Контактор переменного тока с бездуговой коммутацией

 

КОНТАКТОР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С БЕЗДУГОВОЙ КОММУТАЦИЕЙ, содержащий главные контакты с электромагнитным приводом, трансформатор, два силовых тиристора, кнопки включения и выключения , причем главные контакты и первичная обмотка трансформатора соединены последовательно и зашунтированы после дог1тельно соединенными вторичной обмоткой трансформатора и встречнопараллельно включенными силовыми тиристорами , обмотка электромагнита привода контактора через .последовательно соединенные замыкающий контакт кнопки включения и размыкающий контакт кнопки выключения соединена с выводаг ми для подключения сети переменного тока, о тлич ающийся тем, что, с целью повьшения надежности работы контактора, в него введены импульсный трансформатор, два злект-, ромагнитьых реле, два вспомогательных тиристора, два выпрямительных моста , накопительный конденсатор, две. , РС-цепи, развязывающие диоды и ограничительные резисторы, причем первичная обмотка импульсного трансформатора включена между главными контактами и первичной обмоткой трансформатора , вторичная обмотка импульсного трансформатора подключена к входам первого вьшрямительного моста, один из выходов которого соединен с катодом первого вспомогательного тиристора и через первый и второй развязывающие диоды - с управляющими электродами силовых тиристоров, другой выход первого выпрямительного моста через последовательно соединенные первый ограничительный резистор , размыкающий контакт, первого .электромагнитного реле и третий раз-, вязывающий диод соединен с управляющим электродом первого вспомогательного тиристора, анод первого вспомо;гательного тиристора через одну из RC - цепей соединен с.анодом одного из силовых тиристоров, через другую RC-цепь - с анодом другого силового тиристора и через последовательно соединенные замыкакядий контакт второго электромагнитного реле и второй ограничительный резистор - со своим управляющим электродом, входы второго выпрямительного моста соединены с выводами для подключения сети переменного тока, один - непосредственно , другой - через размыкающий контакт кнопки включения , один из выходов второго мостового выпрямителя соединен с одной из обкладок накопительного конденсатора и с одним :из выводов обмотки второго электромагнитного реле, другой вывод кото

09) (Иj

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OfHPbITHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к Авторскому свидетельству . -"- / контакт кнопки включения, один из выходов второго мостового выпрями« теля соединен с одной из обкладок накопительного конденсатора и с одним из выводов обмотки второго электромагнитного реле, другой вывод кото(21) 3576038/24-07 (22) 08.04.83 (46) 07.12.84. Бюл. 1р 45 (72) В.П.Лунин и В.Я.Фролов (71). Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. M.È.Калинина (53) 621.316.53(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР N - 335728, кл. Н 01 Н 9/30, 1969.

2. Шевченко Л.Г.Увеличение надеж- ности отключения переменного тока гиб-, ридными аппаратами.-доклад на Всесоюзной научно-технической конференции молодых специалистов по трансформаторостроению и высоковольтному аппаратостроению. Запорожье, октябрь 1981.

,(54)(57) КОНТАКТОР !ТЕРЕЖННОГО ТОКА.

С БЕЗДУГОВОЙ КОММУТАЦИЕЙ, содержащий главные контакты с электромагнитным приводом, трансформатор, два силовых тиристора, кнопки включения и выключения, причем главные контакты и первичная обмотка трансформатора соединены последовательно и зашунтированы после.. догчтельно соединенными вторичной обмоткой трансформатора и встречно- . параллельно включенными силовыми. тиристорами, обмотка электромагнита привода контактора через последовательно соединенные замыкающий контакт кнопки включения и размыкающий контакт кнопки выключения соединена с выводами для подключения сети переменного тока, отличающийся тем, что, с целью повьпаения надежности ра- боты контактора, в него введены импульсный трансформатор, два элект-„ ромагнитьых реле, два вспомогательных тиристора, два вынрямительных моста, накопительный конденсатор, две. PC-цепи, развязывающие диоды и ограничительные резисторы, причем первичная обмотка импульсного трансформатора включена между главными контактами и первичной обмоткой трансформатора, вторичнАя обмотка импульсного .трансформатора подключена к входам первого выпрямительного моста, один из выходов которого соединен с катодом первого вспомогательного тиристора и через первый и второй развязывающие диоды — с управляющими электродами силовых тиристоров, другой выход первого выпрямительного моста через последовательно соеди- Я ненные первый ограничительный резистор, размыкающий контакт. первого электромагнитного реле и третий раз- рв вязывающий диод соединен с управляю- щим электродом первого вспомогательного тнристора, анод первого вспомо;гательного тнристэра через одну из

RC — цепей соединен с.анодом одного .из силовых тиристоров, через другую кС-цепь — с анодом другого силового тиристора и через последовательно соединенные замыкающий контакт второго электромагнитного реле и второй ограничительный резистор — со своим управляющим электродом, входы второго выпрямительного моста соединены с выводами для подключения се" ти переменного тока, один — непосред-, ственно, другой - через размыкающий

1 рой черее последовательно соедиЬ ненные третий ограничительный резистор, второй вспомогательный тиристор и четвертый ограничительный резистор подключен к другой обкладке накопительйого конденсатора и друго,му выходу второго выпрямительного моста, управляющий электрод второго вспомогательного тиристора через

128299 последовательно соединенные пятый ограничительный резистор и замыкающий контакт первого электромагнит|ного реле соединен с другим входом . второго выпрямительного моста, -обмотка первого электромагнитногЬ реле включена параллельно. обмотке электромагнита привода контакто— рае

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в низковольтных контакторах переменного тока.

