Многоканальный тиристорный ключ

Многоканальный тиристорный ключ

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

М АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

)843238 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.01.77 (21) 2444843/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.з

Н 03 К 17/68

Гееудерстееннмй кемитет

СССР

Опубликовано 30.06.81. Бюллетень №24

Дата опубликования описания 05.07.81 (53) УДК 621.316..925 (088.8) но делам нэееретений и атнрытий (72) Авторы изобретения

В. А. Нечаев, В. В. Родионов и И. П. Самсонов (7I ) Заявитель (54) .МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ТИРИСТОРНЫЙ КЛЮЧ

Изобретение относится к тиристорным коммутаторам двухпозиционного регулирования к контактным управлениям и предназначено для переключения питания основных и резервных блоков, или для коммутации в устройствах двухпозиционного регулирования в многоканальных системах тепловой автоматики.

Известен тиристорный ключ с контактным управлением, содержащий тиристор. в выпрямляющей диагонали диодного моста.

Управление таким ключом осуществляется контактом, коммутирующим напряжение тиристора к его управляющему электроду через резистор (1) .

Недостатком такого ключа является то, что тиристор включается позже начала каждого полупериода питающего напряжения

t что создает импульсные помехи, проблемы борьбы с которыми особенно важны в тиристорно-контактных схемах регуляторов нагревательных установок. Уменьшение величины резистора в цепи управляющего электрода тиристора для его более раннего отпирания приводит к тому, что при замыкании контакта в моменты вблизи максимума напряжения питаюшей сети через управляющий электрод тиристора до его включения протекает значительный ток, что понижает надежность работы тиристора, Кроме того, при режиме работы ключа с малыми токами через тиристор, тиристор может переходить на участки вольт-амперной характеристики, при которой возможны режимы неполного включения нагрузки и повышенной мощности рассеиваемой на тиристоре.

Наиболее близок к предлагаемому .многоканальный тиристорный ключ, содержащий диодные мосты с тиристорами в выпрямляющих диагоналях, подключенные последовательно с нагрузками к сети переменного тока с питанием управляюших электродов тиристоров от обшего источника питания, потенциально связанного с катодами всех д тиристоров через дополнительные диоды. Питание управляющих электродов всех тиристоров осуществляется от общего источника питания.

Недостаток известного многоканального тиристорного ключа — невозможность не зависимого включения и выключения каждой нагрузки, причем выключение питания всех нагрузок производится практически одновременно, а поочередные включения

843238 каждой последующей нагрузки после подачи общего сигнала включения для всех нагрузок производится с некоторой задержкой, определяемой параметрами схемы.

Цель изобретения — получение независимого управления каждой нагрузкой и упрощение схемы.

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальном тиристорном ключе, содержащем в каждом канале диодный мост с тиристором в выпрямляюшей диагонали, к другой диагонали моста через нагрузку подключена сеть переменного тока, управляющий электрод и катод тиристора каждого канала соединены через резистор, катод тиристора каждого канала соединены через резистор, катод тиристора каждого канала соединен с отрицательной шиной источника управляющего напряжения через диод в прямом включении, управляющий электрод тиристора каждого канала подключен к клемме переключателя, общий вывод которого через резистор соединен с положительной шиной источника управляющего напряжения.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема двухканального тиристорного ключа.

Двухканальный тиристорный ключ 1, подключенный к клеммам 2 и 3 сети переменного тока содержит силовые. нагрузки 4 и 5, источник 6 управляющего напряжения (постоянного или импульсного) для питания управляющих электродов тиристоров, диоды

7 — 14, образующие два диодных моста, в выпрямляющих диагоналях которых стоят тиристоры 15 и 16, переключатель 17, резистор 18 токоограничивающий (причем, управление нагрузками 4 и 5 может осуществляться независимо, при этом переключатель 17 должен быть заменен двумя переключателями на замыкание-размыкание, каждый из которых включается между положительной клеммой источника 6 управляющего напряжения последовательно со своим резистором токоограничивающим и управляющим электродом соответствующего тиристора 15 или 16),диоды 19 и 20, резисторы 21 и 22 защитные. Остальные двухканальные ключи

23 и 24 аналогичны ключу 1, число которых может быть больше, чем изображено на чертеже.

Многоканальный тиристорный ключ работает следующим образом.

Когда контакт переключателя 17 находится в верхнем положении, управляющий электрод тиристора 15 подключен к источнику 6 управляющего напряжения через резистор 18 и диод 19. Диод 19 смещен в прямом направлении и через него протекает ток управляющего электрода тиристора 15, который при этом открыт. Соответственно к нагрузке 4 приложено напряжение сети от клемм 2 и 3. При этом, отрицательный вывод источника 6 управляющего напряжения находится под потенциалом, близким к потенциалу клеммы 3. В это время тиристор 16 заперт и ток через нагрузку 5 не протекает, Причем в течение одного полупериода напряжения сети переменного тока, когда на

5 клемме 2 положительное напряжение относительно клеммы 3, потенциал анода диода

20. близок к потенциалу клеммы 3, так как диод 14 смещен в прямом направлении сум мой обратных токов тиристора 16 и диода 11.

