Устройство для защиты тиристоров в тиристорном ключе

 

Изобретение относится к области электротехники . Целью изобретения является повышение надежности защиты и улучшение теплового режима работы при использовании его в высоковольтных импульсных модуляторах. Устройство содержит последовательно включенные тиристоры 1. дроссель 6, предназначенный для подключения одним выводом к одному выводу тиристорного ключа, а другим для подключения через ограничитель напряжения к другому выводу тиристорного ключа, первые резисторы 2 по числу тиристоргв 1 в ключе, предназначенные для параллельного включения к соответствующим тиристорам 1. по числу тиристоров 1 диоды 3 и цепочки из параллельно включенных конденсаторов 4 и вторых резисторов 5. одни выводы которых предназначены для подключения к катодам соответствующих тиристоров 1, а другие выводы указанных цепочек подключены к катодам соответствующих диодов 3. аноды диодов 3 предназначены для подключения к анодам соответствующих тиристоров 1. а ь качестве ограничителя перенапряжений Применена цепочка из последовательно включенных лавинных диодов 7 и резисторов 8. 1 ил. (/ С

СОЮЗ СОВГ ТСКИХ сОциАлисти 4еских

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 02 Н 7/12

ГОСУДАРСТВЕ 1Ф4ЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4602767/07 (22) 05.11.88 (46) 07.01.92. Бюл. Q 1 (71) Научно-исследовательский институт приборостроения (72) 8.8.8арской (53) 621.316.925.4 (088.8) (5б) Патент Франции 2120198, кл. Н 03 К 17/00, G 01 R 9/00, 1972.

Электротехническое оборудование для вставок постоянного тока. Сб.научн.трудов. — M.: Энергоатомиздат, 1986, с. 32, рис. 1. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТИРИСТОРОВ В ТИРИСТОРНОМ КЛЮЧЕ (57) Изобретение относится к области электротехники. Целью изобретения является повышение надежности защиты и улучшеwe теплового режима работы при использовании его в высоковольтных импульсных модуляторах. Устройство содержит после,, ЫХ„„1704220 А) довательно включенные тиристоры 1, дроссель 6, предназначенный для подключения одним выводом к одному выводу тиристорного ключа, а другим для подключения через ограничитель напряжения к другому выводу тиристорного ключа, первые резисторы 2 по числу тиристорсв 1 в ключе, предназначенные для параллельного включения к соответствующим тирксторам 1, по числу тиристоров 1 диоды 3 и цепочки из параллельно включенных конденсаторов 4 и вторых резисторов 5, одни выводы которых предназначены для подключения к катодам соответствующих тиристоров 1, а другие выводы указанных цепочек подключены к катодам соответствующих диодов 3. аноды диодов 3 предназначены для подключения к анодам соответствующих тиристоров 1. а ь качестве ограничителя перенапряжений применена цепочка из последовательно включенных лавинных диодов 7 и резисторов 8. 1 ил.

1704220

10 первые резисторы 2 по числу тирис горов в ключе, предназначенные для параллельного включения к соответствующим тиристорам, по числу тиристорон диоды 3 и цепочки иэ параллельно включенных конденсаторов

4 и вторых резисторов 5, одни выводы которых предназначены для подключения к катодам соответствующих тиристоров 1, а другие выводы указанных цепочек подключены к катодам соответствующих диодов 3. аноды диодов 3 предназначены для подключения к анодам соответствующих тиристоров 1, а в качестве ограничителя перенапряжений применена цепочка из последовательно включенных лавинных диодов 7 и резисторов 8.

Устройство работает следующим образом.

В процессе заряда емкостного накопителя в высоковольтном импульсном модуляторе роль элементов, обеспечивающих равномерное распределение напряжений на тиристорах 1, последовательно включенных, в закрытом состоянии выполняют пер, вые 2 и вторые 5 резисторы и конденсаторы

4 защиты. При одновременной подаче импульсов управления (на участке управляющий электрод — катод) на каждый из последовательно включенных тиристоров в том случае. если все тиристоры одновременно не открылись, конденсаторы 4 защиты тех тиристоров 1. которые не открылись. образуют совместно с дросселем 6 последовательный колеМтельный контур. Перепад напряжения, который образуется при открывании тиристоров, в результате разницы напряжений между напряжением на накопительном конденсаторе модулятора и напряжением на оставшихся еще не открытыми тиристорах, в первый момент будет приложен v. дросселю 6. Затем начинается процесс заряда емкости в последовательном колебательном контуре и напряжение на конденсаторах 4 защиты, подключенных к тем тиристорам 1, которые еще нс открылись. при этом будет нарастать. При нарастании напряжения на неоткрывшихся тиристорах процесс их включения ускоряется. Параметры дросселя 6 и конденсаторов

4 защиты должны быть такими, чтобы за время нарастания напряжения на конденсаторах 4 защиты до уровня, не превышающего допустимое напряжение на закрытых тиристорах. оставшиеся не открытыми ти- ристоры 1 открылись, т.е. открывается весь тиристорный ключ. Вторые резисторы 5 обеспечивают рязряд конденсаторов 4 защиты до какого-то уровня с тем, чтобы при последующем заряде емкостного накопителя модулятора. напряжение на конденсато20

55 рах 4 защиты выросло до уланоаившегося уровня. Следует отметигь, что при этом сопротивления первых шунтиру|ощих резисторов 2 можно взять большей величины, т.е. с учетом сопротивлений вторых ре 3ис30 ров 5.

При периодически повторяющемся процессе работы модулятора неполный разряд конденсаторов 4 защиты позволяет уменьшить потребляемую мощность., Цепочка из последов,пельно включенных лавинных диодов 7 и резисторов 8 имеет следующее назначение. В предложенном устройстве лавинные диоды 7 включены встречно по отношениlo к тиристорному ключу. При этом при достижении определенного уровня прямого напряжения (по отношению к тиристорам) на накопительном конденсаторе модулятора и, соответственно, на тиристорном ключе, на лавинных диодах 7 происходит лавинообразование, В этом случае происходит ограничение прямого напряжения на тиристорном ключе.

Для импульса обратного напряжения (по отношению к тиристорам), который может образоваться в результате реакции нагрузки, лавинные диоды включены в прямом направлении(при этом на них нет лавинообразования), а включенные последовательно с лавинными диодами резисторы при этом служат для ограничения тока, т.е. происходит защита тиристорного ключа от обратного напряжения, Для сравнения величин напряжения лавинообразоеания и прямого напряжения на диоде можно привести справочные данные для одного лавинного диода типа 2Д206 В: амплитуда обратного напряжения или постоянное обратное напряжение 600 В, т.е. напряжение лавинообразования при этом составит 600-1000 В; постоянное прямое напряжение 1,5 В (при токе через диод 1 А). Следует также отметить, что в предложенном устро,ство дроссель и.цепочка из последовательно включенных лавинных диодов и резисторов функционально взаимно связаны след ющим образом, Наличие цепочки из последовательно включенных лавинных диодов и резисторов обеспечивает защиту тиристоров от превышения допустимого уровня по обратному напряжению при длитель. ом по времени воздействии обратного напряжения, но в тоже время такая защита может быть относительно инерционной по быстродействию.

Дроссель же при этом обеспечивает быст родействующую защиту типисторов от ппевышения допустимого уровня по обратному напряжению при относительно краткоаре