Устройство для управления силовым тиристором

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е <»возова

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено10-08.76 (21) 2392041/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 15О4.78. Бюллетень №14 (45) Дата опубликования описания 22.03.78 (51) М. Кл.

Н 02 М 1/08

Государственный квинтет

Совета Мнннотроа СССР

Il0 делам нзооретеннй и открытнй (53) УДК 621.373.5 (088.8) (72) Автор изобретения

В. В. Матвеев

P1) Заявитель

Отделение чзучения эксплуатации ВЭИ им. В. И. Ленина на Волжской ГЭС (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРОМ

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в схемах управления тиристорами преобразовательных установок с естественной коммутацией.

Известны устройства управления тиристорами широкими импульсами, длительность которых равна требуемому интервалу IIpoBoдимости, содержащее логически и эл ем ент И, на один из выходов которого подается нвпря- 0 жение с конденсатора источника питания, а на другой вход-напряжение анод-катод силового тиристора 11

Недостатком этого устройства является то, что накопление энергии в конденсаторе 1к источника питания происходит лишь в полоЖительнуЮ полувоину напряжения анод-катод силового тиристора. При работе преобразователя в выпрямительном режиме. особенно при малых углах управления, трудно 20 обеспечить достаточно мощный импульс уп. равления.

Известно также устройство упоавления тиристором содержащее источник питания, вспо могательный тиристор, управляющий транзистор и логический элемент И, включенный последовательно с управляющим переходом вспомогательного тиристора. Устройство выдает импульс открытия силового тиристора лишь при наличии на его аноде положительного напряжения и положительного управляющего сигнала на входе $2/

Недостатком этого устройства является то, что оно не формирует импульс на повторное открытие силового тирпстора, в случае закрытия последнего в зоне проводимости.

Такое закрытие сопровождается перенапряжениями, могущими вывести из строя силовые тиристоры. Искусственное увеличение ширины импульса тока, протекающего через управляющий переход силового тиристора, приводит к нерациональному испол зованию источника питания.

C целью уменьшения потребляемой мощности путем рационального использования апояжепил ансит-катодтиоистора цддВЬ1шения надежности, предлагаемое устройство для управления тиристором, содержащее источI ник питания и источник управления, вспомогательный тиристор и логический элемент И,допол603063 ннте|ьно снабжено вторым источником питания и транзистором, коллектор которого соединен с управляющим электродом тиристора, эмиттер-свыходомлогическогоэлемента И, а база соединена с нулевым приводом, . минус второго источника питания подключен к катоду вспомогательного тиристора плюс -через резистор к управляющему электроду силового тиристора и через диод-в обратном направлении к нулевому проводу. 10

На чертеже представлена схема. предлагаемого устройства.

Параллельно с нагрузкой 1 включен силовой тиристор 2. Его управляющий электрод через резистор 3 соединен с плюсом источника питания 4, предназначенном для питания устройства при работе силового тиристора в выпрямительном режиме,. когда поСтоянная составляющая его анодного напряжения имеет отрицательный знак. Для инаеп торного режима работы предназначен источник питания 5, соединенный с источником 4 через вспомогательный тиоистор 6. Вспомогательный тиристор 6 оборудован цепочкой искусственной коммутации 7. Между источником 5 и нулевым прбводом включен резистор 8, зашунтированный диодом 9. "Минус" источника 5 через диод 10 подключен к базе управляющего транзистора 11. Сюда же через резистор 12 подводится сигнал уп- 50 равления в виде широкого положительного импульса. Между эмиттером управляющего транзистора и управляющим переходом вспомогательного тиристора включен транзистор

13 по схеме с обшей базой. Катод силового 35 тиристора соединен с нулевым проводом, а анод через резистор 14 и диоды 15, 16 и 17 с источниками питания 4 и 5.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения на силовой тиристор через резистор 1 4 и диоды 1 5, 1 6 и 17 заряжаются конденсаторы источников питания формирователя 4 и 5 до напряжения стабилизации стабилитронов, включенных и- 45 параллельно этим конденсаторам. При поступлении на вход устройства импульса управления, ширина которого должна быть не менее ширины зоны проводимости, возможны два варианта. Если в этот момент напряжение на аноде силового тиристора отрицательно

/ или равно нулю, то ток, управления проходит через диод 10 и резистор 8 на нулевой провод, поскольку соотношение между резисторамии 12 и 8 таково, что падение напряжения на последнем от прохождения тока управления меньше потенциального барьера двух Р— и переходов транзисторов 1 1 и

13. Если же напряжение на аноде силового тиристора положительно, то падение напряжения на резисторе 8 от тока заряда источника 5 запирает диод 10 и ток управ« ления проходит через -р — rr переходы обоих транзисторов, усиливается ими и открывает вспомогательный тиристор 6. При этом образуется цепь разряда емкостей источников питания 4 и 5: "плюс" источника

5 — тиристор 6- стабилитрон источника 4 (или конденсатор источника 4, если он заряжен)- резистор 3- управляющий переход силового тиристора 2- анод диода 9- "минус" источника 5, цепь разряде емкости источника 4 аналогична.

Длительность импульса тока, протекающего через управляюший переход силового тиристора определяется параметрами цепочки искусственной коммутации 7 и выбирается, исходя из того, чтобы ток силового тиристора достиг за время действия этого импульса величины тока удержания.

1Чосле открытия силового тиристора 2 падение напряжения на резисторе 8 исчезает и устройство, несмотря на наличие управляющего сигнала, прекращает формирование импульсов открытия. Но если, по каким-либо причинам, ток через силовой тиристор прервется в зоне проводимости, то на нем восстановится .положительное напряжение, начнется заряд источника 5, на резисторе 8 возникнет падение напряжения и устройство выдаст импульс для повторного открытия силового тиристора.

Данное устройство рационально использует мощность источника питания и поэтому может быть запитано непосредственно от Н8пряжения анод-катод силового тиристора.

Кроме того> немедленная выдача импульса открытия на силовой тиристор в случае закрытия его в зоне проводимости исключает перенапряжения по этой причине и повышает надежность преобразовательной установки.

Формула изобретения

Устройство для управления силовым тиристором, содержащее источник питания и источник управления, вспомогательный тиристор, логический элемент И, диоды и резисторы, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, . целью уменьшения потребляемой мощности путем рационального использования напряжения анод-катод тиристора и повышения надежности, оно дополнительно снабжено вторым источником питания и транзистором, коллектор которого соединен с управляющим электродом вспомогательного тиристора, эмиттерс выходом логического элемента И, а база соединена с нулевым проводом "минус вто рого источника питания подключен к катоду вспомогательного тиристора, плюс" — через резистор к управляющему электроду силово603063

Составитель О. Наказная

Редактор Л. Баглай Техред А. Богдан Корректор Е.

Заказ 1870/52 Тираж 892 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 го тиристора и через диод - в обратном на:правлении к нулевому пооводу.

Источники ин юрмапии, принятые во внимание при экспертизе:

11. Патент ФРГ . ;:-. 2003659, кл. 2 1 Я 1 2/04, ) 969.

2. Патент ФРГ Л% 1488177 . 21 d 12/04, 11.04.74