Тиристорный ключ

 

Сущность изобретения: при отпирании тиристора 1 через нагрузку 3 в положительный полупериод сетевого напряжения протекает ток, одновременно заряжается конденсатор 6. В отрицательный полупериод конденсатор разряжается через резистор 9 и нагрузку на управляющий переход тиристора 2, который отпирается и подключает нагрузку через диод 7 к сети переменного тока.1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 Н 02 М 1/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4862655/07 (22) 29,08,90 (46) 07,10,92, Бюл. ¹ 37 (71) Научно-производственное объединение по технологии тракторного и сельскохозяйственного машиностроения "НИИтракторсельхозмаш" (72) А.Ф.Валуев и Л.Я.Найбергер (56) Авторское свидетельство СССР

N 301803, кл. Н 02 М 7/12, 1971.

Тиристоры, технический справочник, пер. с англ. под ред, В.А,Лабунцова, M., Энергия, 1971, с.183, рис.86. (54) ТИРИСТОРНЫЙ КЛЮЧ (57) Сущность изобретения; при отпирании тиристора 1 через нагрузку 3 в положительный полупериод сетевого напряжения протекает ток, одновременно заряжается конденсатор 6. B отрицательный полупериод конденсатор разряжается через резистор 9 и нагрузку на управляющий переход тиристора 2, который отпирается и подключает нагрузку через диод 7 к сети переменного тока, 1 ил.

1767641

10

20

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для подачи на нагрузку переменного напряжения двумя встречно-параллельно соединенными тиристорами с подключением к сети в начале полупериода.

Известно устройство подачи на нагрузку перемеййого напряжения с помощью двух встречно-параллельно соединенных тиристоров, в котором после отпирания тиристора, подающего на нагрузку положительную полуволну напряжения, внешним сигналом, оставшийся "ведомый." тиристор открывается в начале отрицательного полупериода питающего напряжения током разряда конденсатора, заряженного в положительный полупериод падением напряжения на резисторе, соединенном последовательно с нагрузкой (1). Схема имеет невысокий КПД, т.к. последовательно с нагрузкой всегда включен зарядный резистор. К тому же значител ьная часть энергии, запасенной в конденсаторе, рассеивается в элементах схемы, Известно также аналогичное устройство (2), выбранное за прототип, в котором отпирание "ведомого" тиристора происходит при разряде конденсатора, подключенного через диод параллельно нагрузке.

Такая схема также не обеспечивает высокого КПД, т.к, при заряде энергия рассеивается в зарядном и разрядном резисторах, а далее большая часть запасенной энергии конденсатора рассеивается в разрядном резисторе, Целью изобретения является повышение КПД посредством подключения конденсатора параллельно нагрузке оба полупериода, что снижает потери при заряде, а также повышает коэффициент мощности питающей сети.

Указанная цель достигается тем, что в . устройстве для включения тиристора, содержащем первый и второй тиристоры, нагрузку, первый и второй выводы однофазной питающей сети переменного тока, конденсатор, диод и первый и второй резисторы. При этом к первому выводу питающей сети подсоединен одним из выводов нагрузки, оставшийся вывод нагрузки соединен с анодом первого тиристора, включающего внешним сигналом, катод первого тиристора соединен с вторым выводом питающей сети и анодом второго тиристора, вывод управляющего электрода второго тиристора соединен с первым выводов первого резистора, катод второго тиристора соединен с первым выводом конденсатора, а второй вывод конденсатора соединен с первым выводом второго резистора, катод диода и второй вывод первого резистора объединены и соединены с анодом первого тиристора, анод диода соединен с катодом второго тиристора, а второй вывод второго резистора соединен с первым выводом питающей сети.

По сравнению с устройством-прототипом (2) в предлагаемом ключе конденсатор подсоединен параллельно нагрузке, что достигается изменением соединения элементов схемы и может служить доказательством соответствия критерию "существенные отличия".

