RU2528202C1

RU2528202C1 - Two-way high-voltage thyristor switch

Info

Publication number: RU2528202C1
Application number: RU2013111975/07A
Authority: RU
Inventors: Сергей Александрович Иванов; Анатолий Андреевич Лебедин; Александр Васильевич Лосев; Максим Анатольевич Назаренко; Владислав Серафимович Русаков; Николай Викторович Семин
Original assignee: Анатолий Андреевич Лебедин
Priority date: 2013-03-19
Filing date: 2013-03-19
Publication date: 2014-09-10
Also published as: RU2013111975A

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: two parallel differently directed branches composed of series-connected thyristors (1) and (2) contain snubbers 3 and 4. The novelty lies in the connection of resistors (8) between equivalent points of the circuits.

EFFECT: high reliability.

1 dwg

Description

Предложение относится к области электротехники и используется в тиристорных регуляторах напряжения.The proposal relates to the field of electrical engineering and is used in thyristor voltage regulators.

Известное [1] устройство аналогичного назначения содержит пары параллельно соединенных встречно направленных тиристоров и эти пары включены последовательно друг с другом, а параллельно этим парам включены снабберные (защитные) цепи. Такое устройство конструктивно сложно при использовании таблеточных тиристоров и водяного охлаждения. В этом случае каждая пара должна зажиматься в отдельный блок, что увеличивает габариты.The known [1] device for a similar purpose contains pairs of parallel-connected counter-directed thyristors and these pairs are connected in series with each other, and snubber (protective) circuits are included in parallel to these pairs. Such a device is structurally difficult when using tablet thyristors and water cooling. In this case, each pair should be clamped in a separate block, which increases the size.

Наиболее близким по технической сути и достигаемым результатам является [2] двунаправленный высоковольтный тиристорный ключ, содержащий две встречно направленные параллельно включенные цепи, составленные из равного количества последовательно включенных тиристоров, шунтированных снабберными цепями.The closest in technical essence and the achieved results are [2] a bi-directional high-voltage thyristor switch containing two counter-directed parallel-connected circuits composed of an equal number of thyristors connected in series, shunted by snubber circuits.

Недостаток такого устройства - относительно низкая надежность. При приложении импульсного напряжения каждый тиристор защищен только своей снабберной цепью. Технической задачей предложения является повышение надежности. Задача решается за счет того, что между равноудаленными точками последовательно включенных вентилей разных направлений включены резисторы.The disadvantage of this device is the relatively low reliability. When an impulse voltage is applied, each thyristor is protected only by its snubber circuit. The technical objective of the proposal is to increase reliability. The problem is solved due to the fact that resistors are connected between equidistant points of series-connected valves of different directions.

На чертеже приведена схема устройства. Тиристоры 1 прямого и 2 обратного направления включены последовательно. Обычно их конструктивно объединяют в два столбика. Между тиристорами в столбиках располагают пластины радиаторов. Столбики сжимаются с определенным усилием. Крайние разноименные выводы цепей столбов последовательных тиристоров соединяются между собой и образуют выводы устройства. Параллельно каждому тиристору включены снабберные цепи 3 и 4.Чаще всего это R-C цепи. К управляющим входам тиристоров 1 и 2 подключены блоки 5, 6 управления, соединенные с блоком 7 первичных импульсов. Между симметричными (равноудаленными) точками разных направлений включены резисторы 8.The drawing shows a diagram of the device. Thyristors 1 forward and 2 reverse are connected in series. Usually they are structurally combined in two columns. Between the thyristors in the columns are plates of radiators. The columns are compressed with a certain force. The extreme opposite conclusions of the chains of poles of consecutive thyristors are interconnected and form the conclusions of the device. In parallel to each thyristor, snubber circuits 3 and 4 are connected. Most often this is an R-C circuit. To the control inputs of thyristors 1 and 2 are connected control units 5, 6 connected to the unit 7 of the primary pulses. Between symmetric (equidistant) points of different directions, resistors 8 are included.

