Узел коммутации силового тиристора для бесконтактных выключателей

 

«1

О П

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИСАЯИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<и,790321

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (51)М. Кл. (22) Заявлено 26. 12. 75 (21) 2302869/18-21 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

Опубликовано 231280 Бюллетень Мо 47

Дата опубликования описания 2 3. 12. 80

Н 03 К 17/72

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК621. 382 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. В. Могилевский и A. В. Лифар (71) Заявитель (54) УЗЕЛ КОИт1УТАЦИИ СИЛОВОГО THPHCTOPA

ДЛЯ БЕСКОНТАКТНЫХ ВЬПСЛЮЧАТЕЛЕЙ

Изобретение относится к электротехник е и может быть использов ано в низковольтных электрических àïïàратах, в частности в бесконтактных выключателях постоянного тока, вы- 5 полненных на базе силовых тирясторов.

Известны узлы коммутации силового тяристора, используемые в бесконтактных выключателях постоянного тока 10 (1 ) °

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является узел коммутации силового тиристора для бесконтактных выключателей, Вы- 15 полненный в виде четырехплечевого моста на тярясторах, два из которых образуют цепь коммутации силового тиг.истора, а другие два - цепь заряда коммутирующего конденсатора, 2Q включенного в диагональ моста (2), Недостатком этого узла коммутации является ниличие значительных перенапряжений, возникающих на коммутирующем конденсаторе в процессе25 коммутации, обусловленных индуктив— ностью сетя питания.

Цель изобретения — повышение надежности путем снижения перенапряжения на коммутирующем конденсаторе, 30 обусловленного индуктивностью сети питания.

Поставленная цель достигается тем, что в известном узле коммутации силового тиристора, выполненном в виде четырехплечевого моста на тиристорах, два из которых образуют цепь коммутации силового тиристора, а другие два — цепь заряда коммутирующего конденсатора, включенного в диагональ моста, последовательно с тиристорами цепи заряда коммутирующего конденсатора включены резисторы, выбираемые из условия запирания тирясторов цепи коммутации силового тирястора, а к зажимам коммутирующего конденсатора подключен датчик нагряжения, выход которого включен к управляющему электроду одного тирястора цепи заряда коммутирующего конденсатора и на вход введенного блока задержки, выход которого подключен к управляющему электроду другого тирястора цепи заряда коммутирующего конденсатора.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема узла коммутации, выполненная согласно настоящему изобретению; фиг. 2 — электрические схемы бесконтактных выклю.790321

В момент 1„ происходит включение выключателя (на силовой тиристор 10 поступают импульсы управления) .

При.возникновении замыкания (t = 4g

t ), когда ток короткого замыкания достигает величины тока уставки (3 ) датчика короткого замыкания (на фиг. 1 и 2 не показан), прекращается подача импульсов управления щ() на тиристоры 1, 4 и 10 (1 = 1 ), а на.тиристоры 2 и 3 поступает одиночный импульс управления t> . При включении тиристоров 2 и 3 начинается пеДеэаряд коммутирующего конденсатораА5.и закрываются тиристоры 10, 1 и 4 °

При достижении напряжения в про- . цессе перезаряда коммутирующего конденсатора 5 заданной величины 0 „ сигнал с датчика 8 напряжения обеспечивает включение тиристора 1 (t — t4). В этом случае параллельно .коммутирующему конденсатору 5 подключается резистор 6.

65 чателей постоянного тока, в которых используется узел коммутации; фиг. 3 — временные диаграммы токов и напряжений.

Узел коммутации силового тиристора (фиг. 1) содержит тиристоры 1, 2, 3 и 4, коммутирующий конденсатор

5, резисторы 6 и 7, включенные в цепь тиристоров 1 и 4 цепи заряда коммутирующего конденсатора 5, датчик 8 напряжения, подключенный к обкладкам коммутирующего конденсатора

5, блок 9 задержки.

Узел коммутации (фиг. 2а) включен параллельно силовому тиристору

10 и нагрузке 11. Эквивалентная.индуктивность 12 источника питания включена последовательно с силовым тиристором 10, а параллельно нагрузке включен диод 13.

Работу схемы рассмотрим при отключении выключателем тока в сети ее значительной собственной индуктивностью.

