SU657612A1

SU657612A1 - Three-phase ac voltage switching apparatus

Info

Publication number: SU657612A1
Application number: SU752198761A
Authority: SU
Inventors: Владимир Александрович Андриенков
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4273
Priority date: 1975-12-15
Filing date: 1975-12-15
Publication date: 1979-04-15

Description

Изобретение относитс к области импульсной техники и может быть использовано в электрических и радиотехнических установках дл осуществлени бесконтактной коммутации цепей переменного тока с актив ной нагрузкой. Известен трехфазный коммутатор переменного напр жени . содержащий тиристорный переключатель переменного тока, три фазосдвигающие цепоч ки, трехфазный выпр митель и резистор . Изменение фазы осуществл етс изменением сопротивлени одного резистора . Однако коммутатор может быть использован только в тех системах, где не требуетс точна установка напр жени и симметричное управлени так как в данном коммутаторе ток управлени зависит от нескольких параметров.Кроме того,в этом коммут торе изменение угла отпирани -возмо но только в пределах 90 эл.град. I Наиболее близким техническим решением к данному изобретению вл етс трехфазный коммутатор переменного напр жени , содержащий встречно-параллельно соединенные тиристоры в цепи подключени каждой фазы к нагрузке, три трансформатора и резисторы. Дл упрощени и уменьшени габаритов цепь управлени каждой пары встречно-параллельно соединенных тиристоров вьтолнена на транзисторах разного типа проводимости , причем эмиттеры транзисторов соединены с общей точкой -.цвух стабилитронов , включенных через трехпульсный выпр митель менду нулевой точкой и фазами источника питани , коллекторы транзисторов подключены к другим точкам тех же стабилитронов и через конденсаторы - к первичной обмотке трансформатора, а базы транзисторов соединены с общей точкой резисторов, один из которых подключен к общей точке через транзистор с базовым выводом , подключенным через резистор к соответствующей фазе источника питани 2. Известный коммутатор, не исключает по вление коммутационных бросков тока нагрузки непосредственно в момент подключени ее к сети, создава тем самым помехи в уже подключеннЕлх к той же сети устройствах, а иногда и аварийную ситуацию.The invention relates to the field of pulsed technology and can be used in electrical and radio installations to carry out contactless switching of alternating current circuits with active load. A three-phase AC switch is known. containing an AC thyristor switch, three phase-shifting circuits, a three-phase rectifier and a resistor. The phase change is made by changing the resistance of one resistor. However, the switch can be used only in those systems where exact voltage setting and symmetrical control are not required, as in this switch the control current depends on several parameters. In addition, in this switch the change in the unlocking angle is almost within 90 el .hail. I The closest technical solution to this invention is a three-phase AC voltage switch containing anti-parallel connected thyristors in the circuit connecting each phase to the load, three transformers and resistors. To simplify and reduce the size, the control circuit of each pair of anti-parallel connected thyristors is made on transistors of different conductivity types, the emitters of the transistors are connected to a common point — a double zener diode connected via a three-pulse rectifier by a zero point and power supply phases. to other points of the same zener diodes and through capacitors to the primary winding of the transformer, and the bases of the transistors are connected to a common point of resistors, one of which is Connected to a common point through a transistor with a base terminal connected through a resistor to the corresponding phase of power supply 2. The well-known switch does not exclude the occurrence of switching surges of the load current directly at the time of connecting it to the network, thereby creating interference to the same network devices, and sometimes an emergency.

Цель изобретени - устранение коммутационных бросков тока нагрузки в момент подключени ее к сети.The purpose of the invention is to eliminate switching surges of the load current at the time of its connection to the network.

