Прерыватель постоянного тока

 

357676

ОП ИСАЙИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 17.Х.1969 (№ 1369343/24-7) М. Кл. Н 03k 17/56 с присоединением заявок № 1369342/24-7, 1398452/24-7 и 1407138/24-7

Приоритет

Комитет по делам изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

Опубликовано 31.Х.1972. Бюллетень № 33

Дата опубликования описания 1.II.1973

УДК 621.316.722 (088.8) т

:;.. ."" специализироАвтор изобретения

Л. И. Бронштейн

Заявитель Государственный институт по проектированию заводов ванного автомобильного транспорта

ПРЕРЫВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к переключающей аппаратуре и преобразовательной технике и может быть использовано для преобразования постоянного тока заданного напряжения в постоянный ток более низкого напряжения.

Известные прерыватели постоянного тока с цепью гашения, содержащей трансформатор, первичная обмотка которого соединена последовательно с силовым тиристором, подключаемым к положительному полюсу источника питания, а вторичная обмотка подключена к аноду коммутирующего тиристора, соединенному через конденсатор с анодом силового тиристора, не обеспечивают устойчивой коммутации при переходных режимах нагрузки и имеют ограниченный диапазон регулирования частоты и среднего напряжения.

Для повышения устойчивости коммутации с расширением диапазона регулирования частоты и среднего напряжения на нагрузке описываемый прерыватель снабжен вспомогательным конденсатором, включенным между катодами тиристоров, а катод коммутирующего тиристора, подключаемый через цепь диод— элемент индуктивности к отрицательному полюсу источника питания, связан также с анодом силового тиристора через последовательную цепь диод — дроссель.

В других вариантах выполнения прерыватедя связь катода коммутирующего тиристора с анодом силового тиристора и с отрицательным полюсом источника осуществлена через две самостоятельные последовательные цепи диод — дроссель. В качестве элемента индуктивности, осуществляющего связь катода коммутирующего тиристора с отрицательным полюсом источника, использована первичная обмотка упомянутого трансформатора цепи гашения. Вспомогательный конденсатор и соедн10 пенная с анодом силового тнристора цепь диод — дроссель включены последовательно.

На фиг. 1 изображена схема силовых цепей прерывателя постоянного тока; на фиг. 2— прерыватель (один из вариантов исполнения).

В прерывателе (см. фиг, 1) к положительному полюсу источника постоянного напряжения L подключен силовой тиристор Ть параллельно которому через гасящие конденсаторы

С и С включен коммутирующий тиристор Т .

20 Катод тиристора Т соединен с первичной обмоткой Li трансформатора Тр. Вторичная обмотка L трансформатора через разделительный диод Д подключена к аноду тиристора

Т2. Катод тиристора Т, соединен с отрицательным полюсом источника питания цепочкой из последовательно соединенных диода Д2 и дросселя Дрь а с анодом тиристора T> — при помощи цепочки из последовательно соединенных диода Дз и дросселя Др2. Обмотка трансформатора Тр через разделительный

357676 диод Д4 и нагрузку У„соединена с отрицательным полюсом источника.

В одном из вариантов выполнения прерывателя (см. фиг. 2) первичная обмотка L трансформатора Тр включена в цепь отрицательного полюса источника питания.

Если нагрузка носит индуктивный характер, то для создания контура возврата реактивной энергии нагрузки устанавливается обратный диод Д, Для уменьшения величины зарядного тока через гасящие конденсаторы в цепи диод

A — дроссель Др возможно включение ограничивающего сопротивления R.

Рассматривается работа прерывателя, начиная с момента, когда гасящие конденсаторы не заряжены.

При включении силового тиристора Т1 создается цепь для заряда конденсатора С в полярности, указанной на фиг. 1 без скобок. Токи нагрузки, протекая через первичную обмотку L трансформатора Тр, вызывает появление э. д. с. во вторичной обмотке L>, а зарядный ток конденсатора С1 протекает по цепи: вторичная обмотка Lq — диод Д1 — конденсатор С, — тиристор T> — вторичная обмотка L>.

Этим током конденсатор С, заряжается в полярности, указанной без скобок. Таким образом, конденсаторы С> и С заряжены так, что отрицательно заряженная пластина конденсатора C) подключена к аноду тиристора Ть 30 а:положительно заряженная пластина конденсатора С вЂ” к катоду тиристора Т . Для прекращения импульса тока через нагрузку тиристор Т| выключается. Отключение тиристора

Т происходит, когда подается управляющий импульс на включение тиристора Т>, при этом к тиристору Т, подключаются последовательно соединенные гасящие конденсаторы С1 и С .

