Гибридный контактор переменного тока

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВРЕЕЕНИЯ

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (! !)3 003169 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.12.81 (21) 3364886/24-07 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 07.03.83. Бюллетень №

Дата опубликования описания 07.03.83 (51)M. Кл.

Н 01 Н 9/30

Гввумретвелкмй кемктет

СССР (53) УД К621.3 16. .53 (088.8) яв делам кзебретеккй и вткрмтий с. ° .„, Г. В. Могилевский, B. Г. Бенсман и/@. В. Жет лов. в "--....- - /

ы:.,т;; „ "Ф тно кОистру ктурский

moro апп троения (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский и технологический институт низковоль

"ВНИИЭлектроаппаратГ (7l ) Заявитель (54) ГИБРИДНЫЙ КОНТАКТОР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА тактора j 2 3 и 3) .

Изобретение относится к ниэквольт ным электрическим аппаратам управления.

Известны гибридные контакторы переменного тока, содержащие бесконтактные управляемые элементы (тиристоры, или симмисторы), подключенные параллельно главным контактам контакторов.

Для управления элементами применяютсявспомогательные контакты контактора, 1О соединяющие управляющие электроды элементом через дополнительный ограничивающий резистор 1 11

Недостатками .данного контактора являются низкая надежность вспомогательных контактов, повышенный разброс времени между моментами коммутации главных и вспомогательных контактов, что приводит к необходимости повышения номинального тока элементов. го

Вместо вспомогательных контактов возможно использование герконов и датчиков тока, установленных на шинах кон2

Однако вследствие вибрации контак тов герконов в переменном магнитном поле их ресурс и надежность недостаточные

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является контактор переменного тока, содержащий в каждом полюсе подключенные встречно-параллельно главным контактам контактора тирис» торы, управляющие электроды которых соединены между собой через ограничительный резистор и магнитоуправляемый: контакт (геркон), диоды, шуытирукяцие в обратном направлении управляющие переходы тиристоров, магнитную систему, причем геркон расположен между одними полюсами Н-образного магнитопровода магнитной системы, между другими полю сами установлен постоянный магнит, а

Фокопроводьт контактора проходят через отверстия в перемычке H-образнрго магнитопровода. В контакторе в трехфазном режиме работы геркон находится в посНа фиг. 1 дана принципиальная электрическая схема контактора; на фиг. 24 — конструкции магнитной системы.

В контакторе (фиг. 1) параллельно главным контактам 1 подключены встречно-параллельно тиристоры 2, управляющие электроды которых соединены с помощью последовательно включенных геркона 3 и ограничивающего резистора 4.

В цепи главных контактов включена токовая обмотка 5.

Магнитная система б (фиг. 2) выполнена по мостовой схеме на плечах которой размещены обмотки 7-10, параллельно которым включены диоды

11-14. На одной диагонали моста (вер50

1003 1 тоянном магнитном поле, что исключает, вибрацию его контактов. B оцнофазном режиме в пульсирующем магнитном поле вибрации устраняются путем использования короткозамкнутых обмоток (4. .

Недостатками известного контактора являются сло>кность конструкции магнитной системы, в которой затруднен монтаж и изоляция шин, проходящих через прямоугольные отверстия, нестабильность 30 параметров постоянного магнита, обусловленная воздействием на него переменного магнитного поля шин, опасность залипания контактов геркона. цель изобретения — повышение надеж- 15 ности контактора.

Поставленная цель достигается тем, что в гибридном контакторе переменного тока, содер>хашем в каждом полюсе подключенные вс тречно-параллельно главным 20 кон так там к он так т ора тирис торы, управляющие электроды которых соединены между собой через ограничительный резистор, и геркон, диоцы шунтирующие в обратном направлении управляющие пере- 25 ходы тиристоров, и магнитную систему, последняя выполнена в виде моста, на плечах которого размещены обмотки, шунтированные каждая диодом, в одной диагонали моста выполнен воздушный щ зазор, в котором размещен геркон, а на другой диагонали расположена обмотка, включенная последовательно с главными контактами контактора между точками подключения тиристоров. 35

Для уменьшения тока контактора, при котором происходит срабатывание геркона, на диагонали моста с воэцушным зазором может быть размещена дополнительная обмотка, которая через диоды подключена согласно к кажцой обмотке на плечах моста.

69 4 тикальной на фиг, 2) расположена токовая обмотка 5, В цругой диагонали моста (горизонтальной на фиг. 2) имеется воздушный зазор, в котором укреплен геркон 9.

На магнитопроводе этой диагонали располо>кена короткозамкнутая обмотка 15.

Магнитная система должна быть шихтованной, кроме магнитопровода с зазором, Контактор работает следующим образом.

В отключенном состоянии контактора ток в цепи обмотки 5 отсутствует, контакты геркона 3 разомкнуты и, саеповательно, тиристоры 2 находятся в непроводящем состоянии.

