SU1753554A1 - Устройство дл управлени двухоперационным тиристором - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : в нормальном режиме источники положительного 1 и отрицательного 2 напр жений через ключи 4 и 5 соответственно подключаютс  к управл ющему электроду двухоперационного тиристора 3. Цель управлени  ключа 4 включена последовательно с пороговым элементом 11 и ключом 10. При отказе одного из источников напр жени  срабатывание порогового элемента, а соответственно и отпирание ключа 4 не происход т, что исключает возможность отпирани  тиристора при сбо х в работе устройства. При самопроизвольном отпирании тиристора происходит срабатывание датчика 13, подающего сигнал на индикатор неисправности 14. 3 ил. 7 СП Јь

Description

Фиг.1

Изобретение относитс  к преобразовательной технике, в частности к устройствам дл  управлени  двухоперационными тиристорами , и может быть использовано при создании преобразователей частоты, построенных на двухоперационных (запираемых ) тиристорах.

Известны устройства управлени  двухоперационными тиристорами, содержащие источник отпирающего и запирающего напр жений , через управл емые ключи итоко- ограничивающие элементы, подключенные к контактам, служащим дл  присоединени  к управл ющим выводам тиристора. Эти устройства требуют использовани  двух отдельных источников питани  и не защищены от возможных отказов этих источников , поэтому их надежность и функциональные возможности недостаточны.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство управлени  двухопера- ционным тиристором, содержащее первый управл емый ключ, управл ющий вход которого соединен с выходом генератора от- пирающих импульсов и источники отпирающего и запирающего напр жений, соединенные согласно-последовательно, общий вывод которых использован в качестве первой выходной клеммы устройства и предназначен к одному изуправл ющих выводов двухоперационного тиристора, дл  подключени  к другому управл ющему выводу которого предназначена втора  выходна  клемма устройства, соединенна  с крайним выводом источника запирающего напр жени  через второй управл емый ключ, управл ющий вход которого соединен с выходом генератора запирающих импульсов . Недостатком данного устройства  вл етс  его невысока  надежность и узкие функциональные возможности, что св зано с отсутствием контрол  исправности источников питани  и самодиагностики устройства .

Цель изобретени  - повышение надежности и расширение функциональных возможностей за счет самоконтрол , самозащиты и самодиагностировани  устройства

С этой целью в устройство управлени  двухоперационным тиристором, содержащее первый управл емый ключ, управл ющий вход которого соединен с выходом генератора отпирающих импульсов и источники отпирающего и запирающего напр жений ,соединенные согласно-последовательно, общий вывод которых использован в качестве первой выходной клеммы устройства и предназначен дл  подключени  к одному изуправл ющих

выводов двухоперационного тиристора, дл  подключени  к другому управл ющему выводу которого предназначена втора  выходна  клемма устройства, соединенна  с

крайним выводом источника запирающего напр жени  через второй управл емый ключ, управл ющий вход которого соединен с выходом генератора запирающих импульсов , введены первый и второй токоограни0 чивающие элементы, индикатор неисправности, пороговый элемент, диод, датчик тока, и дополнительный управл емый ключ, включенный между крайним выводом источника отпирающего напр жени 

5 и первым выводом первоготокоограничива- ющего элемента, второй вывод которого соединен с второй выходной клеммой устройства и первым выводом второго токо- ограничивающего элемента, второй вчывод

0 которого соединен с первым входным зажимом датчика тока, выход которого соединен с входом индикатора неисправности, а второй входной зажим, соединенный с крайним выводом источника запирающего напр же5 ни , соединен через первый управл ющий ключ с первым выводом порогового элемента , соединенным через диод с первым входным зажимом датчика тока, причем второй вывод порогового элемента через управл 0 ющую цепь дополнительного управл емого ключа соединен с крайним выводом источника запирающего напр жени .

На фиг.1 показана электрическа  схема устройства; на фиг.2 - временные диаграм5 мы, по сн ющие его работу; на фиг.З -устройство на базе серийно выпускаемых изделий.