Через тиристор Т1 протекает обратный ток восстановления, представляющий собой им- 40 пульс тока разряда конденсаторов С1 и С по цепи: конденсатор С вЂ” тиристор Т вЂ” конденсатор C — тиристор Т„ и тиристор Т, закрывается. Время восстановления управляемости тиристора Т1 обеспечивается в течение 45 времени разряда конденсаторов С1 и С по цепи: источник постоянного напряжения E — конденсатор С1 — тиристор Тг— конденсатор C> — первичная обмотка L>— диод Д вЂ” нагрузка Л„через нагрузку. Поми- 50

Мо этого, имеются цепи разряда конденсаторов

С и Ср и их последующего перезаряда по цепям, не включающим нагрузку. После суммарного заряда конденсаторов С и С> до постоянного напряжения Е протекание тока через на- 55 грузку Л„прекращается. Далее конденсатор

С1 перезаряжается по цепям: источник постоянного напряжения Š— конденсатор С вЂ” тиристор Т вЂ” диод Д вЂ” дроссель gpss — источник постоянного напряжения Е и конденсатор 60

C — тиристор T> — диод Дз — дроссель Др — конденсатор С в полярности напряхкепия, показанного в скобках (см. фиг. 1 и 2). Конденсатор С перезаряжается по цепи: конденсатор

С вЂ” вторичная обмотка L> — диод Д1 — ти- 65 ристор Т вЂ” конденсатор С также в полярности напряжения, показанного в скобках. После прекращения перезарядных процессов тиристор Т> также закрывается.

Последующее включение тиристора Т, создает цепи перезаряда конденсаторов С, и С> в полярности, указанной без скобок, т, е. происходит подготовка схемы к следующему циклу выключения тиристора Т,, Конденсатор

С перезаряжается по цепи: конденсатор C — тиристор Т вЂ” вторичная обмотка L> — диод

Д1 — конденсатор С1, конденсатор С> — по цепи: конденсатор C — диод Д> — дроссель

Др — тиристор T — конденсатор С>. Кроме этого, существует цепь дозаряда конденсатора С> от источника питания: источник постоянного напряжения Š— тиристор Т,— конденсатор C — диод Д вЂ” дроссель Др| — источник постоянного напряжения Е. Наличие цепей перезаряда гасящих конденсаторов С1 и С>, минуя нагрузку, обеспечивает надежную коммутацшо в широком диапазоне изменения нагрузки от холостого хода до ее номинального значения, Причем минимальная продолжительность включения силового тиристора в описываемой схеме пе определяется временем перезаряда гасящих конденсаторов через нагрузку. Это позволяет соответствующим выбором параметров элементов схемы коммутации обеспечить необходимый нижний предел регулирования среднего напряжения при широком диапазоне изменение нагрузки и благодаря этому расширить диапазон регулирования среднего напряжения. Уменьшение минимальной длительности импульса напряжения на нагрузке позволяет также увеличить верхний предел изменения частоты работы прерывателя.

Процессы коммутации в прерывателе (см. фиг. 2) протекают аналогично описанным и не требуют дополнительных пояснений, Диод Д4 установлен для того, чтобы предотвратить утечку заряда конденсатора С по цепи: конденсатор C> — диод Д> — дроссель

Др — нагрузка Z, — первичная обмотка L>— конденсатор С .

Заряд конденсатора С1 в описываемых схемах в полярности, необходимой для последующего гашения силового тиристора Т, изменяется при изменении нагрузки благодаря действию трансформатора Тр. С увеличением нагрузки индуктированное напряжение, до которого заряжается конденсатор Сь возрастает, увеличивая время, предоставляемое для восстановления управляемости тиристора Т,.

Предмет изобретения

1. Прерыватель постоянного тока с цепью гашения, содержащей трансформатор, первичная обмотка которого соединена последовательно с силовым тиристором, подключаемым к положительному полюсу источника питания, а вторичная обмотка подключена к аноду коммутирующего тиристора, соединенному через!

167676

2н

Фиг!

2н

/., 4 гр

Составитель В. Ягнятинский

1 едактор T. Загребельная Техрсд Т. Курилко

Корректоры: О. Тюрина и 3. Тарасова

Заказ 61/15 Изд. № 1848 Тираж 406 Подписное

Lg-IHHIIH Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 конденсатор с анодом силового тиристора, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости коммутации с расширением диапазона регулирования частоты и среднего напряжения на нагрузке, он снабжен вспомогательным конденсатором, включенным между катодами тиристоров, а катод коммутирующего тиристора, подключаемый через цепь диод — элемент индуктивности к отрицательному полюсу источника питания, связан с анодом силового тиристора через последовательную цепь диод — дроссель.

2. Прерыватель по п. 1, отличающийся тем, что связь катода коммутирующего тиристора с анодом силового тиристора и с отрицательным полюсом источника осуществлена через две самостоятельные последовательные цепи ди од — др о с сел ь.

3. Прерыватель по п. 1, отличающийся тем, 5 что в качестве указанного элемента индуктивности использована первичная обмотка трансформатора цепи гашения.

4. Прерыватель по п. 1, отличающийся тем, что указанный вспомогательный ко.пенсатор и

10 соединенная с анодом силового тиристора цепь диод — дроссель включены последовательно.

Приоритет по п. 2 исчислять с 24.11.1970 г. (заявка № 1407138/24-7), по п. 3 — с 26.1.1970 г.

15 (заявка № 1398452/24-7).