Контактор для бездугового отключения цепей переменного тока

 

э."блиотр -; .

О П И С А Н И Е 3576I3

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВКДЕТЕЛЬСТВУ

Сок(а Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от явт. свидетельства №

Заявлено 08.11.1971 (№ 1615074/24-7) М, Кл, Н 011(33 44 с присосд(ьненисм заявки №

Комитет по делам изобретений M открытий при Совете Министров

СССР

Приоритет

Опубликовано 31.Х.1972. Бюллетень № 33

Дата опубликования описания 29.Х1.1972

УДК 621.316.56(088.8) Автор изобретения

М. Г, Кобленц

Заявитель

КОНТАКТОР ДЛЯ БЕЗДУГОВОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ

ЦЕПЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Известны контакторы переменного тока с бездуговой коммутацией, в которы.; ток нагрузки в рабочем положении контактора протекает по главным контактам, но в момент отключения нагрузки ток по контактам практически не протекает (его величина очень небольшая) и расхождение контактов происходит без заметного образования дуги.

Достигается это либо за счет синхронного размыкания контактов непосредственно перед нулевым значением тока, когда запасенная в контуре электромагнитная энергия становится равной нулю, либо за счет включения параллельно главным контактам различных устройств, по которым ток в рабочем положении контактора практически не протекает, но в момент начала расхождения контакторов (или несколько раньше) начинает протекать, снимая тем самым нагрузку с главных l;ol(тактов. В качестве таких устройств используются в основном цепи с полупроводниковыми вентилями.

Наиболее надежно работают контакторы с бездуговой коммутацией, главные контакты которых шунтируются двумя встречно-параллельно включенными силовыми тиристорами, по которым ток начинает протекать в момент начала расхождения главных контактов:I прекращается в момент прохождения через нулевое значение. В таких контакторах зажигание тиристоров может осуществляться подачей на управляющий электрод трансформированного выпрямленного тока силовой цени; это требует применения довольно сложной

5 схемы управления, базирующейся»а большом количестве вспомогательных элементов.

Несколько проще получается с. сма, если управление зажиганием тиристоров осущсствлЯть б Iol контактЯми I o((TBI(TopB. Од1!Яко в

10 этом случае к конструкции контактора предьявляются очень жесткие требования в отношении последовательности срабатывания главных контактов и блок-контактов; в процессе износа контактора происходит разрс15 гулировка контактов, и схема становится нссработоспособной. По этой причине такие устройства практического применения нс нашли.

Кроме того, в схрМВх бсздуговой коммутации, в которых главные контакты шунтируют20 ся тиристорами (или другими вентилями), Отсутству сТ гяльвяничсскяя развязка цспсп H

Отключенном положении 1(o((TBI(Topя ((Срез вентили будут протекать токи утечки). Это вызывает необходимость вкл(очения послсдо25 вательно с главными контактами разъединителей или других аналогичнь(х аппаратов.

Возможность гальванической развязки электрических цепей в cxeilBx, где главныс контакты шунтпруются встречно-параллельно

30 включенными вентилями, может быть достиг.

357613 нута включением последовательно с вентилями вспомогательных контактов контакторов, В этом случае для осуществления бездугового отключения электрических цепей с помощью диодов также требуется соблюдение определенной последовательности при расхождении главных и вспомогательных контактов данно го полюса.

Поскольку в известных конструкциях контакторов с бездуговым отключением с использованием диодов имеется один общий электромагнитный привод, который обеспечивает включение как главных, так и вспомогательных контактов данного плюса, требуемая последовательность при расхождении контактов достигается механическими средствами: соответствующей регулировкой провалов контактов, введением различных защелок, специальных электромагнитных замков и др, Наличие при одном общем приводном механизме механических элементов связи между контактами, подверженных износу и требующих регулировки, приводит к резкому снижению механической изпосостойкости и надежности конструкции, поэтому такие конструкции практического применения не нашли.

В известных конструкциях контакторов с бездуговой коммутацией независимо от числа полюсов имеется один приводной электромагнит, который воздействует на вал или траверсу, связанные с подвижными элементами главных контактов. Это приводит к необходимости для каждого исполнения коптактора по числу полюсов специально Bûïîëпять вал, траверсу и другие конструктивные детали.

Помимо этого, наличие одного общего электромагнита, как правило рассчитанного из условий обеспечения работоспособности при максимальном числе полюсов (одпо или двухполюсное исполнение контактора) приводит к перерасходу материалов и потребляемой мощности.

В известных конструкциях контакторов бездуговая коммутация достигается отмеченными способами за счет применения специальных приставок к обычным контакторам. В этих случаях контактное устройство обычных контакторов становится излишне сложным, так как их конструкция рассчитывалась нс для бездуговой коммутации, а для гашения дуги.

Цель изобретения — создание контактора переменного тока, обладающего высокой надежностью.

Это достигается размещением дополпитсльных обмоток на м агнитопроводе вспомогательных электромагнитов и подключении пх последовательно с диодами и вспомогательными контактами.

Предлагаемое устройство особенно эффективно, если оно базируется па силовых магнитоуправляемых герметизированных контактах с плоскими феррома|ч|итными пружинами, способными пропускать токи, измеряемые десятками и сотнями ампер, име|ощими»е5 о

65 большое собственное время срабатывания и обладающими высокой износостойкостью.

На фиг. 1 изображен один полюс контактора, электрическая схема; на фиг. 2 — то же, конструктивная схема.