Устройство управлени  двухоперационным тиристором (фиг.1) содержит источник

0 1 отпирающего и источник 2 запирающего напр жений, включенные согласно-последовательно , обща  клемма источников служит дл  подключени  к одному из управл ющих выводов тиристора 3 (фиг.1,

5 катод), а другие клеммы через первый 4 и второй 5 управл емые ключи и токоограни- чивающие элементы б и 7 присоединены к контакту, служащему дл  подключени  другого управл ющего вывода тиристора 3

0 (фиг.1, управл ющий электрод), причем управл ющие цепи ключей 4 и 5 св заны с генератором 8 отпираюрцих им генератором 9 запирающих импульсив, дополнительный управл емый ключ 10, пороговый элемент

5 11, диод 12, датчик 13 тока с релейной характеристикой и индикатор 14 неисправности .

Управл юща  цепь первого ключа 4 первым выводом соединена с клеммой источника 1 отпирающего напр жени , а вторым выводом через последовательно включенные пороговый элемент 11 и дополнительный ключ 10 соединен с клеммой источника 2 запирающего напр жени , управл юща  цепь дополнительного управл ющего ключа 10 св зана с выходом генератора 8 отпирающих импульсов, второй ключ 5 зашунтирован цепочкой из последовательносоединенных токоограничивающего элемента 7 и входной цепи датчика 13 тока, выход которого подключен к индикатору 14 неисправности, при этом точка соединени  токоограничивающего элемента 7 с датчиком 13 тока св зана с общей точкой порогового элемента 11 и дополнительного ключа 10 через диод 12, включенный согласно с источником 2 запирающего напр жени .

Устройство работает следующим образом .

В момент времени ti (фиг.2) генератор отпирающих импульсов 8 выдает сигнал высокого уровн  в управл ющую цепь дополнительного ключа 10, в результате чего последний замыкаетс  и подключает один вывод цепи управлени  первого ключа 4 к минусовой клемме источника 2 запирающего напр жени  через пороговый элемент 11. Зона нечувствительности порогового элемента 11 выбрана превышающей наибольшее из напр жений источников 1 и 2, поэтому при отсутствии любого из напр жений (отпирающего или запирающего) пороговый элемент 11 не пропустит сигнал управлени  на ключ 4. Это исключает подачу отпирающего напр жени  в управл ющую цепь тиристора 3 при неисправном источнике 2 запирающего напр жени .

При наличии напр жений обоих источников 1 и 2 цепь управлени  первого ключа 4 в момент ti св зываетс  под напр жением , равным сумме напр жений источников 1 и 2 минус зона нечувствительности порогового элемента 11. Поэтому ключ 4 замыкаетс  и на интервале ti-t2 в управл ющую цепь тиристора от источника 1 подаетс  положительный ток управлени  i упр.з, ограниченный элементом 6. Одновременно через токоограничивающий элемент 7, сопротивление которого выбрано на пор док больше , чем у элемента 6, протекают небольшие токи, созданные источниками 1 и 2: первый ток- по контуру 1-4-6-7-12-10-2, второй- по контуру 2 - управл юща  цепь 3-7-12-10-2. Поскольку входна  цепь датчика 13 тока за- шунтирована провод щим диодом 12, а релейна  характеристика датчика 13 имеет зону нечувствительности, превышающую пр мое падение напр жени  на диоде 12,

сигнал на выходе датчика 13 в течение интервала времени ti-t2 не по вл етс .

В момент t2 прерываетс  импульс на выходе генератора 8 и на врем  t2-t4 по вл етс  сигнал высокого уровн  на выходе генератора 9 запирающих импульсов, что приводит к размыканию ключей 4 и 10 и замыканию ключа 5. Через управл ющую цепь тиристора 3 проходит отрицательный

0 запирающий импульс тока, амплитуда которого ограничена входным сопротивлением тиристора 3. Этот импульс выключает тиристор 3 и ток (АЗ в его анодной цепи прерываетс . После выключени  тиристора 3

5 запирающий управл ющий ток спадает, так как резко увеличиваетс  входное сопротивление управл ющей цепи тиристора 3 (момент т.з).

