SU1718345A1

SU1718345A1 - Двунаправленный ключ

Info

Publication number: SU1718345A1
Application number: SU894741147A
Authority: SU
Inventors: Станислав Леонтьевич Безуглый
Priority date: 1989-09-25
Filing date: 1989-09-25
Publication date: 1992-03-07

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике . Целью изобретени вл етс повышение надежности. Особенностью данного устройства вл етс то, что всегда гарантирован самозапуск вентилей и при наличии пробитых вентилей. Допустим, что в одной ветви пробито несколько вентилей, а перенапр жение имеет пол рность, требующую запуск противоположной ветви вентилей. При этом только на ветви вентилей, имеющей поврежденные вентили, происходит срабатывание стабилитронов при формировании дополнительных импульсов управлени только у целых вентилей, которые поступают на противоположные вентили, запуска их. Вентили, расположенные напротив пробитых, не имеют импульсов управлени , но благодар запуску остальных вентилей происходит резкое нарастание напр жени на неоткрывшихс вентил х, что позвол ет формировать дополнительные импульсы от собственного устройства запуска, включа остальные вентили ветви. 1 ил. (Л с

Description

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к высоковольтным преобразовател м , содержащим последовательно включенные вентили двух ветвей со встреч- ным включением, используемые в качестве регулируемого ключа, например, в тири- сторных компенсаторах реактивной мощности ..

Известно устройство, содержащее параллельные тиристору встречно включенные лавинные диоды, где в разрыв со . стороны катода тиристор;} включены параллельные цепи из RC-цепи, шунтирующего резистора и генератора индивидуального запуска тиристора 1. При воздействии пр мого перенапр жени от падени напр жени на RC-цепи после выхода на лавину

диода срабатывает генератор, и происходит самозапуск тиристора. Данное устройство может быть использовано и дл двунаправленного ключа при раздельных встречных параллел х тиристоров с их самозапуском отобоих пол рностей перенапр жени . При этом необходимо, чтобы лавинный диод, совпадающий по направлению проводимости с тиристором, был более высокого напр жени лавинообразовани , чем у обратного. В этом случае возможна нормальна работа ключа.

К недостаткам данного устройства следует отнести недоиспользование класса тиристоров по напр жению, ибо лавинный диод, защищающий тиристор по пр мому

СО 4 01

напр жению, ниже, чем по обратному напр жению .

При наличии пробитых тиристоров в одной из ветвей в ней происходит снижение общего защитного уровн лавинообразова- ни , и самозапуска параллельной ветви не происходит из-за шунтировани ветвью с пробитыми тиристорами, что снижает надежность преобразовательного устройства.

.Известно устройство двунаправленного ключа, содержащее парное соединение встречно-параллельных тиристоров с блоком самозапуска от перенапр жений,- под- ключенным параллельно тиристорам, состо щим из цепочки последовательно соединенных симметричного стабилитрона и резистора, параллельно которому подключены конденсатор и цепочка из последовательно соединенных двунаправленного порогового ключа и первичной обмотки импульсного трансформатора. Две вторичные обмотки подключены к управл ющим электродам тиристоров через разделительные диоды 2.

К недостаткам данного устройства следует отнести наличие жесткой св зи между каждой парой встречи о-в ключе иных тиристоров , что усложн ет конструкцию, так как св зь должна быть рассчитана на полный рабочий ток в случае пробо смежного вентил , жестка св зь усложн ет сборку преобразовател и эксплуатацию- при замене поврежденных тиристоров; возможность самовключени параллельного тиристора от большой скорости восстанавливающегос напр жени на работающем тиристоре в момент запирани , что ведет к переключению схемы по обратному напр жению, т.е. потере управл емости; снижение надежности тиристоров, так как пробой одного в паре равносильно двум.

Целью изобретени вл етс повышение надежности устройства.

