Узлы коммутации однооперационных тиристоров

Узлы коммутации однооперационных тиристоров

Различают узлы параллельной и последовательной коммутации. В обоих случаях для выключения тиристора к нему прикладывают обратное напряжение, под действием которого прекращается анодный ток тиристора и восстанавливаются его запирающие свойства. Источником коммутирующего напряжения обычно является конденсатор, предварительно заряженный с нужной полярностью.

При параллельной коммутации конденсатор через замыкающий ключ подключается либо параллельно силовому тиристору (рис. 9.3,б), либо параллельно нагрузке (рис. 9.3,б). При подключении конденсатора параллельно тиристору напряжение на тиристоре во время коммутации u_a,обр=u_c, а напряжение на нагрузке u_н=Е+u_c. При подключении конденсатора параллельно нагрузке анодное напряжение тиристора u_a,обр=u_c-Е, а напряжение на нагрузке u_н=u_c. В обоих случаях напряжение на нагрузке зависит от напряжения на конденсаторе, которое будет изменяться в зависимости от тока нагрузки.

При последовательной коммутации напряжение коммутирующего конденсатора вводится в цепь последовательно с тиристором, например, если конденсатор включается параллельно дросселю (рис. 9.3,в). Тиристор на интервале коммутации оказывается под обратным напряжением u_a,обр=u_c-Е, а напряжение на нагрузке u_н=0. Контур перезаряда конденсатора не включает нагрузку, поэтому напряжение на нагрузке при последовательной коммутации не зависит от процессов на интервале коммутации, т.е. от условий перезаряда конденсатора.

На рис. 9.4,а приведена схема простейшего тиристорного импульсного преобразователя постоянного напряжения с узлом параллельной коммутации, в котором коммутирующий конденсатор С_к подключается параллельно нагрузке. В коммутирующий узел силового тиристора V_c входит конденсатор С_к, коммутирующий тиристор V_к и цепь для колебательного заряда конденсатора, состоящая из дросселя L_к и диода V. Нужные для коммутации вентиля V_c полярность и величина напряжения на на конденсаторе С получаются после включения при t=t₁ тиристора V_c, когда по контуру V_c-V-L_k-C_k происходит заряд конденсатора С_к до напряжения V_co>E (рис. 9.4,б). При этом к нагрузке прикладывается напряжение U_н=Е. Кроме тока нагрузки iн, через тиристор V_c при его включении протекает ток заряда конденсатора i_c (рис. 9.4,а), по форме близкий к полуволне синусоиды (заряд конденсатора имеет колебательный характер): i_a=i_н+i_c. Для выключения тиристора V_c подаём в момент t=t₂ импульс управления на тиристор V_к. При его включении напряжение на нагрузке становится равным напряжению заряженного конденсатора С_к u_н=U_co, а к тиристору  V_c прикладывается обратное напряжение, равное ua=Uco-E. Ток через тиристор V_c прекращается, а ток нагрузки замыкается по цепи R_н-L_н-С_к-V_к. Конденсатор перезаряжается током нагрузки, а так как этот ток из-за большой индуктивности L_н хорошо сглажен, то напряжение на конденсаторе u_c и тиристоре u_a изменяется по линейному закону. Тиристор V_c за время существования обратного напряжения восстанавливает свои запирающие свойства.

После окончания разряда конденсатора при t=t₃ ток i_c становится равным нулю, а ток нагрузки замыкается через шунтирующий диод