Известны контакторы-переменного 5 тока с бездуговой коммутацией электрических цепей, у которых параллельно контактам включены тиристоры или диоды f1) .

При размыкании- контактов на них образуется электрическая дуга и только после перехода тока в полупровод- . никовую цепь она гаснет.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является контак- 15 тор переменного тока с бездуговой коммутацией, содержащий главные контакты с электромагнитным приводом, трансформатор, два силовых тиристора, кнопки включения и выктдачения, причем главные контакты и первичная обмотка трансформатора соединены последовательно и эашунтированы последовательно соецииенными вторичной обмоткой трансформатора и встречнопараллельно включенными силовыми тиристорами, обмотка электромагнита привода контактора через пьслецовательно соединенные замыкающий кон

,такт кнопки включения и размыкающий- За контакт кнопки выключения соединена с выводами для подключения сети пере менного тока (2)..

В этом контакторе достигается поддержание включенными тиристоров на стадии протекания тока по контактам, а при размыкании последних в уже вклю». ченные приборы ток переходит практи- чески мгновенно и исключает образование электрической дуги. Возможное искрение при разведении контактов

1 незначительно влияет на износ контактов (2) .

Недостатком известного контактора является то, что во время протекания тока по замкнутым контактам часть тока ответвляется в шунтирующую цепь и приводит к значительным потерям энергии в тиристорах, снижению допустимой нагрузки их по току в коммутационных режимах, необходимости использования радиаторов для охлаждения. Это снижает надежность работы контактора и влияет на габариты его.

Кроме того, такой контактор не обеспечивает бездуговое замыкание контактов при включении.

Целью изобретения является повышение надежности работы аппарата путем устранения дуги включения и обеспечения работы тиристоров только на интервалах коммутации тока.

Указанная цель достигается тем, что в контактор переменного тока с бездуговой коммутацией, содержащий главные контакты с электромагнитным приводом, трансформатор, два силовых .тиристора, кнопки включения и выключения, причем главные контакты и первичная обмотка трансформатора соеди-. нены последовательно и зашунтированы последовательно соединенными вторичной обмоткой трансформатора и встречно-параллельно включенными силовыми тиристорами, обмотка электромагнита

,привода контактора через последовательно соединенные замыкающий кон такт Кнопки включения и размыкающий контакт кнопки выключения соединена с выводами для подключения сети переменного тока, введены импульсный трансформатор, два электромагнит1128299 4 нйх реле, два вспомогательных тиристора, два выпрямительных моста, нако. пительный конденсатор,две М С-цепи развязывающне диоды и ограничительные резисторы, причем первичная обмотка

«импульсного трансформатора включена между главными контактами и первичной обмоткой трансформатора, вторичная обмотка импульсного трансформатора подключена к входам первого выпрями- 10 тельного моста, один из выходов которого соединен с катодом первого вспомогательного тиристора и через первый и второй развязывающие диодыс управляющими электродами силовых тиристоров, другой выход первого выпрямительного моста через последовательно соединенные первый ограничительный резистор, размыкающий контакт первого электромагнитного реле

20 и третий развязывающий диод соединен с управляющим электродом первого вспомогательного тиристора, анод первого вспомогательного тиристора через одну из RC-цепей соединен с анодом одного из силовых тиристоров, через другую RC-цепь — с анодом дру.гого силового тиристора и через последовательно соединенные замыкающий контакт второго электромагнитного реле и второй ограничительный резистор — со своим управляющим электро-:; дом, входы второго.выпрямительного моста соединены с,выводами для подключения сети переменного тока, один-. непосредственно, другой — через раз- З5 мыкающий контакт кнопки включения, один из выходов второго мостового выпрямителя соединен с одной из обкладок накопительного конденсатора и с одним из выводов обмотки второго эле-40 ктромагнитного реле, другой вывод которой через последовательно соединенные третий ограничительный резистор, второй вспомогательный тиристор и четвертый ограничительный резистор .45 подключен к другой обкладке накопительного конденсатора и другому выхо у второго выпрямительного моста, уп" равляющнй электрод второго вспомога тельного тиристора через последова- 50 тельно соединенные пятый ограничительный резистор и замыкающий контакт первого электромагнитного реле соединен с другим входом второго выпрямительного моста, обмотка первого электромагнитного реле включена па1раллально обмотке электромагнита

;привода контактора.

На чертеже представлена принципиI альная схема контактора.

