Контактно-вентильное коммутационное устройство

 

1. КОНТАКТНО-ВЕНТИЛЬНОЕ КОММУТАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО, содерж щее главные замыкающие контакты, два дросселя насыщения/ два управ ляемых вентиля, выводы для подклю чения источника переменного напря жения и выводы для подключениянагрузки , причем один из выводов для подключения источника перемен го напряжения соединен с одним из выводов для подключения нагрузки через последовательно соединенные первый дроссель насыщения, главные замыкающие контакты и второй дроссель насыщения, другой вывод для подключения источника переменного напряжения соединен с другим выводом для подключения нагрузки, отличающееся тем, что, с целью расширения области его применения, в, него введен выпрямитель, а каждый дроссель насыщения снабжен дополнительной обмоткой, причем входы выпрямителя подключены к выводам для подключения нагрузки, дополнительные обмотки соединены последовательно с и подключены к выводам выпрямителя. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введен тиристорный ключ, включенный последовательно с дополнительными обмотками.

СОЮЗ СОВЕТСХИХ

СОЦИМИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИХ (19) (И) 3(50 Н 01 Н 9 30

ГОсудАРстВенный номитет сссР

re PERM изоБРЕТЕНИЙ V ОТХРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВ .Ф (21 ) 3594730/24-07 (22) 20.05.83 (46 ) 07.08.84. Бюл. Р 29 (72) В.В.Шипицын, В.С.Ухов, В.М.Рудный, В.И.Лузгин, В.И.Бронников u A.A.Ãðèöóê (71) Уральский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический инотитут им. С.N.Kèðîâà (53) 621.3.014.21(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 192267, кл. Н 01 H 9/54, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР

М 192923, кл. Н 03 К 17/52, 1965. (54 ) (57) 1. КОНТАКТНО-ВЕНТИЛЬНОЕ

КОММУТАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее главные замыкающие контакты, два дросселя насыщения, два управляемых вентиля, выводы для подключения источника переменного напряжения и выводы для подключения ° нагрузки, причем один из выводов для подключения источника переменноro напряжения соединен с одним иэ выводов для подключения нагрузки через последовательно соединенные первый дроссель насыщения, главные замыкающие контакты и второй дроссель насыщения, другой вывод для подключения источника переменного напряжения соединен с другим выводом для подключения нагрузки, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения области его применения, в, него введен выпрямитель, а каждый дроссель насыщения снабжен дополнительной обмоткой, причем входы выпрямителя подключены к выводам для подключения нагрузки, дополнительные обмотки соединены последовательно

Щ и подключены к выводам выпрямителя.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введен тиристорный ключ, включенный последовательно с дополнительными ,обмотками.

1107185

Изобретение относится к коммутирующим электрическим аппаратам и предназначено для бездуговой коммутации электрических цепей переменного тока.

Известно контактно-вентильное 5 устройство, содержа|цее два встречнопараллельно включенных в каждую фазу управляемых вентиля, параллельно которым включен контактный коммутационный аппарат, причем последовательно с управляемыми вентилями может быть включено активное сопротивление (1 1.

Недостаток такого устройства заключается в том, что в процессе коммутации на резисторе, включенном последовательно с вентилями, может оказаться большое падение напряжения, достаточное для поддержания электрической дуги через размыкаемые контакты. 20

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является контактно-вентильное устройство, предназначенное для коммутации тока ударного генератора, содержащее 25 быстродействующий контактный аппарат, вспомогательные вентили и дроссели насыцения, причем вентили включены параллельно цепям из контактного аппарата и соответствующего дросселя насыщения Р2 7.

Недостаток известного устройства в заключается том,.что постоянно включенные в сеть дроссели насыщения, обладающие нелинейными свойcTBàìè, при леремагничивании через каждый полупериод промышленной частоты вносят существенные искажения формы тока сети. Это ограничивает применение устройства в области ударных генераторов и не позволяет

4О испольэовать его для коммутации промышленной сети 50 Гц.

Цель изобретения — расширение области применения.