Устройство работает следующим образом. Оно является приспособлением для регулировки переменного тока или напряжения на нагрузке и включается между ней и сетью. Блок 7 вырабатывает импульсы управления с определенной фазой, которые блоки 5 управления усиливают и подают их на тиристоры. В зависимости от полярности полуволны напряжения проводит ток цепь 1 или 2. Регулируя фазу импульсов, блок 7 изменяет величину выходного напряжения. В моменты выключения тиристоров 1 и 2, а также при приходе перенапряжений по снабберным цепям 3, 4 протекают импульсные токи, которые обеспечивают равномерное деление напряжений между отдельными тиристорами. Чем выше емкость и меньше сопротивление снабберных цепей 3, 4, тем с большей точностью происходит деление напряжений. Резисторы S по указанной причине улучшают это деление. При равенстве всех параметров элементов по резисторам 8 ток не протекает. В действительности, из-за разброса параметров тиристоров и конденсаторов будет протекать небольшой ток по резисторам 8, который увеличится при старении, деградации упомянутых элементов. Мощность резисторов 8 выбирается небольшой - несколько ватт, поэтому по степени почернения или перегорания их можно судить о деградации элементов.The device operates as follows. It is a device for adjusting the alternating current or voltage at the load and is connected between it and the network. Block 7 generates control pulses with a certain phase, which control blocks 5 amplify and feed them to the thyristors. Depending on the polarity of the half-wave voltage, current 1 or 2 conducts the current. By adjusting the phase of the pulses, block 7 changes the value of the output voltage. At the moments of shutdown of thyristors 1 and 2, as well as upon the arrival of overvoltages, pulsed currents flow through the snubber circuits 3, 4, which ensure uniform voltage division between the individual thyristors. The higher the capacitance and the lower the resistance of the snubber circuits 3, 4, the more accurately the division of voltages occurs. Resistors S for this reason improve this division. If all the parameters of the elements are equal across the resistors 8, no current flows. In fact, due to the scatter of the parameters of the thyristors and capacitors, a small current will flow through the resistors 8, which will increase with aging, degradation of the mentioned elements. The power of the resistors 8 is selected small - a few watts, so by the degree of blackening or burnout they can be judged on the degradation of the elements.

Обратное повышенное напряжение может вызвать пробой тиристора, а прямое - его несанкционированное включение, т.е. менее опасно. Поскольку в ключе вне зависимости от полярности напряжения одна ветвь тиристоров подвергается приложению обратного напряжения, то именно для него желательно увеличить емкость защитной цепочки. Наличие резистора 8 увеличивает демпфирующие свойства.Reverse increased voltage can cause thyristor breakdown, and direct - its unauthorized inclusion, i.e. less dangerous. Since in the key, regardless of the polarity of the voltage, one branch of the thyristors is subjected to the application of reverse voltage, it is for him that it is desirable to increase the capacity of the protective chain. The presence of resistor 8 increases the damping properties.

Таким образом, новый элемент - резисторы улучшают равномерность деления напряжений и позволяют выявлять степень старения, отказа элементов.Thus, a new element - resistors improve the uniformity of voltage division and allow you to identify the degree of aging, failure of the elements.

Источники информацииInformation sources

1. Кукеков Г.А. и др. Полупроводниковые электрические аппараты. Л.: Энергоатомиздат, 1991, стр.104, рис.4.1.1. Kukekov GA. and other semiconductor electrical apparatus. L .: Energoatomizdat, 1991, p. 104, Fig. 4.1.

2. Авторское свидетельство СССР 1603497, кл. H02M 1/3.2. Copyright certificate of the USSR 1603497, cl. H02M 1/3.

Claims

A bi-directional high-voltage thyristor switch containing two parallel-connected oppositely directed circuits composed of an equal number of thyristors in series connected by shunt snubber circuits, characterized in that resistors are connected between equidistant points of series-connected valves of different directions.