗЕаЕ

К

4 ">max

Главный тиристор 81 выбирается по току нагрузки и напряжению источника питания; тиристор 82 и диоды Д1 и Д вЂ” по току колебательного контура и напряжению источника питания.

В большинстве случаев прерыватели тока используются для питания нагрузки с противоэ.д.с., например двигатели постоянного тока или сборные шины распределительного устройства, питаемые от других источников постоянного тока. При коротком замыкании в питающей линии через встречный диод Д1 может протекать ток большой величины. Поэтому выбор диода Д в этих случаях определяется величиной аварийного тока. Ilo этой причине в установках большой мощности потребуется устанавливать большое количество параллел но включенных диодов.

В связи с этим предлагаемый прерыватель тока целесообразно выполнять по одной из схем (см. фиг. 3, 4, 5) где исключена возможность протекания аварийного тока по его элементам.

На фиг. 3 встречный диод Д2 подключен ьстречно коммутирующему тиристору В .

Принцип работы прерывателя остается таким же, как и для прерывателя, приведенного на фиг. 1, но наличие диода Д| исключает протекание аварийного тока. Однако в этой схем» для надежной коммутации тока в тиристор»

81 необходимо, чтобы падение напряжения на диоде Д2 было больше падения напряжения на диоде Д,. Это условие можно выполнить путем подбора диодов с соответствующими группами по падению напряжения или увеличением «оличества диодов Д2 в цепочке.

Повышение надежности коммутации тока у тиристора Bi может быть достигнуто и другими путями, например установкой общего реактора с небольшой индуктивностью Lg в цепи тиристора 82 и диода Да (см. фиг. 4).

Более надежную коммутацию тока на тиристоре 81 можно получить при включении разделительного диода Д1 к отпайке реактора колебательного контура L„5) . В этом случае величина коммутирующего тока тиристора 81 и обратного напряжения на нем увеличиваются.

Предмет изобретения

1. Прерыватель постоянного тока, содержащий последовательную цепочку из нагрузки и основного тиристора, анод которого соединен с анодом разделительного диода, и схему ком °

322769

4к мутации, выполненную на вспомогательном тиристоре и последовательном LC-контуре, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности прерывателя и улучшения его рабочих характеристик, катод разделительного диода подключен к дросселю последовательного LÑконтура, параллельно которому включен вспомогательный тиристор, шунтированный в обратном направлении диодом, причем катоды основного и вспомогательного тиристоров соединены между собой.

2. Прерыватель по п. 1, отличаюгчийся тем, что цепочка из встречно-параллельно включенного диода и вспомогательного тиристора подключена к общей точке катода разделительного диода и дросселю LС-контура через дополнительный дроссель.

3. Прерыватель по п. 2, отяи«агогггийся тем, что дополнительный дроссель и дроссель

10 LС-контура выполнены на общем магнитопроводе.

322769

ФЮ2. 5

Фг

Фиг Ф

Составитель В. Круглова

Редактор Т. Загребельная Техред 3. Тараненко Корректоры: T. Китаева и Н. Шевченко

Заказ 104/6 Изд. № 1764 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2