Поставленна цель достига.етс тем, что в трехфазный коммутатор, содержащий встречно-параллельно соединенные тиристоры в цепи подключени каждой фазы к нагрузке, три трансформатора и резисторы, введены шесть вспомогательных тиристоров , шесть тиристорных оптронов, состо щих из фототиристора и светодиода , и источник посто нного напр жени , а каждый трансформатор имеет первичную обмотку и две пары вторичных обмоток, причем первична обмотка первого трансформатора включена между первой и второй фазами ,первична обмотка второго трансформатора - между второй и третьей: фазами, первична обмотка третьего трансформатора - между третьей и первой фазами, управл ющие входы встречно-параллельно соединенных тиристоров первой фазы подключены к первой паре вторичных обмоток второго трансформатора через первый и второй вспомогательные тиристоры, управл ющие входы которых через фототиристоры первого и второго тиристорных оптронов подключены к второй паре вторичных обмоток первого трансформатора , управл ющие входы встречно-параллельно соединенных тиристоро второй фазы подключены к первой паре вторичных обмоток третьего трансформатора через третий и четвертый вспомогательные тиристоры, их управл ющие входы через фототиристоры третьего и четвертого тиристорных оптронов подключены к второй паре вторичных обмоток второго трансформатора , управл ющие входы встречнопараллельно соединенных тиристоров третьей фазы подключены к первой паре вторичных обмоток первого трансформатора через п тый и шестой вспомогательные тиристоры, управл ющие входы которых через фототиристоры п того и шестого тиристорных оптронов подключены к второй паре вторичных обмоток третьего трансформатора а светодиоды. всех тиристорных оптронов включены в провод щем направ-лении последовательно с резистором между полюсами источника посто нного напр жени ,The goal is achieved by the fact that six auxiliary thyristors, six thyristor optocouplers consisting of a photothyristor and an LED, and a source of constant current are introduced into a three-phase switch containing anti-parallel connected thyristors in the circuit connecting each phase to the load, three transformers and resistors. voltage, and each transformer has a primary winding and two pairs of secondary windings, with the primary winding of the first transformer connected between the first and second phases, the primary winding of the second trans the armature is between the second and third: phases, the primary winding of the third transformer is between the third and first phases, the control inputs of counter-connected thyristors of the first phase are connected to the first pair of secondary windings of the second transformer through the first and second auxiliary thyristors, the control inputs of which are Photothyristors of the first and second thyristor optocouplers are connected to the second pair of secondary windings of the first transformer, the control inputs of the second phase of the second phase p connected in parallel to the thyristor Connected to the first pair of secondary windings of the third transformer via the third and fourth auxiliary thyristors, their control inputs through the photothyristors of the third and fourth thyristor optocouplers are connected to the second pair of secondary windings of the second transformer, the control inputs of the parallel-connected third phase thyristors of the third phase are connected to the first pair of secondary windings of the first transformer through the fifth and sixth auxiliary thyristors, the control inputs of which through the photothyristors of the fifth and sixth thyristor The optocouplers are connected to the second pair of secondary windings of the third transformer and the LEDs. all thyristor optocouplers are connected in a conductive direction in series with a resistor between the poles of a DC voltage source,

На чертеже представлена принципиальна электрическа схема предлагаемого трехфазного коммутатора.The drawing shows a circuit diagram of the proposed three-phase switch.

Коммутатор содержит встречно-параллельно соединенные тиристоры 1-6 в цеп х подключени фаз 7,8 и 9 к нагрузке 10, первый трансформатор 11, второй трансформатор 12 и третий трансформатор 13. Первична обмотка 14 трансформатора 11 включена между первой фазой 7 и второй фазой 8, первична обмотка 15 трансформатора 12 включена между второй фазой 8 и третьей фазой 9, а первична обмотка 16 трансформатора 13 включена между фазами 9 и 7. Управл ющие входы тиристоров 1 и 2 подключены к первой паре вторичных обмоток 17 и 18 трансформатора 12 соответственно через первый и второй вспомогательные тиристоры 19 и 20, управл ющие входы которых через фототиристоры первого и второго тиристорных оптронов 21 и 22 подключены к второй паре вторичных обмоток 23 и 24 трансформатора 11. Управл ющие входы тиристоров 3 и 4 подключены к первой паре вторичныхThe switch contains anti-parallel connected thyristors 1-6 in the circuits connecting the phases 7.8 and 9 to the load 10, the first transformer 11, the second transformer 12 and the third transformer 13. The primary winding 14 of the transformer 11 is connected between the first phase 7 and the second phase 8 The primary winding 15 of the transformer 12 is connected between the second phase 8 and the third phase 9, and the primary winding 16 of the transformer 13 is connected between phases 9 and 7. The control inputs of the thyristors 1 and 2 are connected to the first pair of secondary windings 17 and 18 of the transformer 12 respectively via ne vy and second auxiliary thyristors 19 and 20, which control inputs through said first and second fototiristory thyristor photocouplers 21 and 22 are connected to the second pair of secondary windings 23 and 24 of the transformer 11. The control inputs of the thyristors 3 and 4 are connected to the first pair of secondary

