SU1432684A1

SU1432684A1 - Устройство дл коммутации вентилей трансформаторно-ключевого преобразовател

Info

Publication number: SU1432684A1
Application number: SU864088190A
Authority: SU
Inventors: Виталий Александрович Кравчук; Виталий Амбросиевич Логиненко; Евгений Владимирович Яцик
Original assignee: Винницкий политехнический институт
Priority date: 1986-05-19
Filing date: 1986-05-19
Publication date: 1988-10-23

Abstract

Изобретение относитс к преобразовательной технике и может быть использовано дл коммутации управл ющих обмоток трансформаторно-ключевых преобразователей частоты, а также в полупроводниковьк прерывател х, выключател х переменного тока. Цель изоб- рете1ш - расширение области применени . Устройство коммутации может работать в коммутируемых цеп х переменного тока без дополнительного источника зар да коммутирующего конденсат тора. Устройство содержит коммутирующий тиристор 2, зар дный автотрансформатор 5, коммутирующий конденса- ,., тор 10, а также резервные коммутирую- S щий конденсатор 12 и тиристор 3, ко (Л

Description

со

N5

05 СХ) 4

l/

торые участвуют в закрывании силового тиристора I только в те моменты времени, когда основной коммутирую- щий конденсатор 10 имеет недостаточное дл коммутации напр жение. Уровень напр жени на основном коммутиг рующем конденсаторе 10, при котором вступает в работу резервный конденса

32684

тор 12, контролируетс оптоэлектрон- ным пороговым элементом 16, на выходе которого формируетс логический сигнал. Формирование управл ющего импульса резервного коммутирующего тиристора 3 осуществл етс в цифровой форме во взаимосв зи с блоком 20 управлени преобразователем. 2 ил.

:1

Изобретение относитс к устройствам , преобразовательной техники и может быть использовано дл коммутации ;управл ющих обмоток трансформаторно- ключевых преобразователей частоты,. : реализующгос значительнь1е выходные I токи (пор дка тыс чи ампер и более), а также в полупроводниковых прерыва- Отел х, выключател х переменного тока,

Цель изобретени - расширение обг ласти применени .

На фиг.1 представлена функциональна схема устройства дл коммутации на фиг,2 - временные диаграммы напр жений , иллюстрирующие работу устрой- . ства..

Устройство дл коммутации силового тиристора 1 содержит коммутирующий 2 и дополнительньй 3 тиристоры, соеди- ненные катодами в точкам 4, к которьш подключен отвод зар дного автотрансформатора 5, обмотка которого состоит из двух частей 6 и 7 Начало обмотки автотрансформатора 5 св зано с анодом вентил 8, катод которого подключен к точке 9 соединени одной обкладки коммутирующего конденсатора 10,анода коммутирующего тиристора 2 и анода дополнительного вентил II. Дополни- тельный коммутирующий конденсатор 12 одним вьшодом св зан с точкой соединени катода дополнительного вентил 11 и анода дополнительного коммутирующего тиристора 3, а другим - с точкой 13 соединени анода силового тиристора 1 , другой обкладки коммутирующего конденсатора 10 и плюсового зажима однофазного диодного моста 14„ Конец обмотки автотрансформатора 5 соединен с минусовым зажимом моста 14, который по переменному току образует выводы 15 дл подключени коммутируемой цепи

(например, управл ющей обмотки транс- форматорно-ключевого преобразовател ) Параллельно коммутирующему конденсатору 10 подключен вход порогового элемента 16, а его выход через инвертор 7 соединен с одним из входов элемента И 18, выход которого через формирователь 19 коротких импульсов св зан с управл ющим электродом дополнительного тиристора 3. Второй вход элeмента 18 и управл ющий электрод силового тиристора 1 соединены с выходом щироких импульсов блока 20 управлени Пороговый элемент 16 может быть построен , например, на транзисторном оптроне, вход которого снабжен регулируемым высокоомным делителем с соответствующими цепочками ограничени , задающим порог срабатывани , а его выход подключен к схеме формировани логического сигнала. Формирователь 19 строитс , например, на базе ждущего мyльтивибpaтopaj реагирующего на спад импульса, поступающего на его вход с последующим усилением выходного сигнала дл подачи на управл ющий электрод тиристора.

Устройство работает следующим образом .

Дл обеспечени работы трансформа- торно-ключевого преобразовател частоты необходимо поочередное замыкание и размыкание двух управл ю1цих обмоток расположенных на крайних стержн х трехстержневого магнитопровода при питании от первичной сети синусоидального напр жени . Така коммутаци обеспечиваетс подключением выводов 15 диодного моста 14 к управл ющей обмотке. При первом включении силового тиристора 1 конденсаторы 10 и 12 зар жаютс с пол рностью, указан-