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство для включения тиристора содержит тиристор 1, включаемый внешним сигналом во время положительного полупериода, тиристор 2, нагрузку 3, первый 4 и второй 5 выводы питающей сети, конденсатор 6, диод 7 и первый 8 и второй 9 резисторы. Пр.1 этом катод тиристора 1 и анод тиристс ра 2 соединены с выводом сети 5, вывод управляющего электрода тиристора 2 соединен с первым выводом первого резистара 8, катод второго тиристора 2 соединен с анодом первого резистора 8, катод второго тиристора 2 соединен с анодом диода 7 и первым выводом конденсатора 6, второй вывод которого соединен с первым выводом второго резистора 9, второй вывод последнего соединен с выводом сети 4 и одним из выводов нагрузки 3, а оставшийся вывод нагрузки 3 соединен с анодом первого тиристора 1, катодом диода 7 и вторым выводом первого резистора 8.

Схема работает следующим образом.

При поданном на выводы сети 4 и 5 переменном напряжении и подаче внешнего отпирающего сигнала на управляющий переход тиристора 1 последний отпирается при положительном напряжении на его аноде, и нагрузка 3 подключается к сети. Одновременно заряжается конденсатор 6 по цепочке: вывод 4 сети, резистор 9, конденсатор 6, диод 7, открытый тиристор 1, вывод

5 сети, и напряжение на этом конденсаторе практически сразу же равно напряжению сети (резистор 9 введен в схему только для ограничения коммутационных токов, сопротивление его мало, и он не оказывает заметного влияния на переходные процессы и потери энергии в схеме), Во второй половине положительного полупериода напряжение сети уменьшается по синусоидальному закону, конденсатор

6 начинает разряжаться, ток в нем меняет направление и протекает от его второго вывода через резистор 9, нагрузку 3, резистор

8, управляющий переход тиристора 2 к пер1767641

Составитель А.Киселев

Техред М,Моргентал Корректор M.Òêà÷

Редактор Т,Иванова

Заказ 3556 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 вому выводу конденсатора 6. В результате напряжение на конденсаторе 6 уменьшается медленнее, чем напряжение сети, равное напряжению на нагрузке, и к моменту, когда напряжение сети становится равным нулю, ток в управляющем переходе тиристора 2 сохраняется и открывает тиристор 2 в самом начале отрицательного полупериода, после чего нагрузка 3 (через диод 7) и конденсатор

6 опять подключаются к питающей сети.

Таким образом, каждое отпирание вешним сигналом тиристора 1 в положительный полупериод вызывает отпирание тиристора

2 в начале следующего отрицательного полупериода.

Схема имеет высокий КПД, т,к. конденсатор 6,заряжается практически без потерь, и энергия, запасенная в нем, лишь частично рассеивается в разрядном резисторе 8 в течение только второй половины положительного полупериода, Потери энергии в силовом диоде 7 могут в некоторых случаях превышать потери в резисторах прототипа, но только при низких значениях напряжения питающей сети, из-за чего эти потери чаще всего КПД не уменьшают, Кроме того, при использовании предлагаемого устройства для подачи на нагрузку последовательности полных периодов напряжения сети (такая задача чаще всего встречается на практике) тиристор 1 открывают в начале положительного полупериода, и конденсатор 6 оказывается подключенным парал5 лельно нагрузке в течение трех четвертей времени каждого рабочего периода напряжения сети, повышая коэффициент ее мощности, Формула изобретения

Тиристорный ключ, содержащий диод и последовательную RC-цепь, первый вывод которой соединен с катодом первого тиристора, управляющий электрод которого сое15 динен с первым выводом резистора, а анод предназначен для подключения к первой клемме сети переменного тока и соединен с катодом включаемого внешним сигналом второго тиристора, анод которого предназ20 начен для подключения к первому выводу нагрузки, второй вывод которой соединен с второй клеммой сети переменного тока, о тл ича ю щийся тем,что,сцельюповышения КПД и коэффициента мощности, анод

25 второго тиристора соединен с вторым выводом резистора и катодом диода, анод которого соединен с первым выводом RC-цепи, второй вывод которой предназначен для подключения к второму выводу нагрузки.