Схема коммутации ( переключения ) тиристоров

Включение и отключение тиристоров в цепях переменного тока имеет свои особен-

ности. Например, при отключении тиристора необходимо обеспечить уменьшение проте-

кающего через него тока до нуля и задержку подачи прямого напряжения.

Для этого применена специальная переключающая схема, входящая в промежуточ

ное звено постоян­ного тока.

Пассивные компоненты переключающих схем (конденса­торы и дроссели) являются общими для всех фаз тиристоров, а поэтому выполняют переключения последовательно и поочередно для разных фаз.

Для запирания тиристоров используется принцип принудительной коммутации, вы­полненной с помощью конденсаторов С2 и СЗ. Чтобы запереть тиристор, через эти конден

саторы подается импульс обратного тока, а затем к электродам тиристора прикладывается обратное напряже­ние на то время, которое необходимо для восстановления запираю­щих свойств в прямом направлении.

В инверторе применена 2-ступенчатая коммутация. Узел коммутации включает в себя 6 рабочих тиристо­ров VS11…VS16, 6 обратно включенных диодов VD1…VD6 и 6 коммутирующих тиристоров VS21-VS26.

Коммутирующие тиристо­ры позволяют в определенный момент времени разряжать

ся кон­денсаторам С2 и СЗ в обратном направлении проводящего рабочего тиристора и тем самым запирать его.

Покажем это на примере работы фазы А, где используются рабочие тиристоры VS11 и VS14, коммутирующие тиристоры VS21 и VS24.

В исходном положении, когда тиристор VS11 является прово­дящим, конденсаторы С2 и СЗ заряжены, имеют полярность напря­жения, указанную без скобок, и разность потенциалов на выводах: U_с2 = 0,5U_с2; U_с3 = 1,5 U _с: U_с1 = U _с.

Проводящим является тирис­тор VS11, и ток нагрузки проходит по цепи:

« + »- VS 11 - фаза А двигателя.

При переключении фазы А с плюсовой шины на минусо­вую необходимо закрыть тиристор VS11 и открыть тиристор VS14.

Для этого следует снять импульс с управляющего электрода VS11 и подать поло

жительный импульс на управляющий электрод VS21, благодаря чему он откроется.

При этом образуются цепи разряда конденсаторов:

«+ C2» - VS21 - VS11 и VD1 -L1 - « -C2»;

«+ СЗ» - VS21- VSU и VDl –Ll –C1 -« - СЗ».

Ток разряда проходит встре­чно с рабочим током ЭД, поэтому ток тиристора VS11 быстро уменьшается до нулевого значения, благодаря чему тиристор VS11 закрывается.

Конденсаторы С2 и СЗ продолжают разряжаться через диод VD1, и одновременно происходит их перезаряд на противопо­ложную полярность, указанную в скобках. К концу перезаряда напряжения на конденсаторах становятся следующими:

U_с2 = 1,5U_с2; U_с3 = 0,5 U _с.

В этот момент времени подается импульс на управляющий электрод VS14, тири-

стор открывается и анод диода VD1 приобретает отрицательную пролярность« - ».

В результате этого диод VD1 закрывается и разряд конденсаторов прекращается.

При открытом рабочем ти­ристоре VS14 ток от фазы А двигателя через тиристор протекает к минусовой шине.

Переключение на плюсовую шину достигается отключением VS14 (также любого тиристора катодной группы) и включением VSI1 или любого тиристора анодной группы.

При снятии импульса с управляющего электрода VS14 и подачи импуль­са па коммутирующий тиристор VS24 образуются цепи разряда конденсаторов:

« ( + ) С2 » - С1- L1- VS14 и VD4 - VS24 «( - ) С2 »;

« ( +» С3 – L1 – VS14 и VD4 - VS24 - «( - ) С3 ».

Применяемые дроссели L1 обеспечивают снижение пиковых значений разрядных токов, что увеличивает длительность разряда конденсаторов и создает тем самым необхо-

димое время для восста­новления запирающего слоя тиристоров.

Время коммутации, составляющее от 3 до 50 мкс, обеспечивает необходимую меж-

фаз­ную коммутацию.

Инвертор со схемой переключения является основным узлом, обеспечивающим качество работы и надежность преобразователя.

В связи с этим блоком контроля БК (см. рис. 102, а) осуществляется контроль его рабочих параметров, а блоком защиты БЗ защита основных узлов. В первую очередь это отно­сится к защите от перенапряжения тиристоров, которая обеспечи­вается цепями RC, включенными параллельно полупроводниковым приборам (на схеме не показаны).

Напряжение тиристорного моста контролируется, для чего из цепей защиты RC выводится сигнал на импульсный усилитель ИУ, который peгулирует время коммутации тиристоров.

При помощи светодиодов осуществляется контроль исправного состояния защиты RC.

Важными параметрами инверто­ра являются напряжение сети, значение переключа-

ющих токов конденсаторов и его нагрузка. Значения этих параметров фиксиру­ются, о чем будет сказано ниже.