SU1257831A1

SU1257831A1 - Устройство дл коммутации

Info

Publication number: SU1257831A1
Application number: SU843751245A
Authority: SU
Inventors: Игорь Всеволодович Грехов; Александр Константинович Козлов; Сергей Владимирович Коротков; Николай Степанович Яковчук; Энглен Атакузиевич Азизов; Нариман Абдрахманович Ахмеров
Original assignee: Ордена Ленина физико-технический институт им.А.Ф.Иоффе
Priority date: 1984-06-12
Filing date: 1984-06-12
Publication date: 1986-09-15

Abstract

Изобретение относитс к области сильноточной импульсной техники. Может быть использовано дл выключени мощного высоковольтного тиристорного блока в системах питани ускорителей, мощных лазеров. Целью изобретени вл етс увеличение коммутируемой мощности. Сущность изобретени по сн етс чертежом на примере сильноточного импульсного генератора с индуктивным накопителем 1, источником 2 питани , ключом 3 накопител 1, обратным диодным блоком 4 и нагрузкой 5, параллельно включено устройство 6 коммутации. Устройство 6 содержит коммутируемый ти- ристорный блок 7, дополнительные тирис- торные блоки 8, 12, конденсаторные батареи 10, 17, катущки индуктивности 11, 15, дл достижени цели введены диодный блок 13, формирующа лини 14, ключи 9, 16. Рабочее напр жение первого дополнительного тиристорного блока превыщает падение напр жени на втором дополнительном тиристорном блоке (ДТБ) при полном коммутируемом токе Ь, но меньще рабочего напр жени диодного блока за вычетом падени напр жени на втором ДТБ при токе (0,005-0,05) Ь. 1 ил. ( сл to сд 00 СО

Description

Изобретение относитс к сильноточной импульсной технике и может быть использовано дл выключени мощного высоковольтного тиристорного блока в системах питани ускорителей, мощных лазеров.

Целью изобретени вл етс увеличение коммутируемой мощности путем повыщенй стойкости тиристоров к di/dt посредством предварительного включени дополнительного быстродействующего тиристорного блока .

На чертеже представлена схема сильноточного импульсного генератора.

Генератор содержит индуктивный накопитель 1, источник 2 питани , ключ 3 накопител 1, обратный диодный блок 4 и нагрузку 5, параллельно которой, включено устройство 6 {очерчено пунктирной линией) коммутации согласно данному изобретению.

Устройство 6 содержит коммутируемый тиристорный блок 7, первый дополнительный тиристорный блок 8, к выводам которого подключена цепь из последовательно соединенных первого ключа 9, предварительно зар женной первой конденсаторной батареи 10 и первой катушки II индуктивности . Параллельно цепи из последовательно и согласно включенных блоков 7 и 8 включены цепь из последовательно и согласно включенных второго дополнительного тиристорного блока 12 и диодного блока 13, зашунтированного предварительно зар женной формирующей линией 14, а также цепь из последовательно соединенных второй ка- тущки 15 индуктивности, второго ключа 16 и предварительно зар женной второй конденсаторной батареи 17.

Блок 7 состопит из последовательно и параллельно включенных мощных высоковольтных тиристоров, поскольку он блокирует полное рабочее напр жение и должен пропускать полный ток 1н довольно длительное врем (единицы секунд), в течение которого происходит зар д накопител 1. Врем выключени таких тиристоров принципиально не может быть малым. У тиристора Т-1250 (ток 1250 А, рабочее напр жение 2,5 кВ) это врем 300 мкс. Блок 8 собран из мощных тиристоров, поскольку он должен пропускать полный ток Ь в течение того же промежутка времени (единицы секунд), как и блок 7. Рабочее напр жение блока 8 должно быть больше или равно суммарному остаточному напр жению на тиристорах блока 12 при пропусканий через них тока Ь. Это условие необходимо, чтобы блок 4 не пробилс , когда проводит блок 12. Напр жение на блоке 4 сравнительно невелико (не выше 500 В). Поэтому сам блок 8 и его коммутирующа цепь (ключ 9, батаре 10 и катущ- ка II) компонуютс из низковольтных и, следовательно, малогабаритных элементов. Блок 12 должен быть рассчитан на полное рабочее напр жение, через него также протекает ток Ь, однако это происходит в тече

ние короткого времени, равного времени выключени блока 7. Поэтому блок 12 собран из сравнительно маломощных, но быстродействующих тиристоров с малым време- нем выключени .

