SU1679584A1

SU1679584A1 - Power thyristor switching device

Info

Publication number: SU1679584A1
Application number: SU894720814A
Authority: SU
Inventors: Николай Васильевич Панасенко; Виктор Сергеевич Никулин; Алексей Валентинович Шипилло; Анатолий Иванович Скоробогатов; Юрий Павлович Сердюков; Анатолий Петрович Колесник; Евгений Станиславович Гапчинский
Original assignee: Харьковский Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта Им.С.М.Кирова
Priority date: 1989-07-19
Filing date: 1989-07-19
Publication date: 1991-09-23

Abstract

Изобретение относитс к преобразовательной технике, в частности к тиристорным устройствам с принудительной коммутацией силового тиристора. Цель изобретени - повышение экономичности за счет использовани дл дозар да накопительного конденсатора энергии, запасенной в индуктивности нагрузки. С этой целью выключение силового тиристора 1 осуществл етс за счет энергии предварительно зар женного накопительного конденсатора 3.Энерги , отданна конденсатором 3 на проведение коммутации, пополн етс в два этапа с помощью четырехобмоточного трансформатора 7 за счет энергии, накопленной в индуктивности нагрузки 5. На первом этапе энерги передаетс через обмотки 8 и 11, на втором - через обмотки 9 и 10. Изобретение позвол ет вдвое снизить потери на коммутацию . 1 ил.The invention relates to a converter technique, in particular to thyristor devices with forced switching of a power thyristor. The purpose of the invention is to increase the efficiency through the use of energy stored in the load inductance for dose storage capacitor. To this end, the power thyristor 1 is switched off by the energy of the pre-charged storage capacitor 3. The energies transferred by the capacitor 3 to conduct the switching are replenished in two stages with the help of a four-winding transformer 7 due to the energy stored in the load inductance 5. At the first In the second stage, energy is transmitted through windings 8 and 11, in the second through windings 9 and 10. The invention halves switching losses by half. 1 il.

Description

Изобретение относитс к электротехнике и может найти применение в тирмстор- ных преобразовательных устройствах широкого назначени : автономных инверторах , преобразовател х частоты и т.п., где необходимо принудительное выключение тиристоров.The invention relates to electrical engineering and can be used in multi-purpose thyristor converter devices: autonomous inverters, frequency converters, and the like, where forced shutdown of thyristors is necessary.

Целью изобретени вл етс повышение экономичности за счет использовани дл зар да конденсатора энергии, накопленной в индуктивности нагрузки.The aim of the invention is to increase the economy by using the energy accumulated in a load inductance for charging a capacitor.

На чертеже представлена принципиальна электрическа схема устройства.The drawing shows a circuit diagram of the device.

Устройство дл выключени силового тиристора 1 содержит управл емый ключ 2,The device for turning off the power thyristor 1 contains a controllable key 2,

накопительный конденсатор 3, блок 4 независимого зар да накопительного конденсатора 3, шунтирующий нагрузку 5, обратный диод 6, импульсный трансформатор 7 с обмотками 8,9,10 и 11 и диоды 12 и 13. Управл емый ключ 2 анодом соединен с анодом силового тиристора, а катодом - с отрицательным выводом накопительного конденсатора , положительный вывод которого соединен с катодом силового тиристора 1. Блок 4 независимого накопительного конденсатора 3 включен параллельно накопительному конденсатору 3. Обмотка 8 импульсного трансформатора 7 началом подсоединена к катоду силового тиристораstorage capacitor 3, unit 4 of independent charge storage capacitor 3, shunt the load 5, reverse diode 6, pulse transformer 7 with windings 8.9.10 and 11 and diodes 12 and 13. Controlled key 2 anode connected to the anode of the power thyristor, and the cathode - with a negative output of the storage capacitor, the positive output of which is connected to the cathode of the power thyristor 1. Unit 4 of the independent storage capacitor 3 is connected parallel to the storage capacitor 3. The winding 8 of the pulse transformer 7 inena to the cathode of the power thyristor

1 и положительному выводу накопительного конденсатора 3, а концом - к первому выводу нагрузки 5. Начало обмотки 9 импульсного трансформатора 7 подсоединено к первому выводу нагрузки 5, а конец - к катоду обратного диода 6. Обмотка 10 импульсного трансформатора 7 подсоединена началом к положительному выводу накопительного конденсатора 3, а концом через диод 12, ориентированный катодом к обмотке 10, - к отрицательному выводу накопительного конденсатора 3, Обмотка 11 импульсного трансформатора 7 подключена концом к положительному выводу накопительного конденсатора , а началом через диод 13, ориентированный катодом к обмотке 11,- к отрицательному выводу накопительного конденсатора 3.1 and the positive terminal of the storage capacitor 3, and the end to the first load terminal 5. The beginning of the winding 9 of the pulse transformer 7 is connected to the first output of the load 5, and the end is connected to the cathode of the reverse diode 6. Starting winding 10 of the pulse transformer 7 the capacitor 3, and the end through the diode 12, oriented by the cathode to the winding 10, to the negative terminal of the storage capacitor 3, the winding 11 of the pulse transformer 7 is connected to the positive terminal the first capacitor and the beginning of the diode 13, the cathode directed to the coil 11, - to a negative terminal of the storage capacitor 3.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