При замыкании главных контактов 1 ток проходит по обмотке 5 и под действием ее магнитного потока в обмотках

7-10 наводятся токи. Вследствие указанных на фиг. 2 направлений намотки обмоток и включении диодов при одном направлении тока, например, указанном стрелкой на фиг, 2, наводятся токи только в обмотках 12 и 13 и магнитный поток проходит в основном через плечи с обмэ =:.,ами 11 и 14 и воздушном зазо-ре в напра влении „у каза нн ом с трелк ой, При другом направлении тока включаются обмотки 11 и 14, но направление потока в зазоре не меняется, т.е. имеет место как бы выпрямление магнитного потока.

При ненасыщенном состоянии магнитной системы, что определяется соответствующим выбором сечения магнитопровода и параметров обмоток, ампер-витки их почти равны ампер-виткам обмотки 5.

Таким образом, разность магнитных потенциалов Ор в зазоре равна по амплитуде ампер-виткам рР обмотки 5 и пульсирует с двойной частотой тока, Обмотка

l5 сглаживает форму потока, При превышении средней величины l3p ампервитков срабатывания геркона происходит его включение, отпирание одного из тиристоров зависимости от полярности напряжения между контактами) и шунтирование им контактов, благодаря чему устраняется эрозия главных контактов при вибрации, поскольку напряжение, возникающее на контактах при дугообразовании, в процессе вибрации, больше отпираюшего напряжения управления тиристоров, Во включенном состоянии контактора ток через тиристоры не проходит, поскольку падение напряжения на контактах меньше напряжения управления, 1003 169 6 качестве порогового датчика переменного тока.

При отключении контактора напряжейие возникающей на расходящихся контактах дуги вызывает включение тирис» торов, дуга гаснет после перехода тока из контактов в тиристоры и полное отключение тока в цепи происходит при первоМ его переходе через нуль.

Для контакторов на малые номииальные токи необходимо увеличивать число витков обмотки 5 для обеспечения срабаты- вания геркона, что приводит к существенному росту габаритов и мощности, Для увеличения разности магнитных потеиииалов Up в зазоре при неизменных ампервитках обмотки 5 возможно включение обмоток 7-10 через диоды 11-14 на сбмотку 16 (фиг. 3) таким образом, чтобы,ампер-витки ее складывать с ампер витками обмотки 5.

Тогда Qp -- 1%v/ (1 + 2 —, )р где 9/„- число витков каждой обмотки

7-10;

9 - число витков обмотки 16.

Для контакторов на повышенные номинальные токи, когда контакты соединенъ шинами, более целесообразно исполнение магнитной системы по фиг. 4, схема которой аналогична фиг. 2, но изменено расположение диагоналей. Преимуществом конструкции является использование, участка шины контактов в качестве одновитковой обмотки.

По сравнению с базовым объектом (выпускаемыми промышленностью контакторами переменного тока КТ64 и

КТ65) использование предлагаемых устройств при модернизации контактов позволяет эа счет уменьшения расхода материалов и комплектующих изделий получать средний экономический эффект 5 .руб, на один контактор, что при намеченном объеме производства 25 тыс. шт. дает общий эффект 125 тыс. руб.

Кроме этого, предлагаемое устройство может быть также использовано в

Формула изобретения

1. Гибридный контактор переменного тока, содержащий в каждом полюсе подключенные встречно-паралл льно главным

10 контактам контактора тиристоры, управляющие электроды которых соединены между собой через ограничительный резистор и магнитоуправляемый контакт (геркон), диоды, шунтируюшие в обрат

15 ном направлении управляющие переходы тиристоров, и магнитную систему, о тл и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения надежности контактора, маг нитная система выполнена в виде моста, 2о на плечах которого размешены обмотки, шунтированные каждая диодом, в одной диагонали моста выполнен воздушный зазор, в котором расположен геркон, а на другой диагонали расположена обмотка, 25 включенная последовательно с главными контактами контактора между точками подключения тиристоров.

2. Контактор по п.l, о т л и ч аю ш и и с я тем, что на диагонали мосщ та с воздушным зазором расположена дополнительная обмотка, которая через диоды подключена параллельно и согласно к каждой обмотке на плечах моста.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США М 3330992, кл. 317-11, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

40 N..377936, кл. Н 02 Н 7/12, 1970, 3. Авторское свидетельство СССР

М 465670, кл, Н 01 Н 51/28, 1973.

4. Авторское свидетельство СССР

М 729670, кл. Н 01 Н 9/30,, 9/54, 33/04, 1980 (прототип).

1003169

1003169

Составитель А. Каретников

Редактор H. Стащишина Техред М. Костик Корректор И. Шулла

Заказ 1576/37 Тираж 701 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП Патент., r, Ужгород, ул. Проектняя, 4