Диодный блок 13 и формирующа лини 14 должны быть рассчитаны на напр жение , превыщающее рабочее напр жение блока 8 на величину, большую или равную суммарному остаточному напр жению на тиристорах блока 12 при протекании через него тока предварительного включени , который должен быть равен 0,5- 5% от 1н..

Устройство работает следующим образом. Индуктивный накопитель 1 зар жаетс от источника 2 при замкнутом ключе 3. Ток зар да при этом протекает через блоки 7 и 8. Коммутаци , т.е. перевод тока накопител 1 в ветвь, содержащую блок 12, начинаетс в момент времени замыкани ключа 9. Батаре 10, имеюща зар д указанной на чертеже пол рности, разр жа сь через блок 8, прерывает ток через него. Емкость батареи 10 выбрана так, чтобы запорное напр жение поддерживалось на блоке 8 в течение времени его выключени . В этот период на на- грузке 5 оказываетс небольшое напр жение с пол рностью, противоположной рабочей . За 200-250 мкс до окончани выключени блока 8 подаетс команда на включение блока 12. Лини 14, имеюща зар д указанной на чертеже пол рности и напр жение , превышающее напр жение на батарее 10, начинает разр жатьс через блок 12. Сравнительно небольщой ток от линии 14, протекающий через блок 12 в течение 200- 250 мкс, обеспечивает распространение включенного состо ни по всей рабочей площади тиристоров блока 12, т.е. подготавливает их к возможности прин ть быстро нарастающий рабочий ток Ь. Затем, по мере перезар дки батареи 10 начинаетс нарастание тока через блоки 12 и 13,

Когда ток из цепи блоков 7 и 8 полностью переходит в цепь блоков 12 и 13, в тиристорах блока 7 начинаетс рекомбина- ционное рассасывание плазмы. Через врем , равное времени выключени тиристоров блока 7, замыкаетс ключ 16 и батаре 17, имеюща зар д указанной на чертеже пол рности , разр жа сь через блок 12, прерывает протекающий через него ток. Емкость батареи 17 выбрана так, чтобы запорное напр жение поддерживалось на блоке 12 в течение времени его выключени . После перезар дки батареи 17 рабочее напр жение прикладываетс к нагрузке 5, и процесс коммутации заканчиваетс .

Claims

55Формула изобретени

Устройство дл коммутации, содержащее тиристорный блок, первый и второй дополнительные тиристорные блоки, первую и вторую конденсаторные батареи, подключенные к выходным клеммам первого и второго источников зар дного напр жени соответственно , первую и вторую катушки индуктивности ,, отличающеес тем, что, с целью увеличени коммутируемой мощности,в него введены диодный блок, формирующа лини , включенна параллельно диодному блоку и подключенна к выходным выводам третьего источника зар дного напр жени , первый и второй ключи, перва конденсаторна батаре через первую катушку индуктивности и первый ключ подключена к выводам первого дополнительного тиристор- ного блока, который включен согласно с тнристорным блоком в последовательную цепь, параллельно которой включены последовательно и согласно соединенные диодный и второй дополнительный тиристорный блоки, а также цепь из последовательно соединенных второй катушки индуктивности, второй конденсаторной батареи и второго ключа, при этом рабочее напр жение первого дополнительного тиристорного блока превышает падение напр жени на втором дополни- тельном тиристорном блоке при полном коммутируемом токе Ь, но меньше рабочего напр жени диодного блока за вычетом падени напр жени на втором дополнительном тиристорном блоке при токе (0,005- 0,05) 1н..