Устройство коммутации тиристоров преобразователя

 

О ЯC À É И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ. Союз Советских

Социалистических

Республик

+,Ч в -.=4 .Мф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12 ° 12. 78 (21) 2695398/24 07 (51) М. КЛ, Н 02 М 7/515 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 150980 Бюллетень М9 34

Дата опубликования описания 180980 (5З) УД 625.23.06. (088.8) «»ъ. —.- - - пй -- .й-.» (72) Автор изобретения

A.A.×åðHûàåâ (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО КОММУТАЦИИ ТИРИСТОРОВ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для использования в полупроводниковых преобразова.телях напряжения — инверторах, прерывателях, непосредственных преобразо- 5 вателях частоты для принудительной коммутации тиристоров.

Известно устройство коммутации тиристоров преобразователя., содержащее колебательную LC-цепочку, под- 10 ключенную с одной стороны к общей точке двух последовательно соединенных коммутационных тиристоров, а с другой стороны — к общей точке моста расттределительных тиристоров.

Запирание тиристора основано на протекании избытка различного тока

LC-цепочки через реактивный диод, который создает на нем падение напряжения порядка нескольких вольт, при- 20 ложенное в обратном направлении к запираемому тиристору, в результате чего последний восстанавливает запирающие свойства (1» .

Однако обратное напряжение в несколько вольт не обеспечивает быстро» го восстановления запирающих свойств, поскольку время выключения тиристора при этом в 2-3 раза больше, чем при обратном напряжении 100 В. 30

Известны коммутационные устройства, позволяющие повысить величину обратного напряжения на запираемом тиристоре. Эти устройства в цепях реактивных диодов содержат дополнительные источники постоянного напряжения 2» .

Однако при таком включении в дополнительный источник поступает также и реактивный ток нагрузки, на порядок превышающий разрядный, что требует специальных мер по сбросу избыточного заряда дополнительного источника.

Наиболее близким к изобретению по техническим средствам и достигаемому результату является устройство коммутации тиристоров преобразователя, содержащее два плеча последовательно соединенных разрядных диодов, два плеча последовательно соединенных возвратных диодов, плечи распределительных тиристоров, LC-цепочку, подключенную одним концом к общей точке коммутирующих тиристоров, а вторым— к общей точке соединения распределительных диодов и общей точке соединения зарядных тиристоров 3» .

Недостаток устройства заключается в том,что протекание избытка разряд764069

-U 7

К ЦЪ9 U25

Устройство работает следующим образом.

Пусть основные тиристоры 1,4 и 5 проводят ток от источника 7 питания в нагрузку 8. Коммутирующий конденсатор 20 заряжен, как показано на чертеже. Для отключения основного тиристора 1 включаем коммутирующий 23 и распределительный 9 тиристоры. При этом по цепи 20-21-17-159-1-27-23-20 течет разрядный ток конденсатора 20, вытесняя ток нагрузки,из тиристора 1. После обесточивания основного тиристора колеба40 тельная LC-цепочка воспринимает ток отключенной фазы нагрузки, а избыток .разрядного тока течет по цепи 20-21(35,36,37)-34-31-23-22-20. Когда падение напряжения на первичной об глотке 37 трансформатора 40 достигает уровня 100 В напряжение на вторичной обмотке 38 равно напряжению зарядного источника 25, и возвратный

65 ного тока через дроссель создает на нем падение напряжения, величина которого зависит от величины коммутируеМого тока нагрузки преобразовате ля. С уменьшением тока нагрузки увеличивается избыточный ток разряда

LC-цепочки и увеличивается импульс напряжения, прикладываемого к основному тиристору плеча, противоположного коммутируемому, что требует установки ocновных тиристоров.преобразователя более высокого класса либо увеличения числа последовательно соединенных основных тиристоров в плече, что утяжеляет преобразователь и делает его более громоздким. Другим недостатком схемы является то, что 1 .напряжение на дросселе, установленном в разрядной цепи, меняет знак на противоположный при прохождении избыточного разрядного тока через максимум. После этого к запираемому тиристору вместо обратного прикладывается прямое напряжение, следовательно, время, отводимое схемой на восстановление запирающих свойств тиристора, уменьшается, т.е. необходимо увеличивать массо-габаритные показатели коммутирующего конденсато.ра, Цель изобретения — уменьшение массо-габаритных показателей.

Эта цель достигается тем, что устройство снабжено трансформатором, конденсатором и резистором, причем первйчная обмотка трансформатора

Шунтирована резистиром и конденсатором и включена между общими точками соединения зарядных тиристоров и раэpéäÌÉõ дйодов, а вторичная обмотка

: трансформатора включена между общими точками соединения разрядных и возвратных диодов, включенных согласнопараллельно.

