RU2020742C1

RU2020742C1 - Thyristor switch

Info

Publication number: RU2020742C1
Authority: RU
Inventors: Г.В. Федоров
Original assignee: Новосибирское авиационное производственное объединение
Priority date: 1992-01-13
Filing date: 1992-01-13
Publication date: 1994-09-30

Abstract

FIELD: pulse technique. SUBSTANCE: thyristor switch has in each handled phase power thyristor and power diode in which diode-anode-to-thyristor-cathode point of connection is connected to input bus of phase and diode-cathode-to-thyristor-anode point of connection, to output bus used for load connection; it also has three diodes whose cathodes are connected to gate electrodes of power thyristors of each phase and their anodes are connected to first lead of control switch; three additional diodes; three resistors; one voltage regulator diode whose anode is connected to second lead of control switch and its cathode is connected to anodes of fourth, fifth, and sixth diodes and to first leads of first, second, and third resistors. Point of connection of fourth diode cathode and second lead of first resistor is connected to output terminal of first phase; point of connection of fifth diode cathode and second lead of second resistor is connected to output terminal of second phase; point of connection of sixth diode cathode and second lead of third resistor is connected to output terminal of third phase. EFFECT: reduced current through gate junctions of power thyristors and control switch which improved device reliability. 1 dwg

Description

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для подключения нагрузки различного характера к трехфазной сети переменного тока. The invention relates to a pulse technique and can be used to connect a load of various nature to a three-phase AC network.

Известно устройство [1], содержащее трехфазный тиристорный коммутатор, выполненный на встречно-параллельно соединенных силовых тиристоров и диодах в каждой фазе, диоды, соединенные в трехфазный мост, плечи которых включены между анодами и управляющими электродами силовых тиристоров; первый дополнительный тиристор, включенный в одно из плеч катодной группы моста, второй дополнительный тиристор, включенный через резистор в диагональ моста, размыкающий и замыкающий контакты, включенные между анодами и управляющими электродами первого и второго дополнительных тиристоров соответственно. A device [1] is known, comprising a three-phase thyristor switch made on counter-parallel connected power thyristors and diodes in each phase, diodes connected to a three-phase bridge, the shoulders of which are connected between the anodes and control electrodes of the power thyristors; the first additional thyristor included in one of the arms of the cathode group of the bridge, the second additional thyristor connected through the resistor to the diagonal of the bridge, opening and closing contacts connected between the anodes and the control electrodes of the first and second additional thyristors, respectively.

Недостатком устройства являются тепловые потери в управляющих переходах силовых тиристоров и главной цепи второго дополнительного тиристора. The disadvantage of this device is the heat loss in the control transitions of the power thyristors and the main circuit of the second additional thyristor.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является трехфазный тиристорный коммутатор [2], содержащий в каждой фазе силовой тиристор и силовой диод, у которых точка соединения анода силового диода с катодом силового тиристора соединена с входной шиной фазы, катода силового диода и анода силового тиристора - с клеммой для подключения нагрузки; диоды, соединенные в трехфазный мост, плечи которого включены между катодами и управляющими электродами силовых тиристоров, ключ управления, включенный через резистор в диагональ моста. The closest to the proposed technical essence and the achieved effect is a three-phase thyristor switch [2], containing in each phase a power thyristor and a power diode, in which the connection point of the anode of the power diode with the cathode of the power thyristor is connected to the input bus of the phase, cathode of the power diode and anode power thyristor - with a terminal for connecting the load; diodes connected to a three-phase bridge, the shoulders of which are connected between the cathodes and the control electrodes of the power thyristors, a control key connected through the resistor to the diagonal of the bridge.

Недостатком известного устройства являются тепловые потери в управляющих переходах силовых тиристоров (в них протекают импульсы тока длительностью 120 эл.град.), необходимость в применении относительно сильноточного ключа управления, поскольку через него протекает суммарный ток управляющих переходов силовых тиристоров. Все это приводит к снижению надежности. A disadvantage of the known device is the heat loss in the control junctions of the power thyristors (current pulses of 120 el. Degrees flow in them), the need to use a relatively high-current control key, since the total current of the control junctions of the power thyristors flows through it. All this leads to a decrease in reliability.

Целью изобретения является повышение надежности. The aim of the invention is to increase reliability.