Катод диода 20, соединенный с отрицательным вводом источника 6 управляющего напряжения, также имеет потенциал клеммы 3.

При этом диод 20 может быть или открыт, и тогда через него протекает часть упомянутой суммы обратных токов, или закрыт разностью прямых падений напряжения на диодах 10, 19 и 14 что, в любом случае, не влияет на режим работы тиристоров 15 и 16, а также в случае импульсного характера напряжения источника 6 управляющего напряжения с указанной на чертеже полярностью. о

Когда в течение другого полупериода на клемме напряжение отрицательно относительно клеммы 3 потенциал анода диода 20 близок потенциалу клеммы 2, так как диод 11 смещен в прямом направлении суммой обратных токов тиристора 16 и диодов

14 и 20. Потенциал катода диода 20 всегда близок к потенциалу клеммы 3. Следовательно к диоду 20 приложено обратной напряжение, бликое к мгновенному значению напря30 жения питающей сети за вычетом падения напряжения на нагрузке 5 от обратных токов тиристора 16, диодов 14 и 20 и за вычетом падений напряжений на открытых диодах 9 и 19 и тиристора 15. Таким образом, диод 20 изолирует нагрузку 5 от влияния отЗ крытого тиристора 15 через общий источник 6 управляющего напряжения, Если переброс контакта переключателя 17 для отключения нагрузки 4 включения нагрузки 5 происходит в момент первого из рассмотренных полупериодов, то ток управляющего электрода тиристора 16 до его включения (и после) определяется в основном источником

6 управляющего напряжения, резистором

18 и самим тиристором 16. Если переброспроисходит в момент второго полупериода, 45 то до включения тиристора 16 ток его управляющего электрода примерно определяется суммой напряжения источника 6 управляющего напряжения и мгновенного значения напряжения сети, суммой сопротивлений резистора 18 и нагрузки 5. Возникновение импульсного тока управляющего электрода тиристора до его включения, превышающего стационарный ток управления в данном многоканальном тиристорном переключателе, ниже чем у известных многоканальных тиристорных ключей, так как его возникновение возможно -только при одной полярности напряжения сети, и, во-вторых, имеется возможность выбором резистора 18 и напряжения источника 6 управляющего напря843238

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 5164 82 Тираж 988 Подписное

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4 жения снизить этот ток до допустимой величины, почти не изменяя условий включения тиристора.

Остальные ключи аналогичны ключу 1 также не влияют друг . на друга. Принцип не меняется и в случае использования в управлении каждого тиристора отдельных переключателей на замыкание-размыкание, работающих зависимо или независимо при наличии отдельного токоограничивающего резистора.

Таким образом, возможность использования одного общего источника питания управляющих электродов тиристоров многоканального ключа делает целесообразным использование потенциального управления тиристорами. Причем через дополнительные развязывающие диоды протекает только ток управляющего электрода соответствующего тиристора и эти диоды выбираются менее мощными, чем диоды силового моста. Кроме того, при отсутствии необходимости одновременной работы двух нагрузок, например, 20 в виде основного и резервного блоков, потребовалось бы два отдельных, изолированных друг от друга коммутируемых контакта для двух ключей, управляющих этими нагрузками, а в. предлагаемом многоканальном тиристорном ключе две контактные группы (нормально замкнутая и нормально разомкнутая) двух ключей могут быть заменены одной группой на переброс, что приводит к упрощению схемы. Предлагаемый многоканальный тиристорный ключ не создает помех, обеспечивает надежную независимую коммутацию нагрузок в течение всего полупериода, прост, дешев и невелик по габаритам.

Многоканальный тиристорный ключ; содержащий в каждом канале диодный мост с тиристором в выпрямляющей диагонали, к другой диагонали моста через нагрузку подключена сеть переменного тока, управ- ляющий электрод и катод тиристора каждого канала соединены с отрицательной шиной источника управляющего напряжения через диод в прямом включении, отличающийся тем, что, с целью независимого управления каждой нагрузкой и упрощения, управляющий электрод тиристора каждого канала подключен к клемме переключателя, общий вывод которого через резистор соединен с положительной шиной источника управляющего напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Скаржепа В. А. и др. Устройства автоматики на тиристорах. Киев, «Техника», 1974, с. 97.

2. Патент США № 3651335, кл. 307 †2 В, 1972 (прототип).