1432684

ной на фиг.1 без скобок (положитель-жени в момент , и сохран ет свое . ные значени на фиг.2) напр же-напр жение за счет фиксации его ве нием , индуктированным на части 6тилем 11 до момента времени t либо обмотки зар дного автотрансформаторадозар жаютс в моменты времени t4j tg, 5, за счет протекани рабочего токаПри этом ., t, t происходит на- по части 7 этого трансформатора,дежное закрывание тиристора 1, так Включение силового тиристора 1 осу-как напр жение на конденсаторе 10 ществл етс импульсами , а егобольше порогового уровн . При выключение - импульсами U , кото- Q(когда включаетс тиристор l) комму- рые генерируютс блоком 20 управлени ,тирующий конденсатор 10 может не по- Длительность импульсов , соответ-лучить достаточной энергии дл после- ствует длительности включенного сое-дующей коммутации, так как мгновен- то ни тиристора I, Обеспечение доста-ное значение напр жени Ujj. близко точной величины коммутирующего напр - i5к нулю, а энерги перезар да по пути: жени на конденсаторе 10 дл первоготиристор 1, часть 6 обмотки, вентиль закрывани силового тиристора 1 может8 может оказатьс недостаточной. Тог- быть произведено выбором соответствую-да в интервале ±,„4 tg на выход эле- щего момента пуска преобразовател мента 18 проходит импульс , а на (например, момент времени t 0 на 20управл ющий электрод дополнительного фиг.2) с помощью блока управлени ,тиристора 3 с выхода формировател 19 а также выбором соотношени числа .в момент txi поступает импульс U, витков частей обмотки 6 и 7, С при-включаетс тиристор 3, к силовому ти- ходом управл ющего импульса , ком-ристору 1 прикладываетс достаточное мутирующий тиристор 2 в момент време- 25обратное напр жение конденсатора 12 ни t. происходит надежное закрыва-и происходит надежна коммутаци , ние тиристора 1. Конденсатор 10 пере-Конденсаторы 10 и 12 перезар жаютс зар жаетс с пол рностью, указаннойс пол рностью, указанной в скобках в скобках на фиг,1 (отрицательныена фиг.1, и сохран ют это напр жение значени U,) по цепи: часть обмотки 7,30в интервале мост 14, тиристор 2 до напр жени . При очередном включении тиристора определ емого мгновенным значением1 в момент t конденсаторы 10 и 12 напр жени и, в момент времени tV.перезар жаютс с пол рностью без ско- Так как на интервале O-tj напр же-бок и процессы повтор ютс в такой ние на конденсаторе 10 больше порого- ,,5же последовательности. Дл облегчени вого значени U , определ ющего на-режима работы силового тиристора 1 дежную коммутацию (фиг.2), то на вы-при его запирании путем снижени ско- ходе элемента 18 сигнал отсутствуетрости уменьщ ни до нул пр мого тока (фиг,2, U;|g ) т.е. на выход порогово-и амплитуды обратного тока между об- го элемента 16 проход т импульсы, со- точкой соединени катодов комму- ответствующие положительным значени- .тирующего 2 и дополнительного 3 тирис- м , наход щимс выше пороговоготоров и общей точкой соединени като- уровн . При этом дополнительный кон-да силового тиристора I и среднего денсатор 12 сохран ет напр жение дл вывода зар дного автотрансформатора коммутацией до очередного включени 5 может быть включен дроссель, силового тиристора 1 в момент времени t. В этот момент времени комму- Непрерывный контроль напр жени тирующий конденсатор 10 перезар жает-на коммутирующем конденсаторе (с по- с с пол рностью, указанной без ско-л рностью, необходимой дл коммута-. бок, до напр жени , завис щего от gQщш) и использование ждущего режима величины рабочего тока и от величиныдополнительного коммутирующего конден- напр жени противоположной пол рное-сатора позвол ют использовать данное ТИ , до которого перезар жаетс конден-устройство при питании от источника сатор 10 во врем провод щего состо -переменного напр жени . Дополнитель- ни коммутирующего тиристора 2, Допо л-ggный конденсатор зар жаетс и сохран ет нительный конденсатор 12 в момент вре-необходимое дл запирани силового мени t дозар жаетс , так как втиристора напр жение до того момента этот момент мгновенное значение напр -времени, когда коммутирующее напр жени U;is больше значени этого напр -жение на основном коммутирующем кондеисаторе окажетс ниже минимально необходимого дл коммутации уровн .

Применечие устройства дл коммутации управл ющих обмоток в преобразовател х , работающих по принципу переключени магнитного потока в трех- стержневом магнитопроводе и исполь- рующихс в спецметаллургии (установки электромагнитного перемешивани метал лического расплава в вакуумных печах позволит повысить качество сплава и сократить отходы.

Claims

Формула изобретени

Устройство дл коммутации вентилей трансформаторно-ключевого преобразовател , управл ющие электроды которых предназначены дл соединени с выходами широких импульсов блока управлени , содержащее коммутирующий тиристор, управл ющий электрод которого предназначен дл подключени к выходу узких импульсов, соответствую- щих моментам окончани широких импульсов , блока управлени , катод - дл подключени к катс1ду вентгш , а анод соединен с первой обкладкой коммутирующего конденсатора и катодом диода анод которого соединен с началом обмотки зар дного автотрансформатора , отвод которой предназначен дл соединени с катодом вентил , дл соединени с анодом которого предназ

начена втора обкладка коммутирующего

-iQ

15

20 25

4326846

конденсатора, отличающеес тем, что, с целью расширени области применени , введены последовательно соединенные дополнительные диод и конденсатор , дополнительный тиристор, последовательно соединенные пороговый элемент, инвертор, первый вход элемента И и формирователь коротких импульсов , однофазньй диодный мост, причем анод дополнительного тиристора подключен к точке соединени первого дополнительного конденсатора и катода дополнительного диода, анод которого подключен к первой обкладке коммутирующего конденсатора, втора обкладка дополнительного конденсатора соединена с второй обкладкой коммутирующего конденсатора, катод дополнительного тиристора соединен с катодом коммутирующего тиристора, перва и втора обкладки коммутирующего конденсатора соединены с первым и вторым входами порогового элемента, второй вход элемента И предназначен дл подключени к выходу широких импульсов блока управлени , управл ющий элек- . , трод дополнительного тиристора соединен с выходом формировател коротких импульсов, конец обмотки автотрансформатора и втора обкладка коммутирующего конденсатора соединены соответственно с отрицательным и положительным выводами однофазного диодного моста, выводы переменного тока которого вл ютс вькодом устройства.

30

35

:з

ВНИИПИ Заказ 5А57/50 Тираж 666

Пронзв.-полнгр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

4J

Подписное