Цель достигается тем, что в тиристорный коммутатор, содержащий в каждой коммутируемой фазе силовой тиристор и силовой диод, соединенные встречно-параллельно и включенные между сетью и нагрузкой, первый, второй и третий диоды, катодами соединенные с управляющими электродами силовых тиристоров каждой фазы, а анодами - с первым выводом ключа управления, четвертый, пятый и шестой диоды, введены первый, второй, третий резисторы и стабилитрон, причем стабилитрон подключен анодом к второму выводу ключа управления, а катодом - к анодам четвертого, пятого, шестого диодов и первым выводам первого, второго, третьего резисторов, точка соединения катода четвертого диода с вторым выводом первого резистора подключена к выходной клемме первой фазы, катода пятого диода и второго вывода второго резистора - к выходной клемме второй фазы, катода шестого диода и второго вывода третьего резистора - к выходной клемме третьей фазы. The goal is achieved by the fact that in the thyristor switch, containing in each switched phase a power thyristor and a power diode connected counter-parallel and connected between the network and the load, the first, second and third diodes, cathodes connected to the control electrodes of the power thyristors of each phase, and the anodes - with the first output of the control key, the fourth, fifth and sixth diodes, the first, second, third resistors and a zener diode are introduced, the zener diode being connected by the anode to the second output of the control key, and the cathode to the anodes of the fourth, the fifth, sixth diodes and the first terminals of the first, second, third resistors, the connection point of the cathode of the fourth diode with the second terminal of the first resistor is connected to the output terminal of the first phase, the cathode of the fifth diode and the second terminal of the second resistor to the output terminal of the second phase, the cathode of the sixth diode and the second output of the third resistor to the output terminal of the third phase.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства. The drawing shows a schematic diagram of a device.

Устройство содержит в каждой коммутируемой фазе А(В,С) силовой тиристор 1(2,3) и силовой диод 4(5,6), у которых точка соединения анода силового диода с катодом силового тиристора соединена с входной шиной фазы А(В,С), катода силового диода и анода силового тиристора - с клеммой 7 (8,9) для подключения нагрузки; первый 10, второй 11 и третий 12 диоды, катодами соединенные с управляющими электродами силовых тиристоров 1-3 каждой фазы, а анодами - с первым выводом ключа 13 управления, четвертый 14, пятый 15 и шестой 16 диоды, первый 17, второй 18 и третий 19 резисторы, стабилитрон 20, при этом стабилитрон подключен анодом к второму выводу ключа 13 управления, а катодом - к анодам четвертого, пятого и шестого диодов и первым выводам первого, второго и третьего резисторов, точка соединения катода четвертого диода 14 с вторым выводом первого резистора 17 подключена к выходной клемме 7 первой фазы (А), катода пятого диода 15 с вторым выводом второго резистора 18 - к выходной клемме 8 второй фазы (В), катода шестого диода 16 и второго вывода третьего резистора 19 - к выходной клемме 9 третьей фазы (С). The device contains in each switched phase A (B, C) a power thyristor 1 (2,3) and a power diode 4 (5,6), in which the connection point of the anode of the power diode with the cathode of the power thyristor is connected to the input bus of phase A (B, C), the cathode of the power diode and the anode of the power thyristor - with terminal 7 (8.9) for connecting the load; first 10, second 11 and third 12 diodes, cathodes connected to control electrodes of power thyristors 1-3 of each phase, and anodes to the first output of control key 13, fourth 14, fifth 15 and sixth 16 diodes, first 17, second 18 and third 19 resistors, a zener diode 20, while the zener diode is connected by an anode to the second output of the control key 13, and by the cathode to the anodes of the fourth, fifth and sixth diodes and the first terminals of the first, second and third resistors, the connection point of the cathode of the fourth diode 14 with the second terminal of the first resistor 17 connected to the output the terminal 7 of the first phase (A), the cathode of the fifth diode 15 with the second terminal of the second resistor 18 - to the output terminal 8 of the second phase (B), the cathode of the sixth diode 16 and the second terminal of the third resistor 19 - to the output terminal 9 of the third phase (C) .