На фиг. 3 данного случая представлены временные диаграммы, где 2 ь() м() У- о( имйульсы уйравления тиристорами соответственно 1, 2, 3, 4 и 10;

i(t) — ток источника питания;

u (t) — напряжение на коммутирующем конденсаторе. ЗО

В исходном состоянии (момент времени, предшествующий t„) импульсы управления непрерывно йоступают на тиристоры 1 и 4, благодаря чему коммутирующий конденсатор 5 заряжен З до напряжения U >-- E. Непрерывное поступление данных импульсов управления до момента отключения выключателя необходимо для постоянного подзаряда коммутирующего конденсатора 5.

Величина сопротивления резистора

6 выбирается из условия

E вкл

3 6 (Р (Вкл . где Š— ЭДС напряжения источника питания;

3 — ток через силовой тиристор

О

10 в момент начала коммутации;

0э „— заданная величина уставки на включение; ток через коммутирующий конденсатор 5 в момент, когда напряжение на нем достигнет величины Оэ„,. сопротивление резистора 6.

Включение тиристора 1 при соблюдении приведенного выше условия вызывает эапирание тиристора 3, при этом рост напряжения на коммутирующем конденсаторе 5 прекращается, а энергия, запасенная в индуктивности

12 источника питания, рассеивается на резисторе 6. Рост напряжения при перезаряде коммутирующего конденсатора 5 в процессе коммутации прои- . сходит по кривой 0z(t), изображенной на фиг. 3 пунктиром.

В момент времени t,,когда ток через резистор 6 станет значительно меньше величины Ээ или достигнет установившегося значения, равного

1 =EjR6 что определяется блоком 9 задержки, выполненном в виде реле времени, импульсы управления поступают на тиристор 4, что вызывает перезаряд коммутирующего конденсатора 5 и запирание тиристора 2.

На этапе эапирания тиристора 2 в цепь перезаряда коммутирующего конденсатора 5 вводится резистор 7, включенный последовательно с тиристором 4.

Резисторы .6 "и 7 способствуют ограничению перенапряжений в процессе переэаряда коммутирующего конденсатора 5 на данном этапе. Величина сопротивления резистора 7 определяется иэ условия запирания тиристора 2.

После переэаряда коммутирующего конденсатора 5 выключатель готов к повторному включению.

На фиг. 2б представлена схема бесконтактного выключателя, где узел коммутации включен параллельно силовому тиристору 10. Работа схемы данного выключателя при отключении тока аналогична предыдущей. В данном случае для обеспечения непрерывного подэаряда коМмутирующего конденсатора 5 узел коммутации подключен через вспомогательный диод 14 и зарядное. сопротивление 15. В качестве которого могут быть использованы резистор, дроссель лли насыщающийся дроссель, Таким образом, при коммутации силового тиристора бесконтактных вы790321 ключателей значительно уменьшается величина перенапряжения на коммутирующем конденсаторе, что повышает надежность работы выключателя.

Формула изобретения

Узел коммутации силового тиристора для бесконтактных выключателей,выполненный в виде четырехплечевого моста на тиристорах, два из которых, образуют цепь коммутации силового тиристора, а другие два — цепь заряда коммутирующего конденсатора, включенного в диагональ моста, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности путем снижения . перенапряжения на коммутирующем конденсаторе, последовательно с тиристорами цепи заряда коммутирующего конденсатора включены резисторы, выбираемые из условия запирания тиристоров цепи коммутации силового тирис тора, а к з аж имам к омму т ир ующе го конденсатора подключен датчик напряжения, выход которого включен к .управляющему электроду одного тиристора цепи заряда коммутирующего конденсатора и на вход введенного блока задержки, выход которого подключен к управляющему электроду другого тиристора цепи заряда коммутирующего конденсатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Горохов В. A. и Щедрин M. В., 15 Тиристоры в импульсных схемах, M °, "Советское радио", 1972, с. 181.

2. Забродин Ю. С. Узлы принудительной коммутации тиристоров . M,, Энергия, 1974, с. 12, рис. 1-9

Щ (прототип).

790321

Составитель В. Велоновский

Редактор Г. Волкова Техред Н.Граб

Коррек гор И. Муска

Подписное

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

Заказ 9075/67 Тираж 995

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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