SU425285A1 - ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ КОММУТАТОРВ ПТ 5ФШШ Г^^'^;г:^тпй - Google Patents

Description

1

Известны схемы полупроводниковых коммутаторов с внешним источником коммутации, не обеспечивающие достаточной коммутации во всех режимах изменени  нагрузки.

Целью изобретени   вл етс  повышение устойчивости коммутации коммутатора с внешним источником коммутирующего напр жени .

Это достигаетс  тем, что параллельно первичной обмотке первого трансформатора, подключенного своей вторичной обмоткой к диодному мосту со стороны основного источника питани , подключен конденсатор.

На чертеже показана схема предложенного коммутатора устройства.

Он содержит основной выпр митель 1, дополнительные мостовые выпр мители на неуправл емых вентил х 2 и 3, дроссель 4, основной 5 и коммутирующий 6 тиристоры, коммутирующий конденсатор 7, дроссель 8 колебательного контура перезар дки конденсатора 7. Конденсатор 7 перезар жаетс  от дополнительного источника с помощью трехфазных трансформаторов 9 и 10, вторичные обмотки 11 и 12 которых подключены ко входам мостовых выпр мителей 2 и 3, а первичные обмотки 13 и 14 соединены пофазно последовательно.

Работа полупроводникового коммутатора лучше всего освещаетс  описанием режимов перезар дки и зар дки конденсатора, имеющих место при открытом состо нии основного, либо коммутирующего тиристоров.

Открытому состо нию основного тиристора 5 соответствует образование колебательного контура: дроссель 8, конденсатор 7, тиристор 5, вентили выпр мител  3.

При включенном состо нии основного тиристора 5 оказываетс  замкнутой накоротко вторична  обмотка 11 трансформатора 9. Входное

сопротивление этого трансформатора минимально , а следовательно минимально и соответствующее падение напр жени  на первичной обмотке 13 этого трансформатора. Поскольку первичные обмотки трансформаторов

9 и 10 соединены последовательно, напр жени  на первичных обмотках этих трансформаторов распредел ютс  пропорционально их входным сопротивлени м. По мере зар дки коммутирующего конденсатора 7 возрастает

напр жение и уменьщаетс  ток в цепи как на выходе выпр мител  3, так и на питающей этот выпр митель вторичной обмотке 12 трансформатора 10. Таким образом, зар дка конденсатора 7 при

замкнутом состо нии основного тиристора 5 сопровождаетс  возрастанием входного сопротивлени  трансформатора 10, что приводит к соответствующему возрастанию напр жени  на первичной обмотке 14 этого трансформатора , а также к уменьшению тока как в обмотке 14, так и в последовательно включенной с ней первичной обмотке 13 трансформатора 9. По окончании зар дки конденсатора 7 ток во вторичной обмотке 12 трансформатора 10 равен нулю, ток в первичной обмотке 14 равен току холостого хода (составл ющему несколько процентов от рабочего тока этой обмотки трансформатора), а напр жение на ней практически полностью совпадает с напр жением питающей сети. В этот момент времени практически равны нулю токи и напр жени  в обмотках 11 и 12 трансформатора 9, что способствует уменьщению потерь в элементах коммутатора , относ щихс  как к цепи главного источника, так и к цепи вспомогательного источника энергии.

При замкнутом состо нии коммутирующего тиристора 6, после приложени  обратного напр жени  конденсатора к главному тиристору 5, занираетс  тиристор 5 и образуютс :

а)короткозамкнута  цепь вторичной обмотки 12 трансформатора 10 через выпр митель 3, дроссель S и коммутирующий тиристор 6;

б)цепь зар дки коммутирующего конденсатора через вторичную обмотку 11 трансформатора 9, мостовой выпр митель 2, дроссель 4, конденсатор 7, коммутирующий тиристор- 6;

в)цепь зар дки конденсатора через главный источник энергии неременного тока, выпр митель 1, дроссель 4 и гас щий тиристор 6.

В зависимости от того, какое из напр жений источников энергии - главного (на выходе выпр мител  1) либо дополнительного (на входе выпр мител  2) - будет больше, от того источника энергии и будет зар жатьс  коммутирующий конденсатор 7.

Следовательно, если напр жение главного источника энергии в каком-либо режиме работы устройства снижаетс  до недопустимо малой величины, коммутирующий конденсатор 7 может зар жатьс  до требуемого стабильного напр жени  от дополнительного источника энергии, что способствует повышению надежности работы полупроводникового коммутатора .

Рассмотрим такой режим работы коммутатора , при котором главный источник энергии не может обеспечить через свой выпр митель 1 зар дку конденсатора 7 до необходимой величины начального напр жени  при последующей перезар дке с помощью колебательного контура. В этом случае конденсатор 7 будет

зар жатьс  от дополнительного источника энергии, содержащего трансформаторы и выпр мители . При короткозамкнутом состо нии вторичной обмотки 12 трансформатора 10 входное сопротивление трансформатора 10 и падение напр жени  на его первичной обмотке будут близкими к нулю, и потому в процессе зар дки конденсатора 7 практически все напр жение питающей сети будет приложено

к первичной обмотке 13 трансформатора 9.

В конце процесса зар дки конденсатора 7 ток вторичной обмотки И трансформатора 10 будет равен нулю, а ток первичной обмотки этого трансформатора - току холостого хода.

Рассмотрим такой случай, когда не нринимаетс  во внимание вли ние конденсатора 15,

включенного параллельно первичной обмотке

13 трансформатора 9.

Принима  во внимание последовательное

соединение первичных обмоток обоих трансформаторов , таким очень малым будет ток как первичной обмотки 14 трансформатора 10, так и его вторичной обмотки 12, а также ток, проход щий через коммутирующий тиристор 6.

Если - емкость конденсатора 15, включенного параллельно первичной обмотке трансформатора 9, выбрать таковой, чтобы имел место ре-зонапс тока в цепи с индуктивностью первичпой обмотки 13 и конденсатором 15, в последовательно соединенной с ними первичной обмотке 14 трансформатора 10 ток будет равен нулю, что приведет к исчезновению тока во вторичной обмотке 12 этого трансформатора, а следовательно и тока через коммутирующий

тиристор 6.

Предмет изобретени 

Полупроводниковый коммутатор, содержащий основной тиристор, параллельно которому подключена цепочка из последовательно соединенных коммутирующих конденсатора и тиристора , дополнительный блок подзар да, состо щий из первого и второго трансформаторов , первичпые обмотки которых соединены последовательно, а вторичные через выпр мители подключены соответственно параллельно осповпому и коммутирующему тиристорам, о т л и ч а IQ щ и и с   тем, что, с целью повыщени  зстойчивости коммутации, параллельно первичной обмотке первого трансформатора подключен конденсатор.

о «vi о