Указанная цель достигается тем, что в контактно-вентильное коммутационное устройство, содержащее главные замыкающие контакты, два дросселя насыщения, два управляемых вентиля, выводы для подключения источника переменного напряжения и выводы для подключения нагрузки, причем один из выводов для подключения источника переменного напряжения соединен с одним из выводов для подключения нагрузки через последовательно соединенные первый дроссель насыщения, главные замыкающие контакты и второй дроссель насыщЕния,, другой вывод для подключения источника переменного напряжения соединен с 60 другим выводом для подключения нагрузки, введен выпрямитель, а каждый дроссель насыцения снабжен дополнительной обмоткой, причем входы выпрямителя подключены к выводам для подключения нагрузки, дополнительные обмотки соединены последовательно и подключены к выходам выпрямителя.

С целью повышения быстродействия в устройство введен тиристорный ключ,.включенный последовательно с дополнительными обмотками.

На фиг. 1 приведено предлагаемое устройство без тиристорного ключа в цепи дополнительных обмоток; на фиг. 2 — то же, с тиристорным ключом.

В предлагаек:ом устройстве нагрузка 1 лрисоединяе."я к источнику переменного напряжения через последовательно соединенные дроссель 2 насыщения, главные замыкающие контакты 3 и дроссель 4 насыщения, причем параллельно главным замыкающим контактам

3 и дросселю 4 насыцения подключен тиристор 5, а параллельно этим же контактам 3 и дросселю 2 насыщения тиристор 6 . Параллельно нагрузке 1 через выпрямитель 7 подключены последовательно соединенные дополнительные обмотки 8 и 9, магнитно связанные с обмотками соответствующих дросселей 2 и 4 насыщения. Обмотки

8 и 9(фиг. 2)присоединены к выпрямителю через тиристорно-конденсаторный ключ, в котором использованы включающий 10 и выключающий 11 тиристоры, между которыми включен конденсатор

12 ключа, заряжаемый от внешнего источника напряжения(либо от сети через отдельный выпрямитель), причем параллельно выходным зажимам выпрямителя 7 может быть подключен конденсатор 13 для уменьшения пульсаций выпрямленного тока через обмотки 8 и 9.

Устройство работает следующим образом.

При включении отпирается тиристор

5 или 6 в зависимости от фазы питающего напряжения. При отпирании, например, тиристора 6 ток от источника литания протекает ло цепи: первый зажим источника питания, тиристор 6, дроссель 4 намагничивания, нагрузка

1, другой зажим источника питания.

При этом происходит намагничивание дросселя 4 насыцения и все это время ток через тиристор б ограничен на допустимом для тиристора уровне. После включения тиристора 6 заьыкаются главные замыкающие контакты 3, которые шунтируют тиристор 6 через дроссель 2 насыщения, при этом последний также намагничивается до насыценного состояния, При отпираний первым тиристора 5 процесс включения происходит аналогично описанному для тиристора 6 вследствие симметрии схемы.

После включения. тиристоров 5 или

6 через дополнительные обмотки 8 и

9 начинает протекать ток, выпрямленный с помощью выпрямителя 7. Этим

1107185 током сердечники драсселей намагничи-. ваются определенным образом, в соответствии с указанными точками началом и концом обмоток и остаются в насыщенном состоянии во всем диапазоне наминальных токов нагрузки. Прк этом драссели 2 и 4 имеют малую индуктивность, не перемагнкчиваются и не вносят искажений в форму токов, протекающих через нагрузку 1.

При отключении номинальных токов )О нагрузки процесс происходит следующим образом. Отпирается тиристор 5 или 6 в зависимости от фазы питающего напряжения, например тиристор б.

Затем практически без дуги размыкаI 5 ются главные замыкающие контакты 3.

После перехода тока в тиристаре через нуль он запирается и,. если при этом контакты 3 разошлись настолько, чта выдерживают переходное

В а с с T а н а В л к в а ю ще е с я и а fT p я >к е н и е, отключение закан квается. В противном случае следует предусмотреть обеспечение протекания еще аднсга полупериада тока через второй противофазный, тиркстар 5. 25

Наиболее тяжелым является режим отключения тока короткого замыкания.