Каждый полюс контактора представляет собой конструктивно законченный узел и состоит из одного силового магнитоуправляемого герметизированного контакта 1, рассчитанного на длительное протекание номинального тока главной цепи, и двух вспомогательных магнитоуправляемых контактов 2 и 8, имеющих значительно ббльшее сопротивление цепи тока, но и несколько большее собственное время отключения, чем у контакта 1, меньшие габариты, рассчитанные на номинальный ток, составляющий 1,0 — 20О/О от номинального тока главной цепи. Последовательно с каждым из вспомогательных контактов 2, 8 встречно включены диоды 4 и 5 и удерживающие токовые катушки б и 7.

Токовые цепи вспомогательных контактов включены параллельно главному контакту 1.

Направление витков удерживающих токовых катушек б и 7, размещенных на магнитопроводах 8 и 9, выбирается таким образом, чтобы в момент расхождения главного контакта

1 (когда вспомогательные контакты 2 и 8 начинают пропускать соответствующую полуволну переменного тока главной цепи) поток, создаваемый удерживающей катушкой, совпадал по направлению с потоком, создаваемым соответствующей втягивающей катушкой

10 или 11 постоянного тока, установленной соответственно на магнитопроводах 8 и 9.

Установленную на магнитопроводе 12 втягивающую катушку 18 главного контакта наиболее целесообразно включать последовательно с втягивающими катушками 10 и 11 вспомогательных контактов, так как в этом случае исключается возможность несинхронного отключения при потере цепи в одной из катушек.

Аналогичное устройство имеют все полюсы многополюсных контакторов.

Работа устройства происходит следующим образом.

При подключении цепи управления на источник постоянного тока подтягиваются якоря всех трех электромагнитов, и контакты 1 — 8 замыкаются, вкл|очая нагрузку. Ток,нагрузки, в основном, будет проходить по контакту

1, имеющему значительно большее контактное нажатие и меньшее переходное сопротивление, чем у контактов 2 и 8.

При отключении цепи управления протекание тока по катушкам 18, 10 и 11 прекратится; при этом отпадает якорь электромагнита, удерживающего главный контакт 1, и одного пз электромагнитов, удерживавших вспомогательные контакты, в частности того, в цепи которого в данный полупериод тока диод будет заперт, например электромагнита, который удерживает контакт 2. В этом случае якорь электромагнита с магнитопроводом 9

357613

25

35 будет удерживаться потоком, создаваемым удерживающей катушкой 7, поскольку диод 5 в рассматриваемый полупериод тока будет проводящим. Контакт 3 будет оставаться замкнутым и по нему будет проходить весь ток главной цепи, поскольку контакты 1 и 2 разомкнуты.

С уменьшением мгновенного значения тока в полуволне, пропускаемой диодом 5, будет уменьшаться поток, создаваемый удерживающей катушкой 7, и в области, близкой к нулевому значению тока, якорь электромагнита с магиитопроводом 9 отпадет, и контакт 3 размыкается. Последующая полуволна тока диодом 5 пропускаться не будет, что исключает возможность повторного зажигания дуги и подтягивания якоря.

Аналогично будет протекать процесс в цепи контакта 2, если отключение контакта 1 произойдет в тот момент, когда будет заперт диод 5 и ио цепи контакта 3 ток проходить не будет.

Таким образом, предлагаемое устройство осуществляет отключение нагрузки в моменты времени, когда мгновенное значение тока близко к нулю или равно нулю, обеспечивая тем самым бездуговую коммутацию.

На фиг. 2 изображен один полюс коитактора с бездуговым отключением цепей на номинальный ток 100 а, представляющий собой конструктивно законченный блок, в котором все элементы монтируются на шинах, предназначенных для внешних подсоединений.

Этот блок состоит из одного магнитоуправляемого герметизироваиного контакта на поминальный ток 100а, двух магнитоуправляемых герметизироваиных контактов с удерживающими катушками иа номинальный ток 10 а в соответствии с изобретением и двух кремниевых вентилей иа номинальный ток 100 а. Из таких блоков может комплектоваться контактор с любым числом полюсов без необходимости в новых или дополнительных специальных деталях.

Совершенно ясно, что вместо силовых магнитоуправляемых герметизированных контактов с плоскими ферромагнитными пружинами в предлагаемом контакторе могут быть использованы любые другие контакты (негерметизированные и без плоских ферромагнитных пружин) . Однако наибольшую экономическую эффективность (по сравнению с известными конструкциями контакторов с бездуговой коммутацией) предлагаемое устройство обеспечит в том случае, если в качестве электромагнитных контактов элементов будут использованы силовые магнитоуправляемые герметизированные контакты, обладающие высокой надежностью, малым потреблением управляемой мощности, малым временем срабатывания и дешевизной.

Предмет изобретения

Контактор для бездугового отключения цепей переменного тока, имеющий в каждом полюсе главный контакт и включенные параллельно с ним две цепочки, составленные из вспомогательных контактов и встречно включенных диодов с отдельными приводными электромагнитами для каждого из контактов, отличаюш,ийся тем, что, с целью повышения надежности, он имеет дополнительные обмотки, каждая из которых размещена на магнитопроводе приводного электромагнита вспомогательных контактов и подключена последовательно с диодом и вспомогательным контактом.

357613

Составитель И, Ивановская

Техрсд Л. Ьогданова Корректор 3, Тарасова

Редактор Т. Загребельная

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3846/3 Изд. № 1624 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раугнская иаб., д. 4/5