Тиристорный выключатель постоянного тока

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советски к

Социалистически»

Республик (ii1728176

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.06.78 (21) 2634656/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл2.

Н 01 Н 9/30

Гасударственный кемитет

СССР

Ао девам изевретений и открытий

Опубликовано 15.04.80. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 25.04.80 (53) УДК 621.315.

726 (088 8) (72) Автор изобретения

Л. Г. Кощеев

Уральское отделение Всесоюзного ордена Трудового Красного Знамени (71) Заявитель научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (54) ТИРИСТОРНЫй ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для защиты преобразователей и их источников питания от перегрузок и коротких замыканий в цепи нагрузки.

Известны выключатели постоянного тока большой мощности, выполненные на базе электромагнитных контакторов с силовыми контактами (1) .

Недостатком таких выключателей является большое время выключения, обусловленное собственным временем размыкания контактов и погасания дуги между контактами.

Наиболее близким к изобретению по техническим средствам и достигаемому результату является тиристорный выключатель постоянного тока, содержащий две пары силовых контактов, коммутирующий тиристор, конденсаторы и коммутирующий дроссель (2).

Его недостатком является то, что в момент включения коммутирующего тиристора напряжение на нагрузке имеет максимальное значение, превышающее напряжение источника питания в два раза. Недостатком выключателя является также наличие дополнительных потерь энергии в силовых тиристорах.

Цель изобретения — снижение коммутационных перенапряжений на нагрузке и потерь энергии.

Эта цель достигается тем, что тиристорный выключатель постоянного тока снабжен диодом и дополнительным дросселем, включенным последовательно с нагрузкой, причем одна пара контактов зашунтирована диодом, а обе пары вместе — последователь о ной цепочкой, состоящей из коммутирующего тиристора и коммутирующего дросселя, при этом выводы источника питания и нагрузка с дросселем шунтированы конденсаторами.

На фиг, 1 приведена принципиальная схема выключателя; на фиг. 2 — диаграммы напряжений и токов в элементах выключателя, иллюстрирующие его работу.

Выключатель содержит коммутирующий тиристор 1, коммутирующий дроссель 2, кон2о денсаторы 3, 4, диод 5, контактор 6 с двумя парами контактов, дроссель 7, диод 8 и импульсный генератор 9, формирующий импульсы управления тиристором 1, нагрузку 10. В большинстве случаев, когда вы728176

t0 ключатель предназначен для защиты преобразователей, функции дросселя 7 и конденсаторов 3, 4 могут выполнять элементы фильтра на входе защищаемого преобразователя. Выключатель работает следующим образом.

В исходном состоянии контакты контактора 6 замкнуты и конденсаторы 3, 4 заряжены до полного напряжения. Тиристор 1 выключен.

При перегрузке или коротком замыкании в цепи нагрузки в момент времени t (см. фиг. 2) подается сигнал на отключение контактора, и его контакты размыкаются. Размыкание контактов 6 приводит к переходу тока нагрузки в цепь диода 5, а между контактами 6 может возникнуть дуга. Большое сопротивление между контактами 6 обуславливает снижение напряжения 14 на конденсаторе 4 по мере его разряда. В момент времени t a напряжение Ua на тиристоре 1 увеличивается до значения, достаточного для срабатывания импульсного генератора 9.

При этом импульс тока ly с его выхода поступает в цепь управляющего электрода тиристора 1 и обеспечивает включение последнего. Включение тиристора 1 обеспечивает протекание импульса тока i< в цепи дросселя 2 и конденсаторов 3, 4. При выборе параметров реактора 2 и конденсаторов 3, 4 такими, чтобы амплитуда тока i„была больше максимального значения тока в цепи дросселя 7 и нагрузки, напряжение на конденсаторе 4 к моменту времени tq достигает максимальной величины, превышающей напряжение источника питания. Это обстоятельство обеспечивает прекращение тока в цепи контактов контактора 6 и погасание дуги.

В момент времени t3 импульс тока в цепи тиристора 1 становится равным нулю, и с этого момента к тиристору прикладывается обратное напряжение, что обеспечивает восстановление его запирающих свойств и полное выключение. К моменту времени t 4 напряжение на конденсаторе 4 спадает до величины, равной падению напряжения на диоде 8, и ток нагрузки начинает протекать через диод 8.

Выключатель обеспечивает сокращение времени нарастания тока короткого замыкания в цепи нагрузки на величину времени

10 гашения дуги между контактами и уменьшение коммутационных перенапряжений на нагрузке.

Формула изобретения

1S

Тиристорный выключатель постоянного тока, коммутирующий ток нагрузки, содержащий две пары силовых контактов, коммутирующий тиристор, конденсаторы и коммутирующий дроссель, отличающийся тем, 20 что, с целью снижения коммутационных перенапряжений на нагрузке и потерь энергии, он снабжен диодом и дополнительным дросселем, включенным последовательно с на-. грузкой, причем одна пара контактов за 1 шунтирована диодом, а обе пары вместе— последовательной цепочкой, состоящей из коммутирующего тиристора и коммутирующего дросселя, при этом выводы источника питания и нагрузка с дросселем шунтированы конденсаторами.

30 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 451591, кл, Н 04 К 9/30, 1969.

2. Баудиш К. Передача энергии постоянным током высокого напряжения. ГЭИ, 1968, с. 249 — 251.

728176

Редактор Н. Катаманина

Заказ 1147//50

Составитель Е. Калинкин

Техред К. Шуфрич Корректор М. Демчик

Тираж 844 Подписиае

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал П П П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4