Для повышения надежности устракства необходимо аграничктb zo:< через тиристоры 5 илк 6 ниже допускаемой 30 величины. Эта достигается р предлагаемом устройстве с помощью драсселей

2 и 4 насыщения предварительна на— магниченных с помощью абма GK 8 и

9. Как только величина така в цепи превысит наминальнае зна -;ен.-:е, чта имеет место прк нарастании така ! короткого замыкания клк upi п=pe— грузках, драсселк 2 клк 4 начиня .r размагнкчкваться, прк эта:.... -;,,; уктивность возрастает, чта приводит к снижению тока в отключаемой цепи.

Кроме того, прк вазникнавенкк ксроткого. замыкания в цепи нагрузки на ней исчезает напряжение О, следовательно, прекращается ток в намагничквающих обмотках 8 и 9, в результате чего дроссели 3 и 4 под действием тока короткого замыканкя интенсивно перемагнкчкваются при павыи енных значениях индуктивностей драсселей 2 и 4 нась>щения.

В соатветствии с фазой питающего напряжения включается один кз тиристоров, например, б. Ток через него ограничивается дросселем 4, который в это время перемагничивается и имеет повышенную кндуктквнасть. В дальнейшем процесс отключения идет аналогично отключению номинального тока нагрузки. При необходимости пропустить второй полупериод тока отпирают тиристор 5, ток через него ограничивается дросселем 2 насыщения, который в предыдущий полупериод не перемагничквался, будучи зашунткраванным тиристором 6.

При соответствующем подборе параметров дросселей 2 и 4 ТоК короткога замыкания может быть многократно ограничен, что повышает надежность предлагаемого .устройства и остального оборудования, облегчается контакт. ная система па требованиям ограниченного тока.

Быстродействие устройства при отключении существенно повышается, если ввести в цепь обмоток 8 и 9 тирксторный ключ. При включении устройства одновременно с тиристарами

5 кли 6 отпирают тиристор 10 ключа.

До этого конденсатор 12 должен быть предварительна заряжен ат внешнего кстачнкка питания. При ликвидации караткога замыкания кли при плановом атключечкк отпирается тиристор 11 клю=а. В рсзультате ткркстор 10 запирается током o= разряда конденсатора

12, обеспечиваются обмотки 8 к 9 к ускоряется процесс вхождения дросселей 2 к 4 в состояние перемагни=кванкя к повышения их индуктквностк„ что уменьшает средний ток через устройства.

Па сравне:ию с известным предлагаемое устройства не изменяет формы тока через нагрузку, так как прк пратеканкv. кОминальнога тока сердеч нккк дрссселей насыщения не перемагнк- H.веются. Эта улучшает его техникоэкономические характсристккк и расши ряет область применения. Кроме того, облегчаются условия работы вентилей ткркстарав, так как при отключении таков кораткога замыкания насышающкеся дросселк переходят в состояние перемагнкчкванкя к имеют повышенную индуктивность, чта ограничивает

v,e ëè.=èíó предельного тока короткого замыканкя и повышает надежность работы устройства к всей питающей цеги. Одновременно абестачкваются дополнительные обмотки, намотанные на сердечниках дросселей нась1щения, ак как прк возникновении короткого замыкания в .цепи нагрузки исчезает напряженке к на выпрямителе от короткого замыкания питаются эти обмотки.

Это приводит к ускорению переходного процесса в цепи ограничения тока короткого замыкания. Применение быстродействующего тиристорнога ключа дополнительно ускоряет процесс ограничения тока, в том числе и номинального тока. Это позволяет использовать шунткрующие тиристоры

5 и б без специальных охладителей, так как они мала греются, даже при относительно частых включениях и выключениях устройства. Облегчается контактная система контактного аппарата па причине огранкчения тока короткого замыкания.

Составитель A.Êàðåòíèêoâ

Редактор Н.Бобкова Техред О. Неце Корректор В.Петраш

Заказ 5765/37 Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная,4