Пристрій для захисту запірного вентиля

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для защиты запираемых вентилей преобразователей от воздействия напряжения. Известно устройство (прототип) для защиты запираемого вентиля (тиристора) высокочастотного инвертора напряжения, содержащее защитную цепь для каждого тиристора, которая включает последовательно соединенные конденсатор и диод, причем защитная цепь соединена параллельно с соответствующим тиристором, а диод защитной цепи включен в направлении проводимости тиристора, разрядную цепь для каждого тиристора, включающую последовательно соединенные дроссель и полупроводниковый элемент разряда (тиристор), на входе инвертора цепь из двух последовательно соединенных конденсаторов фильтра, кроме того, в анодной группе диод защитной цепи соединен с катодом тиристора и общая точка соединения диода и конденсатора защитной цепи соединена через разрядную цепь в обратном направлении с общей точкой последовательно соединенных конденсаторов фильтра, а в катодной группе диод защитной цепи соединен с анодом тиристора и общая точка соединения диода и конденсатора защитной цепи соединена через разрядную цепь в прямом направлении с общей точкой последовательно соединенных конденсаторов фильтра. Недостатком данного устройство является ограниченность его применения, т.е. его можно использовать только для защиты тиристоров инвертора, в котором в анодной и катодной группах не применяется последовательное соединение тиристоров. В высоковольтных инверторах с последовательным соединением тиристоров, а также в других преобразователях это техническое решение не может быть использовано. При создании нового устройства для защиты запираемого вентиля задачей является расширение области его применения, в частности, для защиты запираемых тиристоров и при последовательном соединении - в любы х высоковольтных преобразователях. Для решения поставленной задачи в устройстве для защиты запираемого вентиля1, содержащем защитную цепь, включающую последовательно соединенные конденсатор и диод, причем защитная цепь соединена параллельно запираемому вентилю, а диод защитной цепи включен в направлении проводимости запираемого вентиля, разрядную цепь, включенную последовательно соединенные дроссель и полупроводниковый элемент разряда, согласно изобретению, вышеупомянутым полупроводниковым элементом разряда является диод, в устройство введены накопительный конденсатор и тиристор-, причем разрядная цепь соединена через указанный накопительный конденсатор встречно-параллельно диоду защитной цепи, а тиристор соединен встречнопараллельно с разрядной цепью. В заявляемом устройстве конденсатор защитной цепи, включенной параллельно запираемому вентилю (тиристор, транзистор), передает накопленную энергию в специально введенный в устройство накопительный конденсатор через запираемый вентиль в момент его включения и разрядную цепь, состоящую из диода разряда и дросселя. Затем, в момент выключения запираемого вентиля включается введенный в устройство тиристор, через который и внешнюю цепь осуществляется разряд накопительного конденсатора и одновременный заряд конденсатора защитной цепи до прежнего значения напряжения. Поскольку все элементы устройства защиты подключены только к одному вентилю, то предлагаемое техническое решение может быть использовано в тех преобразователях, в которых применяется этот вентиль. При этом дополнительно решается задача унификации узлов защиты, а также снижаются потери мощности. На чертеже (фиг.) изображено заявляемое устройство для защиты запираемого вентиля. Устройство для защиты запираемого тиристора 1 содержит защитную цепь 2, накопительный конденсатор 3, разрядную цепь 4, тиристор 5 и дроссель насыщения 6, причем защитная цепь 2 включает диод 7, соединенный анодом с анодом запираемого тиристора 1, и конденсатор 8, соединенный первым выводом с катодом диода 7, а вторым выводом - с катодом запираемого тиристора 1, разрядная цепь 4 включает диод 9, соединенный катодом с анодом запираемого тиристора 1, и дроссель 10, соединенный первым выводом с анодом диода 9 и вторым выводом через накопительный конденсатор 3 с общей точкой соединения диода 7 и конденсатора 8 защитной цепи 2, тиристор 5 соединен анодом с анодом запираемого тиристора 1, а катодом через дроссель насыщения 6 с общей точкой соединения накопительного конденсатора 3 и разрядной цепи 4. Устройство работает следующим образом. В первоначальный момент времени, когда на устройство подается напряжения, конденсатор 8 через диод 7 защитной цепи 2 заряжается до напряжения определяемого параметрами внешней цепи. При включении запираемого тиристора 1 конденсатор 8 защитной цепи 2 начинает разряжаться через запираемый тиристор 1, дроссель 10 и диод 9 разрядной цепи 4 на накопительный конденсатор 3, емкость которого выбирается значительно больше емкости конденсатора 8 для уменьшения воздействующих напряжений на разрядную цепь 4 и тиристор 5. Когда напряжение на конденсаторе 8 защитной цепи 2 становится равным по абсолютной величине напряжению на накопительном конденсаторе 3, ток через дроссель 10 разрядной цепи 4 достигает своего максимального значения. После этого, энергия, запасенная в дросселе 10 начинает перекачиваться в накопительный конденсатор 3. Ток дросселя 10 разрядной цепи 4 первоначально протекает через запираемый тиристор 1 и конденсатор 8 защитной цепи 2 и, когда конденсатор 8 полностью разрядится, этот ток продолжает протекать через диод 7 защитной цепи 2. При нулевом значении тока через дроссель 10 накопительный конденсатор 3 полностью взял на себя первоначальную энергию конденсатора 8 защитной цепи 2. Диод 9 разрядной цепи 4 блокирует разряд накопительного конденсатора 3. При выключении запираемого тиристора 1 напряжение на нем начинает восстанавливаться В момент выключения одновременно включается тиристор 5. Напряжение на запираемом тиристоре 1 возрастает и начинается процесс заряда конденсатора 8 защитной цепи 2 и разряда накопительного конденсатора 3 через тиристор 5, дроссель насыщения 6 и внешнюю цепь. Заряд конденсатора 8 защитной цепи 2 облегчает процесс выключения запираемого тиристора 1 и снижает величину выброса напряжения на запираемом тиристоре 1 после его выключения. Дроссель насыщения 6 предназначен для уменьшения скорости нарастания тока через тиристор 5 в момент его включения.