Тиристорный коммутатор

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для подключения нагрузки различного характера к трехфазной сети переменного тока. Тиристорный коммутатор содержит в каждой коммутируемой фазе силовой тиристор и силовой диод, у которых точка соединения анода силового диода с катодом силового тиристора соединена с входной шиной фазы, точка соединения катода силового диода и анода силового тиристора - с выходной шиной для подключения нагрузки, три диода, катодами соединенные с управляющими электродами силовых тиристоров каждой фазы, а с анодами - с первым выводом ключа управления, три дополнительных диода, три резистора, стабилитрон, при этом стабилитрон подключен анодом к второму выводу ключа управления, а катодом - к анодам четвертого, пятого, шестого диодов и первым выводам первого, второго, третьего резисторов. Точка соединения катода четвертого диода с вторым выводом первого резистора подключена к выходной клемме первой фазы, катода пятого диода с вторым выводом второго резистора - к выходной клемме второй фазы, катода шестого диода и второго вывода третьего резистора - к выходной клемме третьей фазы. Изобретение позволяет снизить ток через управляющие переходы силовых тиристоров и ключ управления и повысить вследствие этого надежность устройства. 1 ил.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для подключения нагрузки различного характера к трехфазной сети переменного тока.

Известно устройство [1], содержащее трехфазный тиристорный коммутатор, выполненный на встречно-параллельно соединенных силовых тиристоров и диодах в каждой фазе, диоды, соединенные в трехфазный мост, плечи которых включены между анодами и управляющими электродами силовых тиристоров; первый дополнительный тиристор, включенный в одно из плеч катодной группы моста, второй дополнительный тиристор, включенный через резистор в диагональ моста, размыкающий и замыкающий контакты, включенные между анодами и управляющими электродами первого и второго дополнительных тиристоров соответственно.

Недостатком устройства являются тепловые потери в управляющих переходах силовых тиристоров и главной цепи второго дополнительного тиристора.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является трехфазный тиристорный коммутатор [2], содержащий в каждой фазе силовой тиристор и силовой диод, у которых точка соединения анода силового диода с катодом силового тиристора соединена с входной шиной фазы, катода силового диода и анода силового тиристора - с клеммой для подключения нагрузки; диоды, соединенные в трехфазный мост, плечи которого включены между катодами и управляющими электродами силовых тиристоров, ключ управления, включенный через резистор в диагональ моста.

Недостатком известного устройства являются тепловые потери в управляющих переходах силовых тиристоров (в них протекают импульсы тока длительностью 120 эл.град.), необходимость в применении относительно сильноточного ключа управления, поскольку через него протекает суммарный ток управляющих переходов силовых тиристоров. Все это приводит к снижению надежности.

Целью изобретения является повышение надежности.

Цель достигается тем, что в тиристорный коммутатор, содержащий в каждой коммутируемой фазе силовой тиристор и силовой диод, соединенные встречно-параллельно и включенные между сетью и нагрузкой, первый, второй и третий диоды, катодами соединенные с управляющими электродами силовых тиристоров каждой фазы, а анодами - с первым выводом ключа управления, четвертый, пятый и шестой диоды, введены первый, второй, третий резисторы и стабилитрон, причем стабилитрон подключен анодом к второму выводу ключа управления, а катодом - к анодам четвертого, пятого, шестого диодов и первым выводам первого, второго, третьего резисторов, точка соединения катода четвертого диода с вторым выводом первого резистора подключена к выходной клемме первой фазы, катода пятого диода и второго вывода второго резистора - к выходной клемме второй фазы, катода шестого диода и второго вывода третьего резистора - к выходной клемме третьей фазы.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит в каждой коммутируемой фазе А(В,С) силовой тиристор 1(2,3) и силовой диод 4(5,6), у которых точка соединения анода силового диода с катодом силового тиристора соединена с входной шиной фазы А(В,С), катода силового диода и анода силового тиристора - с клеммой 7 (8,9) для подключения нагрузки; первый 10, второй 11 и третий 12 диоды, катодами соединенные с управляющими электродами силовых тиристоров 1-3 каждой фазы, а анодами - с первым выводом ключа 13 управления, четвертый 14, пятый 15 и шестой 16 диоды, первый 17, второй 18 и третий 19 резисторы, стабилитрон 20, при этом стабилитрон подключен анодом к второму выводу ключа 13 управления, а катодом - к анодам четвертого, пятого и шестого диодов и первым выводам первого, второго и третьего резисторов, точка соединения катода четвертого диода 14 с вторым выводом первого резистора 17 подключена к выходной клемме 7 первой фазы (А), катода пятого диода 15 с вторым выводом второго резистора 18 - к выходной клемме 8 второй фазы (В), катода шестого диода 16 и второго вывода третьего резистора 19 - к выходной клемме 9 третьей фазы (С).