Контактор содержит кнопку 1 включения, кнопку 2 выключения, первое ре ле 3 в цепи управления обмоткой электромагнита 4. Контактная цепь содержит собственные контакты 5, импульсный трансформатор 6, трансформатор 7 напряжения, вторичная обмотка которого включена последовательно с встречно-параллельно включенной парой тиристоров 8. К цепям управления тиристоров 8 подключена цепь из диодов 9, вспомогательного маломощного тиристора 10, управляемого от анодной цепи через контакты 11 второго реле 12 и резистор 13. От цепи контактов 5 вспомогательный тиристор

10 управляется посредством импульсного трансформатора 6 через выпрямительнйй мост 14, резистор 15, стабилитрон 16 и контакты 17 первого реле 3. Для разделения напряжения в цепи упу равления тиристоров используются ВСцепи 18 и 19. Работа реле 12 обеспечивается от сети через вйпрямительный мост 20, резисторы 2 1 и 22, накопительный конденсатор 23, вспомогательный тиристор 24, управляемый от анодной цепи через контакты 25 реле

3 и .резистор. 26.

Работа контактора осуществляется, следующим образом.

При включении нажатием кнопки 1 выдается питание на обмотку реле 3, обмотку электромагнита 4 контактора.

Размыкаются спаренные контакты кнопки 1. Реле 3 срабатывает быстрее электромагнита контактора и включает своимн замыкающими контактами 25 вспомогательный тиристор 24, в результате разряжается предварительно заряженный конденсатор 23 на реле 12 и включает его. При этом замыкаются замыкающие контакты 11 в цепи управления вспомогательным тиристором 10 и включается один из шунтирующих тиристоров 8, к которому приложено положительное смещение по напряжению.

Ток нагрузки начинает протекать по тиристору, а после .замыкания контактов 5 без дуги включения переходит в контактную ветвь. После разряда конденсатора 23 реле 12 отключается и управление на тиристоры 8 не выдается. Таким образом, тиристоры 8 при замкнутых контактах 5 не обтекаются током. Продолжительность работы тиневелика и тиристоры не успевают нагреться вьппе температуры допустимого значения. При размыкании контактов

5 ток в цепи контактов начинает уменьшаться, а ток в цепи тиристоров увеличиваться. Намагничивающие ампер-. витки первичной обмотки трансформатора 7 уменьшаются, поток в сердечнике соответственно также уменьшается, создавая при этом дополнительную

ЭДС во вторичной обмотке, которая спо- . собствует.перетеканию тока в шунтирующую ветвь.

В дальнейшем ток протекает через тиристор и при первом же естественном переходе через нуль прерывается так как при отсутствии тока в контактной цепи с импульсного трансформатора

6 управляющий сигнал не поступает на управление .вспомогательным тиристором

10. Таким. образом обеспечивается отключение коммутируемой цепи.

Наибольшую эффективность при использовании предлагаемого аппарата можно достичь в результате его установки в комплектно-распределительных устройствах нри необходимости частой коммутации токов. Ресурс работы таких аппаратов исчисляется сотнями тысяч операций (" Включить — произвольная пауза — отключить") номинальных токов без образования электрической дуги.

Преимущество технико-экономических показателей предлагаемого решения по сравнению с известными saключается в повышенном ресурсе работы данного контактора, приравненного к его механическому ресурсу.

3 1,28299; ристоров 8 регулируется моментом снятия управляющего сигнала с цепи управления приборов и обеспечивается постоянной времени разряда конденсатора 23 через резисторы 21 и 22 и обмотку реле il2.

При замкнутых контактах 5 ток в первичной обмотке трансформатора 7 создает ЭДС во вторичной обмотке, величина которой достаточна для вклю- 10 чения тиристоров 8. Однако они не включаются из-за отсутствия сигнала управления на управляющих электродах тиристоров.

При отключении коитактора после 15 нажатия кнопки 2 обесточивается репе

3 и обмотка электромагнита 4 контактора. Поскольку реле 3 срабатывает быстрее контактора, контакты 17 во вторичной цени импульсного трансфор- 20 матора 6 замыкаются и импульсы с вторичной обмотки .рансформатора 6, выпрямленные посредством моста 14, через размыкающие контакты 17 реле 3 и разделительный диод начнут посту- 25 пать на вход вспомогательного тиристора 10. Поскольку на тиристорах 8 имеется напряжение, индуцнрованное обмоткой трансформатора 7, то через делители 18 и 19 обеспечивается пря- -0 мое смещение на тиристоре 10 и он будет включаться каждый полупериод и " обеспечивать на входе тиристоров 8 уп-равдяющий сигнал ..

Таким образом; тиристоры в шунтирующей ветви окажутся включенные за один»два полупериода до момента размыкания контактов 5. Продолжительность протекания части ответвленного с главной цепи тока (8-10X3» ) 1.1 28299

Э 18

Составитель А.Каретников Редактор А.Шишкина Техред А.Ач

Корректор О.Билак

Подписное

Филиан ППП"Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 9072/39 Тирам 682

ВНИИПИ Государственного комитета СССР.по делам изобретений и открытий

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