При включении силового тиристора 1 к обмотке 8 прикладываетс напр жение и по ней протекает ток нагрузки. В обмотке 11 индуцируетс ЭДС, под действием которой в контуре 11-3-13-11 протекает ток, который дл накопительного конденсатора 3 вл етс зар дным, В обмотках 9 и 10 также возникает ЭДС, но ток в них не протекает, так как диоды 6 и 12 закрыты. Под действием напр жени , приложенного к обмотке 8, происходит намагничивание сердечника импульсного трансформатора 7, В момент времени, когда он насыщаетс , ЭДС исчезает и к нагрузке прикладываетс полное напр жение питани . Дл выключени силового тиристора 1 включаетс управл емый ключ 2. Под действием напр жени накопительного конденсатора 3 силовой тиристор 1 выключаетс . В течение интервала коммутации накопительный конденсатор 3 разр жаетс током нагрузки. Когда управл емый ключ 2 выключаетс , а диод 6 открываетс , к обмотке 9 прикладываетс напр жение, а в обмотке 10 индуцируетс ЭДС, под действием которой в контуре 10- 3- 12-10 протекает ток, который дл накопительного конденсатора 3 вл етс зар дным. В обмотках 8 и 11 также наводитс ЭДС, но ток в них не протекает, так как диод 12, силовой тиристор 1 и управл емый ключ 2 закрыты.When the power thyristor 1 is turned on, a voltage is applied to the winding 8 and a load current flows through it. In the winding 11, an emf is induced, under the action of which a current flows in the circuit 11-3-13-11, which is charging for storage capacitor 3, in the windings 9 and 10 also emf occurs, but the current does not flow in them, since the diodes 6 and 12 are closed. Under the action of a voltage applied to the winding 8, the core of the pulse transformer 7 is magnetized. At the time when it is saturated, the EMF disappears and the full supply voltage is applied to the load. To turn off the power thyristor 1, the control key 2 is turned on. Under the action of the voltage of the storage capacitor 3, the power thyristor 1 is turned off. During the switching interval, the storage capacitor 3 is discharged by the load current. When control key 2 is turned off and diode 6 is opened, voltage is applied to winding 9, and EMF is induced in winding 10, under the action of which a current flows in circuit 10-3-12-10, which is charged for storage capacitor 3 . In the windings 8 and 11, an emf is also induced, but the current does not flow in them, since diode 12, power thyristor 1 and control key 2 are closed.

Блок 4 зар да накопительного конденсатора 3 нужен лишь дл обеспечени работоспособности при пуске и рассчитываетс только на этом режиме. В установившемс Charging capacitor 3 charge unit 4 is needed only to ensure operability at start-up and is calculated only in this mode. In the established

режиме блок 4 участи в работе схемы не принимает, Поэтому он может быть выполнен существенно маломощным. В зависимости от выбранной мощности зар дногоIn mode 4, the circuit does not take part in the operation of the circuit, therefore it can be made substantially low-powered. Depending on the selected power of charge

блока 4 система управлени тиристором (не показана) отрабатывает задержку включе- ни силового тиристора 1 после подачи напр жени питани на врем , достаточное дл зар да накопительного конденсатора 3unit 4, the thyristor control system (not shown) works out the delay in switching on the power thyristor 1 after applying the supply voltage for a time sufficient to charge the storage capacitor 3

до напр жени , достаточного дл проведени коммутации.to a voltage sufficient to conduct the commutation.

Такимчобразом, предлагаемое устройство позвол ет осуществл ть пополнение энергии накопительного конденсатора неThus, the proposed device allows for the replenishment of the energy of the storage capacitor

за счет энергии источника питани , а за счет энергии, накопленной в индуктивности нагрузки, т.е. снизить коммутационные потери, в св зи с чем повышаетс экономичность тиристорного управл емогоdue to the energy of the power source, and due to the energy accumulated in the load inductance, i.e. reduce switching losses, thereby increasing the cost-effectiveness of thyristor controlled

ключа.key.

Claims

The invention The device for shutting down the power thyristor, containing a switching circuit, made in the form of

connected controlled key and storage capacitor and intended to be connected in parallel to the power thyristor; an independent charge storage capacitor unit connected

parallel to a storage capacitor, and a reverse diode designed to be connected in parallel to the load, characterized in that, in order to improve efficiency by using for

The charge capacitor of the energy accumulated in the load inductance, two diodes and a transformer, made with two primary and two secondary windings, the beginning of the first primary winding of the transformer, is connected to the power thyristor cathode, the end to one output terminal of the load and is connected to the beginning the second primary winding of the transformer

in series with a reverse diode designed to be connected in parallel with the load; the first diode and the first secondary winding of the transformer, the second diode and the second secondary winding of the transformer

respectively, are connected in series, the anodes of the first and second diodes are connected to one plate of the storage capacitor, and the beginning of the first secondary winding and the end of the second are connected to the other plate of the storage capacitor.