Тиристорный ключ переменного тока

 

I бпк,;.

О П И С А"ФФ-И ° Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<и 44ЯИ

Фоюэ Советсиик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 08.06.73 (21) 1927868/26-9 с присоединением заявки (32) Приоритет

Опубликовано 30.09.74. Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 28.03.75 (51) М. Кл. Н 03k 17/56

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам иэобретений и открытий (53) УДК 621.382(088.8) (72) Автор изобретения

Ю. В. Сушилин (71) Заявитель Научно-исследовательский и проектный институт автоматизированных систем управления (54) ТИРИСТОРНЫЙ КЛЮЧ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение может использоваться в автоматическом управлении и автоматике для коммутации нагрузки, имеющей активный или емкостный характер в цепях переменного напряжения, частота которого может изменяться в широком диапазоне.

Известны тиристорные ключи переменного тока, содержащие два встречно-параллельно соединенных коммутирующих тиристора, последовательно с которыми включена нагрузка и цепочка, состоящая из последовательно включенных конденсатора, резистора и диода, причем место соединения конденсатора и резистора через резистор подключено к управляющему электроду одного из коммутирующих тиристоров.

Однако известные тиристорные ключи переменного тока не обладают свойствами самоудержания во включенном состоянии и не могут работать на емкостную нагрузку.

Цель изобретения — обеспечение самоудержания во включенном состоянии и возможности коммутировать емкостную нагрузку.

С этой целью параллельно-последовательно соединенным нагрузке и коммутирующим тиристорам дополнительно включена цепочка, состоящая из последовательно включенных тиристора, диода и двух резисторов, причем управляющий электрод тиристора через резистор и диод подключен к месту соединения нагрузки с коммутирующими тиристорами, а место соединения резисторов через конденсатор подключено к управляющему электроду соответствующего коммутирующего тиристора, 5 катод которого подключен к управляющему электроду через диод.

На чертеже изображена принципиальная схема тиристорного ключа переменного тока.

Тристорный ключ содержит встречно-паралт0 лсльно включенные коммутирующие тиристоры 1 и 2, подключающие нагрузку 3 к шинам

4 и 5 источника переменного напряжения, схему управления для отпирания коммутирующего тиристора 2, содержащую диод 6, рези15 сторы 7, 8 и конденсатор 9, схему управления для отпирания тиристора 1, содержащую дополнительный тиристор 10, управляющий электрод которого через резистор 11 и диод 12 подсоединен к зажиму 13 нагрузки 3, диод 14, 20 резисторы 15, 16, конденсатор 17, подсоединенный как к общему выводу 18 резисторов 15 и

16, так и к управляющему электроду коммутирующего тиристора 1, шунтирующий диод

19 и ключ 20, коммутирующий тиристор 1 от25 крывается внешним сигналом, который подается па его вход 21.

Тиристорный ключ переменного тока работает следующим образом.

Коммутирующий тиристор 1 отпирается в

30 начале положительного полупериода перемен445151

25 зо

60 ного напряжения подачей внешнего сигнала на его вход 21, и к нагрузке 3 прикладывается переменное напряжение. Конденсатор 9 начинает заряжаться от источника переменного напряжения (шины 4 и 5) через диод 6, резистор 7 и открытый коммутирующий тиристор 1 и одновременно разряжаться через резистор 8 и переход управляющий электрод-катод коммутирующего тиристора 2.

В случае емкостной нагрузки ток нагрузки

3, который сдвинут по фазе по отношению к переменному напряжению, при достижении переменным напряжением амплитудного значения уменьшается до нуля, и коммутирующий тиристор 1 запирается, но в этот момент ток разряда конденсатора 9 достаточен для отпирания коммутирующего тиристора 2. Ток нагрузки 3 меняет направление и к началу отрицательного полупериода переменного напряжения достигает максимального значения, и следовательно, коммутирующий тиристор 2 остается в открытом состоянии.