обмоток 25 и 26 трансформатора 13 через третий и четвертый вспомогательные тиристоры 27 и 28, управл ющие входы этих тиристоров через фототиристоры третьего и четвертого тиристорных оптронов 29 и 30 подключены соответственно к второй паре вторичных обмоток 31 и 32 трансформатора 12. Управл ющие входы тиристоров 5 и 6 подключены к первой паре вторичных обмоток 33 и 34 трансформатораwindings 25 and 26 of transformer 13 through the third and fourth auxiliary thyristors 27 and 28, the control inputs of these thyristors through the photo thyristors of third and fourth thyristor optocouplers 29 and 30 are connected respectively to the second pair of secondary windings 31 and 32 of the transformer 12. The control inputs of the thyristors 5 and 6 are connected to the first pair of transformer secondary windings 33 and 34

11 через п тый и шестой вспомогательные тиристоры 35 и 36, управл ющие входы которых через фототиристоры п того и шестого тиристорных оптронов 37 и 38 подключены к второй паре11 through the fifth and sixth auxiliary thyristors 35 and 36, the control inputs of which through the photothyristors of the fifth and sixth thyristor optocouplers 37 and 38 are connected to the second pair

вторичных обмоток 39 и 40 (трансформатора 13. Светодиоды оптронов 21, 22 29, 30, 37 и38; включены в провод щем направлении последовательно с резистором 41 между полюсами источникаsecondary windings 39 and 40 (transformer 13. LEDs of optocouplers 21, 22 29, 30, 37 and 38; are connected in a conducting direction in series with a resistor 41 between the source poles

42 посто нного напр жени .42 constant voltage.

Трехфазный-коммутатор работает следующим образом.Three-phase switch works as follows.

В исходном состо нии, когда отсутствует напр жение источника 42, все тиристоры закрыты и нагрузка обесточена.In the initial state, when there is no source voltage 42, all thyristors are closed and the load is de-energized.

При подаче напр жени источника 42 светодиоды всех оптронов возбуждаютс , при этом открываетс тот фототиристор , к которому прикладываетс пр мое напр жение.When the voltage of the source 42 is applied, the LEDs of all the optocouplers are energized, thus opening the photo-thyristor to which the direct voltage is applied.

Пусть в данный момент времени пр мое напр жение прикладываетс , например , от обмотки 23 к фототиристору оптрона 21, который переходит в провод щее состо ние и открывает путь дл тока управлени вспомогательным маломощным тиристором 19.Let a direct voltage be applied at a given time, for example, from the winding 23 to the photo thyristor of the optocoupler 21, which goes into a conducting state and opens the way for the control current of the auxiliary low-power thyristor 19.

Если к тиристору 19 прикладываетс пр мое напр жение от обмотки 17 трансформатора 12, то тиристор 19 переходит в провод щее состо ние и открывает путь дл тока управлени силовым тиристором 1. После приложени пр мого напр жени 1C силовому тиристору 1 последний открываетс и обеспечивает прохождение тока через нагрузку.If the thyristor 19 is applied to the direct voltage from the winding 17 of the transformer 12, then the thyristor 19 switches to the conducting state and opens the way for the control current of the power thyristor 1. After applying the direct voltage 1C to the power thyristor 1, the latter opens and allows current to flow through the load.

Предложенное включение первичныхThe proposed inclusion of primary

обмоток трансформаторов 11, 12 и 13windings of transformers 11, 12 and 13

-обеспечивает сдвиг фаз между напр жени ми соответствующих обмоток в 120 эл.град.- provides a phase shift between the voltages of the respective windings of 120 degrees.

Силовой тиристор 1 может открыватьс лишь после того, как откроютс последовательно фототиристор оптрона 21 и вспомогательный тиристор 19. Силовой тиристор 1 открываес практически всегда при равенстве потенциалов между его анодом и катодом , то есть при равенстве напр жений в фазах 7 и 9.The power thyristor 1 can be opened only after the photo thyristor of the optocoupler 21 and the auxiliary thyristor 19 are opened in succession. The power thyristor 1 is almost always open when the potentials between its anode and cathode are equal, i.e., when the voltages are equal in phases 7 and 9.

Аналогично происходит процесс отпирани тиристоров 2-6.Similarly, the process of unlocking thyristors 2-6.

Использование предлагаемого коммутатора позвол ет производить включение нагрузки при переходе напр жени на тиристорах через нуль и тем самым значительно ослабл ет вли ние переходного процесса включени лагрузки на работающие устройства , при этом повышаетс помехозащищенность радиотехнических и электротехнических установок.The use of the proposed switch allows switching on the load when the voltage across the thyristors passes through zero and thus significantly weakens the effect of the switching on of the lagging on the operating devices, while increasing the noise immunity of the radio and electrical installations.

Claims

1. Brufman S.S. and others. Thyristor switches AC,

Energy, 1969, p.24.

2. The author's certificate

401001, cl. H 03 K 17/68, 1971.