Цель достигаетс тем, что двунаправленный ключ собран из(п) парвстречно-парал- лельных раздельных вентилей и 2п блоков самозапуска от перенапр жений, подключенных параллельно вентил м, включающих каждый цепочку из последовательно соединенных симметричного стабилитрона и резистора, параллельно которому подключен конденсатор и цепочка последовательно соединенных двунаправленного порогового ключа и первичной обмотки им- рульсного трансформатора, причем им- рульсные трансформаторы блоков рамозапуска от перенапр жений каждой пары встречно-параллельно включенных вентилей объединены по магнитопроводу, образу четырехобмоточный трансформатор , при этом к соответствующим двунаправленным пороговым ключам блоков самозапуска от перенапр жений подключены начала первичных обмоток трансформатора , перва вторична обмотка, совпадающа по направлению намотки с первичными, началом подключена к управл ющему электроду соответствующего вентил через диод (анод - катод), а концом - к

0 катоду вентил , втора вторична обмотка обратной намотки по отношению к первич-. ным подключена к управл ющему электроду второго вентил пары концом через диод (анод- катод), а началом - к катоду этого же

5 вентил .

Предлагаемый ключ представлен на чертеже, где 1,2 - ветви последовательно соединенных вентилей, причем перва , ветвь выполнена в анодно-кэтодном на0 правлении, а втора - в катодно-анодном, 3 - симметричный стабилитрон, 4 - резистор, 5 - накопительный конденсатор, 6 - двунаправленный пороговый ключ, 7,8 - разделительные диоды, 9 - распределитель

5 импульса управлени к вентилю, 10 - четырехобмоточный .импульсный трансформатор , 11 - формирователь импульсов управлени вентил ми преобразовател . Ключ собран следующим образом.

0 К каждому, из последовательно соединенных вентилей обеих ветвей 1,2 параллельно подключен симметричный стабилитрон 3, в цепи которого последовательно включены соединенные в параллель

5 резистор 4 и накопительный конденсатор 5, параллельно которым включена последова . тельна цепь из двунаправленного порогового ключа б и одной из первичных обмоток импульсного трансформатора ТО, Выходные

0 обмотки импульсного трансформатора 10 соединены через разделительные диоды 7,8 с целью управлени вентилей 1,2 , при этом перва вторична обмотка трансформатора 10 подключена через диод 7 проводимостью

5 анод - катод к управл ющему электроду вентил 1 пр мой проводимости тока, а втора вторична обмотка обратной намотки подсоединена через диод 8 проводимостью анод - катод к управл емому элементу

0 смежного вентил 2 обратной проводимости тока.

Работает ключ следующим образом. При нормальных услови х работы преобразовател воздействующие напр жени

5 на отдельные вентили и плечо преобразовател не превышают уровн стабилизации стабилитронов 3, и блок, самозапуска не работает (работает только основна система управлени ). Накопление энергии засчет утечек стабилитронов исключаетс резистором А при обеспечении, на конденсаторе 5 малых зар дов, ниж уровн срабатывани порогового двунаправленного ключа 6 .-.

При воздействии на плечо преобразовател перенапр жени любой пол рности, превышающего суммарный уровень стаби- лизации стабилитронов 3 любой одной ветви , происходит зар д накопительных конденсаторов 5 с некоторой потерей на резисторе 4.

Если перенапр жение положительной пол рности дл силового вентил 1 (пр мой проводимости), то по достижении уровнем зар да конденсатора 5 напр жени срабатывани ключа 6 происходит зар д.конден- .сатора на первичную обмотку импульсного трансформатора 10, при этом импульс трансформируетс во вторичные обмотки. причем энерги передаетс только по одной из них (первой), так как в другой, намотан- ной встречно, диод 8 заперт. Дополнительный импульс формируетс только на вентиль 1, дл которого перенапр жение положительно. От воздействи этих управл -- щих импульсов тока вентили 1 открываютс , и перенапр жение гаситс на внешних цеп х и нагрузке, сохран в целостности силовые вентили.

Если уровень стабилизации на вентил х 1 пр мой проводимости ниже, чем на ветви вентилей 2 обратной проводимости (это может быть за счет разброса характеристик стабилитронов 3 или при наличии пробитой части вентилей в ветви с пр мой проводимостью ), происходит опережающий зар д конденсаторов 5 вентилей обратной проводимости . При этом срабатывание пороговых двунаправленных ключей происходит на обратной ветви, но импульс управлени поступает только на вентили пр мой проводи- мости, обеспечива самозащиту. В случае равенства напр жени стабилизации/обеих ветвей происходит зар д конденсаторов 5 у обеих ветвей, «.срабатывание может произойти как одновременно о-боих ключей 6, так и порознь, но во всех случа х формируетс импульс управлени только на вентили 1 пр мой проводимости.