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

В исходном состоянии ключ 13 управления разомкнут, управляющие переходы силовых тиристоров 1-3 разобщены, тиристоры закрыты и в цепи нагрузки ток отсутствует, так как диоды 4-6 включены встречно. In the initial state, the control key 13 is open, the control transitions of the power thyristors 1-3 are disconnected, the thyristors are closed and there is no current in the load circuit, since the diodes 4-6 are turned on in the opposite direction.

При замыкании ключа 13 управления в момент времени ωt = 0 по цепи фаза С, силовой диод 6, третий резистор 19, стабилитрон 20, ключ 13 управления, второй диод 11, управляющий переход силового тиристора 2, фаза В протекает ток, открывающий тиристор 2, после его открывания по цепи фаза С, силовой диод 6, третий резистор 19, пятый диод 15, силовой тиристор 2, фаза В течет ток (до ωt =

), минуя цепь, состоящую из стабилитрона 20, ключа 13, диода 11 и управляющего перехода тиристора 2. Далее в промежутке времени ω t =

÷

по цепи фаза А, силовой диод 4, первый резистор 17, пятый диод 15, силовой тиристор 2, фаза В течет ток, также минующий цепь управления ключа 13 и управляющего перехода тиристора 2. В промежутке времени ωt = 0 -

] падение напряжения на четвертом диоде 16 и силовом тиристоре 2 прикладывается к цепи, состоящей из управляющего перехода тиристора 2, второго диода 11, ключа 13 управления и стабилитрона 20 и практически целиком воспринимается стабилитроном 20, существенно снижая тем ток через ключ 13 и управляющий переход тиристора 2. В силовых цепях ток течет от фаз С,А через силовые диоды 6,4, нагрузку, тиристор 2 к фазе В.When the control key 13 is closed at time ωt = 0, the phase C circuit, power diode 6, the third resistor 19, the zener diode 20, the control key 13, the second diode 11, the control transition of the power thyristor 2, phase B current flows, opening the thyristor 2, after it is opened along the circuit, phase C, power diode 6, third resistor 19, fifth diode 15, power thyristor 2, phase B current flows (up to ωt =

), bypassing the circuit consisting of a zener diode 20, a key 13, a diode 11 and a control transition of the thyristor 2. Further in the time interval ω t =

÷

phase A circuit, power diode 4, first resistor 17, fifth diode 15, power thyristor 2, phase B current flows, also bypassing the control circuit of key 13 and the control transition of thyristor 2. In the time interval ωt = 0 -

] the voltage drop on the fourth diode 16 and the power thyristor 2 is applied to the circuit, consisting of the control transition of the thyristor 2, the second diode 11, the key 13 of the control and the zener diode 20 and is almost completely perceived by the zener diode 20, significantly reducing the current through the key 13 and the control transition of the thyristor 2. In power circuits, current flows from phases C, A through power diodes 6.4, load, thyristor 2 to phase B.

Включение силовых тиристоров 3,1 происходит аналогично включению тиристора 2 в соответствии с чередованием фаз питающей сети. The inclusion of power thyristors 3.1 is similar to the inclusion of thyristor 2 in accordance with the alternation of phases of the supply network.

Использование предлагаемого изобретения позволяет существенно снизить ток через управляющие переходы силовых тиристоров и ключ управления, что повысило надежность устройства. The use of the invention allows to significantly reduce the current through the control transitions of power thyristors and a control key, which increased the reliability of the device.

Claims

A thyristor switch, containing in each switched phase a power thyristor and a power diode, in which the connection point of the power diode anode with the cathode of the power thyristor is connected to the input phase bus, and the connection point of the power diode cathode with the anode of the thyristor is connected to the output bus, the first, second and the third diodes, the cathodes of which are connected to the control electrodes of the power thyristors of each phase, respectively, and the anodes - with the first output of the control key, the fourth, fifth and sixth diodes, characterized in that, in order to increase by the first, second, third resistors and a zener diode, and the zener diode is connected by an anode to the second output of the control key, and the cathode to the anodes of the fourth, fifth and sixth diodes and the first output of the first, second and third resistors, the connection point of the cathode of the fourth diode with the second the output of the first resistor is connected to the output terminal of the first phase, the connection point of the cathode of the fifth diode and the second output of the second resistor is connected to the output terminal of the second phase, the connection point of the cathode of the sixth diode and the second output of the third resistor pa - to the output terminal of the third phase.