SU1697217A1 - Управл емый тиристорный ключ - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может найти применение в тиристор- ных преобразовательных устройствах широкого назначени . Цель изобретени  - повышение экономичности. Эффект обусловлен введением в узел принудительной коммутации дроссел  5 насыщени  и диода 4. При включении силового тиристора 1 ток нагрузки протекает по конденсатору 3 и диоду 4, подготавлива  конденсатор 3 к последующей коммутации. Через интервал времени, равный интервалу насыщени  дроссел , ток нагрузки протекает через дроссель 5 насыщени , мину  конденсатор 3. Устройство позвол ет в два раза снизить коммутационные потери, 2 ил.

Description

Ч

/L

.rv XXО

4

XI

к

рЈ/г.1

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.

Известен тиристорный управл емый ключ, содержащий силовой тиристор и цепь параллельной коммутации, а состав которой вход т транзисторный ключ и гальванический источник запирающего напр жени , соединенные последовательно,

Недостатком известного ключа  вл етс  его низка  экономичность, обусловленна  тем, что энерги  гальванического источника запирающего напр жени , расходуема  на проведение коммутации силового тиристора, должна восполн тьс  за счет энергии источника питани , либо дополнительного источника,

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к за вл емому  вл етс  тиристорный управл емый ключ, содержащий силовой тиристор и цепь параллельной коммутации, в состав которой входит управл емый ключ, анодом присоединенный к аноду силового тиристора, и источник запирающего напр жени , соединенные последовательно, причем, в качестве источника запирающего напр жени  использован конденсатор, положительно зар женна  обкладка которого соединена с катодом силового тиристора.

Недостатком известного тиристорнрго управл емого ключа  вл етс  низка  экономичность , так как дл  обеспечени  работоспособности ключа энерги , отданна  конденсатором на осуществление коммутации , восполн етс  в каждом такте модул ции с помощью специального устройства независимого дозар да (на схеме показаны выводы и пол рность) за счет энергии источника питани  или дополнительного источника .

Целью изобретени   вл етс  повышение экономичности управл емого ключа путем организации доззр да конденсатора за счет энергии, накопленной в индуктивности нагрузки.

Эта цель достигаетс  тем, что в управл емый тиристорный ключ, содержащий силовой тиристор и цепь параллельной принудительной коммутации, в состав которой вход т управл емый ключ, анод которого присоединен х аноду силового тиристора и конденсатор, положительно зар женна  обкладка которого присоединена к катоду силового тиристора, соединенные последовательно , введены дроссель насыщени  и

диод, причем дроссель насыщени  одним выводом соединен с катодом силового тиристора и положительно зар женной обкладкой конденсатора, а другим - с

катодом диода, анод которого соединен с катодом управл емого ключа узла коммутации и отрицательно зар женной обкладкой конденсатора узла коммутации.

На фиг, 1 представлена, принципиальна  электрическа  схема управл емого ти- ристорного ключа, на фиг, 2 - диаграммы его работы.

Управл емый тиристорный ключ содержит силовой тиристор 1, управл емый ключ

2, конденсатор 3, диод 4 и дроссель 5 насыщени , Анод управл емого ключа 2 соединен с анодом силового тиристора 1. Дроссель 5 насыщени  одним выводом соединен с катодом силового тиристора 1, вторым - с катодом диода 4, анод которого соединен с катодом управл емого ключа 2 узла коммутации, а конденсатор 3 положительно зар женной обкладкой соединен с катодом силового тиристора 1, а отрицательно зар женной - с катодом управл емого ключа 2 узла коммутации.

Управл емый тиристорный ключ работает следующим образом.

В момент времени ti отпираетс  силовой тиристор 1. К нагрузке прикладываетс  напр жение , где Ud - напр жение источника питани ; Uc - напр жение конденсатора .

Ток нагрузки протекает по цепи тиристора 1 конденсатор 3-диод 4. К дросселю 5 насыщени  приложено напр жение Uc. Конденсатор 3 зар жаетс  током нагрузки. В момент времени ta, когда дроссель 5

насыщени  насыщаетс , напр жение конденсатора 3 прикладываетс  к диоду 4 в запирающем направлении и он закрываетс , а ток нагрузки протекает по цепи тиристор 1 - дроссель 5 насыщени , На

обкладках конденсатора 3 сохран етс  наибольшее значение напр жени :

Uc(t2)UcMaKc.

При необходимости выключить тири- стор 1 в момент времени ts управл емый ключ 2 включаетс , К тиристору 1 прикладываетс  напр жение конденсатора 3, тиристор 1 выключаетс , а ток нагрузки протекает по коммутирующей цепи ключ 2 - конденсатор 3 и дросселю 5 насыщени . Дл  конденсатора 3 в этом интервале ток нагрузки  вл етс  разр дным, напр жение на нем снижаетс  и за интервал коммутации (к моменту времени t) достигает значени :

Uc(t4 UcMMH.

Интервал коммутации должен быть достаточным дл  восстановлени  запирающих свойств тиристора 1. tic tec .

В момент времени t4 управл емый ключ 2 выключаетс . В интервале паузы ток нагрузки по элементам схемы не протекает, а по дросселю 5 насыщени  ток размагничивани  (цепь размагничивани  не показана). Напр жение размагничивани  должно быть достаточным дл  завершени  процесса размагничивани  за наименьший интервал паузы:

tpaaM - tn i

В момент времени ts снова включаетс  силовой тиристор 1 и процессы в схеме повтор ютс .

Экспериментальные исследовани  ти- ристорного управл емого ключа в составе преобразовател  посто нного напр жени  показывают, что по сравнению с известным устройством предлагаемый тиристорный управл емый ключ экономичнее.

На коммутацию расходуетс  энерги , определ ема  выражением

з.--. .(D

где A U 0,1 UCH - допустимые пульсации напр жени  на конденсаторе;

UCH номинальное напр жение на конденсаторе;

С - емкость конденсатора, выбираетс  из услови  коммутации тиристора при максимальном токе нагрузки:

, (2)

где 1к - интервал коммутации.

При индуктивном характере нагрузки за интервал модул ции изменением тока нагрузки можно пренебречь

Im const.

Дл  установившегос  режима Ли при зар де и разр де одинаковы

дир лиэ,

тогда дл  обеспечени  услови  работоспособности

t3 U,

т. е.

AU Imt3

Э3 j

В известном ключе эта энерги  сообщаетс  конденсатору от источника питани , в предлагаемом - за счет энергии, накопленной в индуктивности нагрузки. Пренебрега  потер ми энергии в цел х зар да, можно считать, что экономичность тиристорного управл емого ключа повышаетс  за счет исключени  потерь на дозар д конденсатора

на 100%.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Управл емый тиристорный ключ, содержащий силовой тиристор и цепь параллельной принудительной коммутации, в состав

   которой вход т управл емый ключ, анод которого присоединен к аноду силового тиристора , и конденсатор, положительно зар женна  обкладка которого присоединена к катоду силового тиристора, соединенные последовательно, отличающийс  тем, что, с целью повышени  экономичности , введены дроссель насыщени  и диод, причем дроссель насыщени  одним выводом соединен с катодом силового тиристора

   и положительно зар женной обкладкой конденсатора , а другим - с катодом диода, анод которого соединен с катодом управл емого ключа узла коммутации и отрицательно зар женной обкладкой конденсатора узла

   коммутации.