Устройство для управления тиристором

 

ОпЫХА-И е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 0102.77 (21) 2448593/24-07 (51) М. Кл. с присоединением заявки М

Н 02 Р 13/16

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 821.314, .5(088.8) Опубликовано 05.01.80. Бюплетень М1

Дата опубликования описания 0501.80 (72) Авторы изобретения

В.A. Барский, Г.Г, Жемеров, В. И. Ильюхин и В.Ю. Розов (71) Заявитель (54) устРоЙстВо для упРлвления ТНрНсТороМ

Изобретение относится к устройствам для управления вентильными преобразователями и может найти применение в различных электротехнический установках, в частности, в мощных тиристорных преобразователях постоянного тока и тиристорных преобразователях частоты, тиристоры которых находятся на различных потенциальных уровнях.

Известны устройства для управления тиристорами, предназначенные для формирования широких отпирающих импульсов силовых тиристоров в виде пакетов импульсов с форсировкой их начальной части. Эти устройства сложны, громоздки и имеют низкий коэффициент полезного действия .f1).

Известно также устройство для управления тиристором, которое со держит магнитно-транзисторный автогенератор, выходной блок с трансформатором и выпрямителем, дополнительные источники питания и транзисторные ключи (2) .

Недостатком известного устройства является повышенная сложность, обусловленная применением мощного двухтактного автогенератора с магнитной связью, узла форсированного запуска и срыва генерации, узла форсировки начальной части отпирающего импульса с дополнительным источниКом питания, .Многообмоточного импульсного трансформатора и двухполупериодного выпрямителя, Целью изобретения является упрощение устройства. для этого устройство для управле-. ния тиристором, содержащее импульсный трансформатор, вторичная обмотка которого через однополупериодный выпрямитель подключена к управляющему электроду тиристора, ключ, основные клеммы которого включены последовательно с первичной обмоткой импульсного трансформатора и источником питания, и мультивибратор, выход которого подключен к управляющей клемме ключа, снабжено одновибратором, инвертором и двумя диодами, причем первый вход мультивибратора соединен с анодом диода, катод которого подключен к входу одновибраторе) выход которого соединен со входом инвертора, выход инвертора подключен к катоду, другого диода,. анод которого

708481 соединен со вторым входом мультивибратора.

На фиг. 1 представлено устройство для управления тиристорами; фиг. 2 временные диаграммы работы устройства. 5

Устройство для управления тиристором содержит одновибратор 1, вход которого подключен к входной клемме

2. Выход одновибратора 1 соединен с входом инвертора 3. К выходу инвертора 3 подключен катод диода 4. Анод диода 4 подключен к входу 5 мультивибратора 6. К входу 7 мультивибратора 6 подключен. анод диода 8, катод которого соединен со входом одновибратора 1. Выход мультивибратора

6 подключен к управляющей цепи клю-, чевого элемента 9, одна из основных клемм которого соединена с источником 10 питания, а другая клемма подключена к первичной обмотке 11 импульсного трансформатора 12. Вторая клемма обмотки 11 трансформатора 12 подключена к другой клемме источника 10 питания. Вторичная обмотка

13 трансформатора 12 подключена одной клеммой к катоду силового тиристора 14, а другой - к аноду диода 15, катод которого подключен к управляющему электроду силового тиристора 14.

Работа .устройства состоит в сле- 30 дующем.

В исходном состоянии, когда положительные импульсы на входной клемме

2 отсутствуют (фиг. 2, а), на выходе одновибратора 1 нулевой потенциал 35 (фиг. 2, б), на выходе инвертора 3 положительный потенциал (фиг. 2, в).

При этом диод 4 закрыт, диод 8 открыт и шунтирует эмитгер- базовую цепь транзистора мультивибратора 6, свя- 40 занного б входом 7. Мультивибратор

6 в этом случае находится в заторможенном состоянии, На его выходе присутствует нулевой потенциал (фиг. 2, г), что соответствует разомкнутому состоянию ключевого

45 элемента 9, отсутствию тока в обмотках 11 и 13 трансформатора 12, и отсутствию импульса на управляющем перехбде силового тиристора 14 (фиг.