На чертеже представлена схема преобразователя с устройством коммутации

Инвертор содержит основные тиристоры 1-6, соединенные по мостовой схеме. Питание моста основных тиристоров осуществляется от источника 7, нагрузкой инвертора является асинхронный короткозамкнутый двигатель 8. Распределительные тиристоры 9-14 собраны по мостовой схеме, полюса постоянного тока которой через распределительные диоди 15 и 16 соединены в общую точку 17, а через реактивные диоды 18 и 19 подключены к полюсам постоянного тока моста основных тирйсторов 1-6. На стороне переменного тока мосты основных и распределительных тиристоров соединены между собой. Устройство коммутации содержит конденсатор 20 и дроссель 21, образующие последовательную колебательную LC-цепочку,,которая с одной стороны подключейа к общей точке 17 распределительйых диодов, а с другой стороны — к общей точке 22 последовательно соединенных коммутирующих тиристоров 23 и 24, подключенных также к зарядному ис точнику 25 и через коммутационные диоды 26 и 27 к источнику 7 питания.

Два зарядных тиристора 28 и 29- соединены последовательно и подключены к зарядному источнику 25 и к точке

17. К зарядному источнику 25 подключены также цепочки по два последовательно соединенных разрядных 30 и 31 ,и возвратных 32 и 33 диода. Между общей точкой 17 распределительных, диодов и общей точкой 34 разрядных диодов включены конденсатор 35, резистор 36, первичная обмотка 37 трансформатора, вторичная обмотка

38, включена между общей точкой 34 разрядных "диодов и общей точкой 39 возвратных диодов. Обмотки 37 и 38 трансформатора 40 включены согласно друг с другом. Коэффициент трансформации трансформатора равен диод 33 включается. Избыточный разрядный ток, трансформируясь во вторичную обмотку трансформатора, проте- кает по цепи 38-31-25-33-38. Йа первичной обмотке 37 устанавливается неизменное напряжение 100 В,. независимое от тока нагрузки, которое по цепи 37-17-15-9-1-27-31-34- 37 прилагается к запираемому тиристору 1 в обратном направлении способствуя быстрому восстановлейию его запирающих свойств.По мере перезаряда конденсатора 20 до уровня напряжения источника 7 избыточный ток иссякает,диоды 31 и 33 отключаются, à реактивный ток нагрузки течет через диод 19 и тиристор 9. Включением тиристоров

23 и 29 осуществляется дозаряд кон764069 денсатора 20 до уровня напряжения источника 25. /стройство коммутации вновь подготовлено к отключению очередного основного тиристора.

Стабилизация обратного напряжения, прикладываемого к отключаемому тиристору, на уровне 100 В обеспечивает быстрое восстановление запирающих свойств без увеличения мощности коммутационных конденсатора и дросселя.

К основному тиристору 2 противоположного плеча инвертора в процессе коммутации прикладывается напряжение, не превышающее суммы напряжения 100В и источника 7. Эта сумма определяет. повторяющееся напряжение тиристоров.

Напряжение источника питания определяет рабочее напряжение тиристоров!

Отношение паспортных значений повторяющегося и рабочего напряжений сос-тавляет 1-25, т.е. коммутационный импульс величиной 100 В составляет менее 25% рабочего напряжения тиристора при максимальном напряжении питания более 400 В, следовательно, при этом не требуется увеличивать класс основных тиристоров или количество последовательно соединенных тиристоров в плече.

Таким образом, предложенное устройство,по сравнению с известнымй

1 обеспечивает меньшие массу и габа-" риты электроооборудования.

Формула изобретения

Устройство коммутации тиристоров преобразователя, содержащее два пле. ча последовательно соединенных раз. рядных диодов, два плеча последовательно соединенных возвратных диодов, плечи распределительных тирис горов, 1 С-цепочку, подключенную одним концом к общей точке коммутирующих тиристоров, а вторым — к общей точке соединения распределительных диодов и общей точке соединения зарядных тиристоров, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения массо-габаритных показателей, оно снабжено трансформатором, 15 конденсатором и резистором; причем первичная обмотка трансформатора шунтирована резистором и конденсатором и включена между общими точками соединения зарядных тиристоров и раз20 рядных диодов, а вторичная обмотка трансформатора включена между точка- ми соединения разрядных и возвратных диодов, включенных согласно-параллельно.

g5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Франции Р 1404651, кл. Н 02 М 7/08, 1965.

2.Авторское свидетельство СССР

30 Р 271638, кл. Н 02 М 7/52, 1970.

З.Патент СНА Р 3544879, кл. Н 02 М 7/52, 1971.

7 4069

Составитель Е.Калинкин .

Редактор С.Лыжова Техред С.Мигунова Корректор tO.Ìàêàðeíêî

Заказ 6809 . 9 Тираж 783 Подписное ММИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, МОсква, Ж-35, Рауыская наб., д.4/5

Филиал ППП"Патент", r.Óæãoðoä,óë.Ïðîåêòíàÿ,