Параллельно тиристору

При поочередных переключениях пар тиристоров ток i'H через активно-индуктивную нагрузку ZH, согласно первому закону коммутации, не может измениться скачком. Поэтому он продолжает сохранять свое направление в течение некоторого времени At, плавно уменьшаясь до нуля ( 9.44, б). Только после этого ток гн изменяет свое направление на обратное. В такие интервалы времени Д? ток гн не может пройти через тиристоры, так как одна пара тиристоров вообще закрыта, а другая пара — открыта, но ток I'H для открытых тиристоров имеет обратное направление. Включенные параллельно тиристорам в обратном направлении диоды Дх — Д,, называемые обратными, предназначены для прохождения тока /н в указанные интервалы времени А^. В противном случае возникающие в эти моменты времени большие э. д. с. самоиндукции могут вывести тиристоры из строя. Если прямоугольная форма выходного напряжения АЙН не удовлетворяет потре-

кания используют вспомогательные (отсекающие) диоды Д\ — Д4, включенные параллельно тиристорам. Обратное по отношению к тиристорам включение диодов позволяет последним вступать в работу, когда мгновенные значения токов имеют направление, противоположное направлению мгновенных значений напряжения. При работе отсекающих диодов реактивная мощность от индуктивной нагрузки возвращается к источнику питания Е. Условия отдачи диодами реактивной мощности в инверторах напряжения наиболее благоприятные, поскольку входное напряжение у них неизменное.

Для снижения напряжения на элементах схемы и получения «жесткой» внешней характеристики в резонансных инверторах используют обратные диоды, включенные встречно-параллельно тиристорам, как, например, в инверторах напряжения (см. 11.12, а и 11.13, а). Через эти диоды возможен отвод реактивной мощности нагруз-

реактивной составляющей тока якоря в преобразователе имеются диоды Д1 — Д6, включенные параллельно тиристорам, но в обратном направлении.

К анодам тиристоров приложено положительное напряжение Еа. Параллельно тиристорам включены диоды Д3,

Приведенная на 3.31,а полумостовая схема инвертора примечательна тем, что она содержит все основные элементы мостовых схем. Выключение тиристоров, здесь опять осуществляется с помощью коммутирующих конденсаторов, которые, однако, включены иначе, чем в схеме 3.29,а именно входят в состав специальных узлов коммутации (УК), которые подключены параллельно тиристорам; на работе узла коммутации подробнее остановимся позже.

На 3.46 приведена схема резонансного инвертора с удвоением частоты. Последовательный резонансный контур CkLk включен в диагональ вентильного моста. Ток в этом контуре, на каждом периоде имеющий форму слегка затухающей синусоиды, может благодаря диодам, включенным встречно-параллельно тиристорам, изменять свое направление на обратное, так что через цепь нагрузки, подключенной через разделительный конденсатор СР к входной диагонали моста, течет ток двойной частоты. Вместо комбинации тиристор — встречно-параллельный ди-

Рассчитать значения R и С демпфирующей цепочки, присоединенной параллельно тиристорам. Определить потери мощности в резисторе R.

3 а д а ч а б 11. Через однофазный прерыватель с тиристорами, включенными встречно-параллельно, от сети с напряжением ?/„=380 В и частотой 50 Гц питается нагрузка, состоящая из резистора с сопротивлением Ди= =6 Ом ( 6 35). Используются тиристоры типа Т 50 N/1200 [39] с t/np.n=^o6pn=120O В и (dufdt)= =400 В/мкс. Все остальные технические данные такие же, как и у тиристоров типа Т 50 N/600 (см. задачу 6 10). Полное сопротивление сети Х=5,5 мОм, колебания напряжения в сети + 10%. Необходим коэффициент запаса по напряжению 6=1,5. Рассчитать параметры элементов
6.35. Однофазная схема с встречно-параллельно включенными тиристорами, работающая на активную нагрузку.

Потери в защитных J? С-цепочках, подключаемых параллельно тиристорам, складываются из потерь в активном сопротивлении от прохождении синусоидального тока (при закрытом тиристоре) и из потерь от разрядного тока конденсатора (при включении тиристора). В зависимости от типа применяемого тиристора заводами-изготовителями рекомендуются к применению значения активного сопротивления 20—40 Ом и емкости конденсатора 1—4 мкФ. В сети напряжением 220/380 В суммарные максимальные потери в защитных цепочках могут доходить соответственно до 15—45 Вт при включении цепочек на фазное или линейное напряжения.