2, д). 50

На входную клемму 2 устройства поступает входной положительный импульс (фиг. 2, а) . При этом на выхсде одновибратора 1 появляется положительный импульс длительностью 8 55 (фиг. 2, б). На выходе инвертора 3 нулевой потенциал (фиг ° 2, в) . Диод

4 отпирается на время t задаваемое одновибратором l. Диод 8 под действием входного импульса (фиг 2,а) запирается, что переводит мультивибратор 6 в другое устойчивое состояние на время t . Ha его выходе формируется положительный импульс

{фиг. 2, г), на это же время (1, ) замыка етс я ключев ой элемент 9, подключая обмотку 11 трансформатора 12 к источнику 10 питания ° На управляющем переходе силового тиристора 14 формируется импульс длительностью 1 (фиг. 2, д), обеспечивающий форсированное включение тиристора 14, В момент времени 1„(фиг. 2, в) на выходе одновибратора 1 появляется нулевой потенциал (фиг. 2, б), На выходе инвертора 3 — положительный потенциал (фиг, 2, в), что запирает диод 4. Мультивибратор 6 переходит в автоколебательный режим, так как диоды 4 и 8 заперты положительныи потенциалом на их катодах и не воздействуют. на базовые цепи мультивибратора б. При этом на выходе мультивибратора появляется серия положительных импульсов (фиг. 2, г).

Диод воздействием этих импульсов ключевой элемент 9 периодически замыкает, подключая обмотку 11 трансформатора 12 к источнику питания, и на управляющем переходе силового тиристора. 14 формируется серия импульсов (фиг. 2, д), частота и длительность которых определяется хронирующими цепями мультивибратора 6 °

Длит ель н ость импульс а, ф ормируемая одновибратором 1, и амплитуда тока обмотки 13 трансформатора 12 выбираются такими, чтобы ампер-секундный интеграл первого импульса был больше паспортного отпирающего для данного типа тиристора, что обеспечивает накопление в структуре тиристора избыточного заряда больше критического заряда включения и форсированный запуск тиристора. Частота генерации мультивибратора 6 и длительность формируемых им импульсов выбирается такими, чтобы в паузах между импульсами избыточный заряд в структуре тиристора был не менее его критического заряда включения, что обеспечивает поддержание тиристора во включенном состоянии на все время действия импульсов на его управляющем переходе. Поэтому серия импульсов (фиг. 2, д) эквивалентна по управляющему воздействию отпирающему импульсу, представленному на фиг. 2, е, полученному усреднением по периоду импульсов фиг. 2, д.

При этом обеспечивается форсировка включения тиристора, а мощность, потребляемая на управление, по сравнению с известным устройством не изменяется.

По окончанию входного импульса (фиг. 2, е) отпирается диод 8, мультивибратор 6 пер водится в следующий режим, размыкается ключевой элемент 9. На управляющем переходе . силового тиристора 14 напряжение отсутствует.

708481

Формула изобретения

ts юг. 1

Составитель О, Наказная

Редактор Ю. Челюканов Тех едЛ.Ал е ава

1 екто В. Б тяга

Заказ 8511/51 Тираж 783 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 -Pa ская наб. . 4 5 а л

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, данное устройство благодаря применению одновибратора, инвертора, мультивибратора, ключевого элемента, двухобмоточного трансформатора, однополупериодного выпрямителя имеет меньшее количество 5 элементов, меньшие габариты и стоимость и формирует широкие, отпирающие импульсы с форсировкой их начальной части.

При этом устройство имеет в 2-4 раза меньше габариты, в 1,5-2 раза меньшую стоимость и большую надежность.

Устройство для управления тиристором, содержащее импульс ный трансформатор, вторичная обмотка которого через однополупериодный выпрямитель подключена к управляющему электроду тиристора, ключ, основные клеммы которого включены последовательно с первичной обмоткой импульсного трансформатора и источником питания, и мультивибратор, выход которого подключен к управляющей клемме ключа, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью упрощения, оно снабжено одновибратором, инвертором и двумя диодами, причем первый вход мультивибратора ссединен с анодом диода, катод которого подключен к входу одновибратора, выход которого соединен со входом инвертора, выход инвертора подключен к катоду другого диода, анод которого соединен со вторьм входом мультивибратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии Р 47-44227, кл. 56 D 2, 1972, 2. Писарев A.Ë., Деткин Л.П.

Управление тиристорными преобразователями. М., Энергия, 1975, с. 231.