В момент t4 импульс генератора 9 пре0 кращаетс , размыкаетс  второй ключ 5 и на интервале t4-ts управл юща  цепь тиристора 3 находитс  под обратным напр жением смещени , поступающим через элементы 7 и 13 от источника 2 и равным напр жению

5 источника 2, причем обратный ток в этой цепи ввиду большого входного сопротивлени  тиристора 3 в выключенном состо нии меньше зоны нечувствительности датчика тока 13, поэтому выходной сигнал последне0 го равен нулю.

В момент ts вновь включаютс  ключи 10 и 4 и процессы в устройстве повтор ютс . Така  работа устройства происходит при исправности источников 1 и 2 напр жений и

5 тиристора 3. В случае отказов в источниках напр жений прекращаетс  отпирание тиристора 3 из-за невключени  ключа 4 и таким образом, предотвращаетс  аварийный режим работы, св занный с невозможностью

0 выключени  тиристора 3.

В случае отказа тиристора 3, выражающемс  в его самопроизвольном отпирании, резко падает сопротивление обратно смещенной управл ющей цепи тиристора 3 и

5 возрастает ток, текущий от источника 2 через управл ющую цепь тиристора 3, токоограничивающий элемент 7 и вход датчика 13 тока (момент te, фиг.2). В этот момент датчик 13 выдает сигнал неисправности на индика0 тор 14 неисправностей, что позвол ет диагностировать аварийный режим работы тиристора 3 и предотвратить его последстви  воздействием на исполнительный орган системы защиты, если таковой имеетс  в

5 преобразователе.

Таким образом, использование предлагаемого устройства управлени  двухопера- ционным тиристором позвол ет повысить надежность преобразователей энергии на двухоперационныхтиристорах и расширить

функциональные возможности устройства управлени  за счет диагностировани  отказов и защиты от неисправности источника запирающего напр жени 

Предлагаемое устройство может быть реализовано на серийно выпускаемых элементах электронной техники, в частности, в схеме фиг.З ключ 4 выполнен на транзисторе 15 с резистором 16, шунтирующим его входные выводы, ключ5-натранзисторе 17 с резистором 18 и импульсным трансформатором 19 в эмиттерно-базовой цепи, ключ 10 - на оптотранзисторе 20 с резистором 21 в базовой цепи, пороговый элемент 11 - на стабилитроне 22 и резисторе 23, датчик 13 тока - на оптотранзисторе 24 с резистором 25.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  управлени  двухопера- ционным тиристором содержащее первый управл емый ключ, управл ющий вход которого соединен с выходом генератора отпирающих импульсов, и источники отпирающего и запирающего напр жений, соединенные последовательно и согласно, общие первые выводы которых использованы в качестве первой выходной клеммы устройства , предназначенной дл  подключени  к одному из управл ющих вы- водов тиристора, дл  подключени  к другому управл ющему выводу которого

   предназначена втора  выходна  клемма устройства , соединенна  с вторым выводом источника запирающего напр жени  через второй управл емый ключ, управл ющий вход которого соединен с выходом генератора запирающих импульсов, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности и расширени  функциональных возможностей, введены первый и второй то- коограничивающие элементы, индикатор неисправности, пороговый элемент, диод, датчик тока и дополнительный управл емый ключ, включенный между вторым выводом источника отпирающего напр жени  и первым выводом первого токоограничивающе- го элемента, второй вывод которого соединен с второй выходной клеммой устройства и первым выводом второго токоог- раничивающего элемента, второй вывод которого соединен с первым входным зажимом датчика тока, выход которого соединен с входом индикатора неисправности, а второй входной зажим соединен с вторым выводом источника запирающего напр жени  и через первый управл емый ключ с первым выводом порогового элемента, соединенным через диод с первым входным зажимом датчика тока, причем второй вывод порогового элемента через управл ющую цепь до- полнительного управл емого ключа соединен с вторым выводом источника запирающего напр жени .

   L

   упр.З