— подключать #С-цепочки параллельно тиристору. Конденсатор ограничивает перенапряжения, а резистор ограничивает ток разряда конденсатора при отпирании тиристора;

На 10.7 приведены схемы коммутации тиристоров с помощью последовательного LC-контура, включенного параллельно тиристору ( 10.7, а) и последовательно с ним ( 10.7, б). В схеме 10.7, а конденса-тор С заряжается с поляр-ностью, указанной без скобок, когда тиристор ТР заперт. При включенном тиристоре конденсатор перезаряжается через него. Через полупериод собственных колебаний LC-контура полярность напряжения на конденсаторе изменяется на обратную, и в следующий полупериод нарастающий ток перезарядки конденсатора выключает тиристор, так как проходит навстречу току нагрузки.

параллельно тиристору напряжение на тиристоре во время коммутации «a,oop=«c, а напряжение на нагрузке мн=? + «с. При подключении конденсатора параллельно нагрузке анодное напряжение тиристора «а,обр = = ис — Е, а напряжение на нагрузке ия = ис. В обоих случаях напряжение на нагрузке зависит от напряжения на конденсаторе, которое будет изменяться в зависимости от тока нагрузки.

щего состояния в тиристоре возможно лишь снятием напряжения на его зажимах в управляемой цепи. Для этого наиболее удобно применение LC-цепи, включенной параллельно тиристору, как это показано на 16.5, а. До подачи пускового сигнала конденсатор С заряжен до напряжения источника питания ?а. С подачей пускового импульса появляется ток через нагрузку и начинается колебательный разряд конденсатора через тиристор и индуктивность L. Благодаря этому наступает момент, когда результирующий ток через тиристор становится равным нулю и восстанавливается его непроводящее состояние. Естественно, пусковой сигнал к этому

ным параллельно тиристору VS, ток нагрузки перейдет с тиристора VS на конденсатор С и тиристор VS выключится. Под действием ЭДС источника конденсатор будет перезаряжаться. Напряжение конденсатора ис изменится в процессе перезаряда от —С/ до +U ( 23-16,6), а ток ic постепенно спадет до нуля. Нагрузка RH окажется отключенной от источника. Если теперь снова в момент с2 включить нагрузку К„, открыв тиристор VS, то опять конденсатор С зарядится до напряжения — U и схема будет готова к повторному отключению.

Обратные диоды в данной схеме подключаются встречно-параллельно цепям, состоящим из добавочных индуктивностей и тиристоров инвертора. Непосредственное подключение обратного диода встречно-параллельно тиристору нецелесообразно, так как число обратных днодов обычно намного меньше числа параллельно включен-

параллельно тиристору напряжение на тиристоре во время коммутации Ыа,обр = кс, а напряжение на нагрузке ия—Е + ис. При подключении конденсатора параллельно нагрузке анодное напряжение тиристора «а,обр = = ис—В, а напряжение на нагрузке иш = ис. В обоих случаях напряжение на нагрузке зависит от напряжения на конденсаторе, которое будет изменяться в зависимости от тока нагрузки.

Импульсом управления ty ( 3.29.6) тиристор V включается в момент ty. Ток протекает от источника питания Е в нагрузку (интервал времени U—U). В момент t2 с помощью ключа 5 конденсатор, предварительно заряженный с указанной на рисунке полярностью до напряжения — Uсо, подключается параллельно тиристору. В результате практически мгновенно ток тиристора iv снижается до нуля ( 3.29,в). Под действием напряжения Е начинается разряд конденсатора ( 3.29,г). К моменту /3 напряжение на коммутирующем конденсаторе и соответственно на тиристоре достигают нуля. Чтобы при этом избежать повторного включения тиристора, необхо-

VS2, то конденсатор Ск оказывается подключенным параллельно тиристору VSi таким образом, что отрицательное напряжение минус 2? оказывается приложенным между его анодом и катодом. Вследствие этого тиристор VSi запирается.

Для предупреждения самопроизвольного включения тиристоров npii ольшой скорости нарастания напряжения (du/dt) применяются RC-ue-очки, включаемые параллельно тиристору. В некоторых случаях со-ротивление в /?С-цепочке шунтируется диодом. Конденсатор должен меть хорошие частотные свойства. Цепочка, ограничивающая du/dt, .олжна быть смонтирована как можно ближе к тиристору. Для защи-ы ТПН от кратковременных перенапряжений в сети к его входным ыводам присоединяют трехфазный мостовой выпрямитель, к выходу оторого подключены конденсаторы большой емкости. Устройства за-хиты, примеры расчета их параметров приведены в [22, 41].

Сброс данной энергии при выключении GTO и ограниченное значение коэффициента запирания может явиться причиной значительных перенапряжений и даже разрушения структуры ключа Во избежание этого параллельно тиристору включают защитные цепи, которые выполняют следующие задачи