В случае же активной нагрузки ток нагрузки 3, который совпадает по фазе с переменным напряжением, в начале отрицательного полупериода переменного напряжения уменьшается до нуля, и коммутирующий тиристор 1 запирается, но и в этот момент времени ток разряда конденсатора 9 достаточен для отпирания коммутирующего тиристора 2, и ток нагрузки 3 меняет свое направление.

Как только к нагрузке 3 прикладывается другой полупериод переменного напряжения (зажим 13 имеет положительный потенциал), дополнительный тиристор 10 отпирается, и конденсатор 17 начинает заряжаться от источника переменного напряжения (шины 4 и

5) через открытый тиристор 10, диод 14, резистор 15 и диод 19 до некоторого максимального значения напряжения с полярностью, указанной на чертеже. Диод 19 шунтирует переход управляющий электрод-катод коммутирующего тиристора 1 и тем самым снимает отрицательный потенциал с сго управляющего электрода во время заряда конденсатора 17.

Диод 14 препятствует разряду конденсатора

17 через тиристор 10, Резистор 15 ограничивает ток разряда конденсатора 17. Как только конденсатор 17 зарядится, шунтирующий диод 19 запирается, и конденсатор 17 начинает разряжаться через резистор 16 и переход управляющий электрод-катод коммутирующего тиристора 1.

В случаем емкостной нагрузки в момент достижения переменным напряжением максимального значения ток нагрузки 3 снова принимает нулевое значение, коммутирующий тиристор 2 запирается. Однако ток разряда <о дспсатора 17 достаточен для повторного отпирания коммутирующего тиристора 1 в данный.";о .сп. времени, при этом ток нагрузки 3 cèîçà ме taет свое направление. В начале положительного полупериода следующего периода переменного напряжения ток нагрузки 3 достигает максимального значения, и коммутирующий тиристор 1 остается в открытом состоянии.

В случае активной нагрузки в начале положительного полупериода следующего периода переменного напряжения коммутирующий тиристор 2 запирается, но ток разряда конденсатора 17 достаточен для повторного отпирания коммутирующего тиристора 1 и в этот момент времени.

Далее процесс работы тиристорного ключа повторяется, схема управления, собранная на дополнительном тиристоре 10, резисторах 11, 15 и 16, диодах 12, 14, 19 и конденсаторе 17, каждый раз обеспечивает отпирание коммутирующего тиристора 1 при прохождении тока нагрузки 3 через нуль в течение второй половины отрицательного полупериода и в начале положительного полупериода переменного напряжения, а схема управления, собранная на диоде 6, резисторах 7, 8 и конденсаторе 9 каждый раз обеспечивает отпирание коммутирующего тиристора 2 при прохождении тока нагрузки 3 через нуль в течение второй половины положительного полупериода и в начале отрицательного полупериода переменного напряжения.

Выключение тиристорного ключа осуществляется ключом 20, который шунтирует переход управляющий электрод-катод коммутирующего тиристора 1.

Предмет изобретения

Тиристорный ключ переменного тока, содержащий два встречно-параллельно соединенных коммутирующих тиристора, последовательно с которыми включена нагрузка и цепочка, состоящая из последовательно включенных конденсатора, резистора и диода, причем места соединения конденсатора и резистора через резистор подключено к управляющему электроду одного из коммутирующих тиристоров, отличающийся тем, что, сцелью обеспечения самоудержания во включенном состоянии и возможности коммутировать емкостную нагрузку, в ключе параллельно-последовательно соединенным нагрузке и коммутирующим тиристорам дополнительно включена цепочка, состоящая из последовательно включенных тиристора, диода и двух резисторов, причем управляющий электрод тиристора через резистор и диод подключен к месту соединения нагрузки с коммутирующими тиристорами, а место соединения резисторов через конденсатор подключено к управляющему электроду соответствующего коммутирующего тиристора, катод которого подключен к упправляющему электроду через диод.

445151

Составитель А. Дедюхии

Техред T. Миронова

Редактор М. Бычкова

Корректор Л. Денисова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 689/4 Изд. Ке 1108 Тираж 811 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5