Тиристорньгй выпрямитель

О П И С А Н И Е 271637

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Ссцивлистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 04Х!.1968 (¹ 1246169/24-7) с присоединением заявки Мс

Приоритет

Опубликовано 26Х.1970. Бюллетень ¹ 18

Дата опубликования описания 31 :III.1970

Кл. 21d-, 12, 03

ЧПК Н 02m 1/08

УД1(621.314.58 (088.8) Комитет по делвм изобретеиий и открытий при Совете Мииистрав

СССР

Автор изобретения

Б. С. Цодиков

Заявитель

Ленинградское специальное конструкторское бюро тяже и уникальных станков

ТИРИСТОРНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ

Известны тиристорные выпрямители, содср>кащие одпополупериодпьш мапштпый усилитель, рабочая обмотка которого подключена через резистор и диод между анодом и управляющим электродом тиристора, и цепь из последовательно соединенных стабилитрона и диода, подключенную параллельно цепи рабочая обмотка — управляющий переход тнрпстора. Однако после насыщения мапштного усилителя и, следовательно, включения тиристора через его управляющий переход продолжает протекать ток за счет энергии, запасенный в рабочей обмотке, что, в свою очередь, вызывает дополнительный нагрев перехода и является весьма нежелательным при больших углах регулирования, т. е. когда к тиристору после окончания положительного полуперпода прикладывается обратное напряжение. В этом случае возникает опасность выхода тиристора из строя, что сни>каст надежность работы выпрямителя.

Описываемое изобретение отличается тем, что, с целью повышения надежности в диагональ моста, образованного указанными цепями, включен резистор. В результате чего вся энергия, запасенная в рабочей обмотке, выделяется па этом резисторе.

На фиг. 1 показана припцшп|альная схема описываемого выпрямителя; па фиг. 2 — диаграмма токов и напряжений при активной (активно-иидуктигпой нагрузке); пя фиг. 3 — диаграмма токов и напряжений при работе иа противо-э.д.с.

При положительном потенциале е, иа аноде тиристора 1 по отноше|ино к катоду (см. фиг. 2, диагра;nra «а» и фиг. 3, диаграмма «а») по диоду 2 п резистору > протекает ток i,„ состоящий из двух составляющих: тока протекающего через стабилитроны 4 и диод 5

10 к катоду тиристора, и тока х,, протекающего через рабочую обмотку 6 магнитного усилителя 7 и управля|ощий переход тиристора к катоду. Форма этого тока I>, зависит от формы пита>ощего напря>кения I; гида нагрузки. При

15 активной нагрузке опа имеет вид синусоиды, как на фиг. 2 (диаграмма «б»), при наличии инд1 ктивности форма тока пссколько искяжяется п запаздывает в зависимости от соотношения индуктивиости нагрузки II суммарной величи20 ны активного сопротивления нагрузки и резистора >. При работе на противо-э.д.с. форма тока близка к синусоиде и зависит от величины противо-э.д.с. E,„(см. фиг. 3 диаграмма

«б») .

25 Напря>кеш|е U„. между катодом диода 2 и катодом тиристора 1 определяется падением пап ряжспия ия стяоилитронс 4 п диоде ) II имеет вид заштрихованной части ия диаграммах «и» {см. фиг. 2 и 3). при этом, если тириЗ0 стор ие открывается в ге ирис положительного

271637 полупериода, то заштри ованная часть дол>кпа быть па диаграмме продол>кена до пересечения с кривой е, (на диаграмме «а» показано пунктиром). Если нагрузкой является противо-э.д.с. Ео, то это напряжение должно бьггь построено над линией Е», так как потенциал катода равен Ер. Ток i протекает и по нагрузке (см. диаграммы «г»). В цепи же управляющего электрода ток, равен току холостого хода магнитного усилителя 7 и, если за время положительного полуперпода сердечник усилителя не достигает насыщения, то ток этот продолжается (см. диаграммы «б») до конца поло>кительного полупериода, пе достигая тока I„,, минимально необходимого тока управляющего перехода тиристора, при котором он отпирается. Если усилитель в какой-то момент to достигает состояния насыщения, то ток 1 перераспределяется между параллельными цепями: ток iy, возрастает с крутизной, определяемой только параметрами усилителя, а ток iy,,падает. B пределе амплитуда тока >,,может стремиться к значению i .

В момент t ток iy,. достигает значения

1,„.„(см. диаграммы «б»), и тиристор открывается.

Так как в открытом состоянии падение напряжения на тиристоре мало (десятые доли вольта), то тиристор шунтирует всю цепь управления, напряжение между катодом диода 2 и катодом тиристора становится равным нулю, и ток I мгновенно прекращается (см. момент

У . на диаграммах «а» «б»). Однако энергия, запасенная в индуктивности рабочей обмотки б, должна выделяться. Внутри параллельных цепей моста энергия не может выделяться, так как этому препятствует диод 5. Поэтому имеется только два пути: либо по цепи нагрузки (через сеть, резистор 8 и диод 2) либо через диагональ моста, в которую установлен резистор 8 и стабилитрон 4.

Первый путь обладает ббльшим сопротивлением и содержит источник напряжения, направленного навстречу — э.д.с. самоиндукции магнитного усилителя. Поэтому энергия выделяется в диагонали моста, а ток, протекающий от этой э.д.с. в резисторе, имеет вид, показанный па диаграммах «ь» фиг. 2 и 3. Этот ток не протекает в цепи управляющего электрода, так что после отпирания тиристора ток i, мгновенно прекращается. Это приводит к тому, что величина среднего тока, протекающего по управляющему переходу, уменьшается и определяется практически только передним

10 фронтом импульса тока Ly„. Длительность iK0 импульса па уровне 0,3 — 0,41„,, составляет несколько десятков микросекунд.

Так как напряжение между катодом диода

2 и катодом тиристора 1 может быть выбрано, равным допустимому напряжению управляющего перехода тиристора, а амплитуда тока импульса всегда равна току 1„,, (при этом длительность импульса мала), то габариты магнитного усилителя уменьшаются и могут

20 достигать оптимально-минимальных величин, при этом индуктивность, зависящая от числа витков обмотки б, может быть достаточно малой, а крутизна импульса большой. При изменении входного напряжения U в управ25 ляющей обмотке можно менять момент насыщения магнитного усилителя и момент отпирания тиристора. При этом можно менять средний ток нагрузки (см. диаграммы «г»).

Ток i при этом мал и практически не оказы30 вает влияния на средний ток нагрузки.

Предмет изобретения

Тиристорный выпрямитель, содержащий

35 однополупериодный магнитный усилитель, рабочая обмотка которого подключена через последовательно соединенные резистор и диод между анодом и управляющим электродом тпрпстора, и цепь из последовательно соеди40 ненных стабилитрона и диода, подключенную параллельно цепи рабочая обмотка-управляющий переход тиристора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в диагональ моста, образованного указанными цепя45 ми, включен резистор.

271637 (у

9 иг. 1.,2

9 м.2

Составитель 1 . Вейдер

Редактор С. Лазарева Техред Л. Я. Левина Корректор И. С. Хлыстова

Заказ 2358 5 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4j5

Типография, пр. Сапунова, 2

I 1

11

1