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии ключ 13 управления разомкнут, управляющие переходы силовых тиристоров 1-3 разобщены, тиристоры закрыты и в цепи нагрузки ток отсутствует, так как диоды 4-6 включены встречно.

При замыкании ключа 13 управления в момент времени ωt = 0 по цепи фаза С, силовой диод 6, третий резистор 19, стабилитрон 20, ключ 13 управления, второй диод 11, управляющий переход силового тиристора 2, фаза В протекает ток, открывающий тиристор 2, после его открывания по цепи фаза С, силовой диод 6, третий резистор 19, пятый диод 15, силовой тиристор 2, фаза В течет ток (до ωt = ), минуя цепь, состоящую из стабилитрона 20, ключа 13, диода 11 и управляющего перехода тиристора 2. Далее в промежутке времени ω t = ÷ по цепи фаза А, силовой диод 4, первый резистор 17, пятый диод 15, силовой тиристор 2, фаза В течет ток, также минующий цепь управления ключа 13 и управляющего перехода тиристора 2. В промежутке времени ωt = 0 - ] падение напряжения на четвертом диоде 16 и силовом тиристоре 2 прикладывается к цепи, состоящей из управляющего перехода тиристора 2, второго диода 11, ключа 13 управления и стабилитрона 20 и практически целиком воспринимается стабилитроном 20, существенно снижая тем ток через ключ 13 и управляющий переход тиристора 2. В силовых цепях ток течет от фаз С,А через силовые диоды 6,4, нагрузку, тиристор 2 к фазе В.

Включение силовых тиристоров 3,1 происходит аналогично включению тиристора 2 в соответствии с чередованием фаз питающей сети.

Использование предлагаемого изобретения позволяет существенно снизить ток через управляющие переходы силовых тиристоров и ключ управления, что повысило надежность устройства.

Формула изобретения

ТИРИСТОРНЫЙ КОММУТАТОР, содержащий в каждой коммутируемой фазе силовой тиристор и силовой диод, у которых точка соединения анода силового диода с катодом силового тиристора соединена с входной шиной фазы, а точка соединения катода силового диода с анодом силового тиристора - с выходной шиной, первый, второй и третий диоды, катоды которых соединены с управляющими электродами силовых тиристоров каждой фазы соответственно, а аноды - с первым выводом ключа управления, четвертый, пятый и шестой диоды, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, введены первый, второй, третий резисторы и стабилитрон, причем стабилитрон подключен анодом к второму выводу ключа управления, а катодом - к анодам четвертого, пятого и шестого диодов и первым выводом первого, второго и третьего резисторов, точка соединения катода четвертого диода с вторым выводом первого резистора подключена к выходной клемме первой фазы, точка соединения катода пятого диода и второго вывода второго резистора - к выходной клемме второй фазы, точка соединения катода шестого диода и второго вывода третьего резистора - к выходной клемме третьей фазы.

РИСУНКИ

Рисунок 1