При воздействии отрицательного перенапр жени услови зар да конденсате- ров 5 те же, что и при воздействии положительной пол рности, но импульс управлени формируетс только на вентили 2 обратной проводимости через вторую вторичную обмотку импульсного трансформа-: тора 10, так как открыт только диод 8. -

Особенностью данного ключа вл ете то, что всегда гарантирован сэмозапуск

вентилей и при наличии пробитых вентилей. Допустим, что в одной ветви пробито несколько вентилей, а перенапр жение имеет пол рность, требующую запуск противоположной ветви вентилей. При этом только на ветви вентилей, имеющей поврежденные вентили, происходит срабатывание стабилитронов при формировании дополнительных импульсов управлени только у целых вентилей, которые поступают на противоположные вентили,запуска их. Вентили, расположенные напротив пробитых, не имеют импульсов управлени , но благодар Запуску остальных вентилей происходит резкое нарастание напр жени на неоткрывшихс вентил х, что позвол ет формировать дополнительные импульсы от собственного устройства запуска, включа остальные вентили ветви.

Формул а изоб ре тени Двунаправленный ключ, содержащий пару встречно-параллельно включенных вентилей и блок самозапуска от перенапр жений , включающий цепочку из последовательно соединенных симметричного стабилитрона и резистора, подключенную параллельно вентилю, конденсатор, подключенный параллельно резистору, и цепочку из последовательно соединенных двунаправленного порогового ключа и первичной обмотки импульсного трансформатора , диод, катодом подключенный к управл ющему электроду вентил , отличающийс тем, что, с целью повышени надежности, в него введны п пар встречно- параллельно включенных вентилей и 2п блоков самозапуска от перенапр жений, причем импульсные трансформаторы блоков замозапуска от перенапр жений каждой пары встречн.о-параллельно включенных вентилей объединены помаг- нитопроводу, образу четырехобмоточный, трансформатор, при этом к соответствующим двунаправленным пороговым ключам блоков самозапуска от перенапр жений подключены начала соответствующих первичных обмоток трансформатора, перва вторична обмотка, совпадающа по направлению намотки с первичными, началом подключена.к аноду соответствующего диода , а концом - к катоду соответствующего вентил пары встречно-параллельно включенных вентилей, а втора вторична обмотка с обратной намоткой по отношению к перзичной подключена концом к аноду соответствующего диода, а началом к катоду другого вентил пары встречно-параллельно включенных вентилей.

Claims

Формулаизобретения Двунаправленный ключ, содержащий

пару встречно-параллельно включенных вентилей и блок самозапуска от перенапряжений, включающий цепочку из последовательно соединенных симметричного стабилитрона и резистора, подключенную параллельно вентилю, конденсатор, подключенный параллельно резистору, и цепочку из последовательно соединенных двунаправленного порогового ключа и первичной обмотки импульсного трансформатора, диод, катодом подключенный к управляющему электроду вентиля, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введны η пар встречнопараллельно включенных вентилей и 2п блоков самозапуска от перенапряжений, причем импульсные трансформаторы блоков замозапуска от перенапряжений каждой пары встречно-параллельно включенных вентилей объединены по магнитопроводу, образуя четырехобмоточный, трансформатор, при этом к соответствующим двунаправленным пороговым ключам блоков самозапуска от перенапряжений подключены начала соответствующих первичных обмоток трансформатора, первая вторичная обмотка, совпадающая по направлению намотки с первичными, началом подключена.к аноду соответствующего диода, а концом - к катоду соответствующего вентиля пары встречно-параллельно включенных вентилей, а вторая вторичная обмотка с обратной намоткой по отношению к перзичной подключена концом к аноду соответствующего диода, а началом к катоду другого вентиля пары встречно-параллельно включенных вентилей.

1718345