Устройство для бездуговой коммутации цепей постоянного тока

 

OllHCAHHE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<>546029

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.01.75 (21) 2097517/07 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.02.77. Бюллетень Ме 5 (45) Дата опубликования описания 23.03.77 (51) М.Кл. Н 01 Н 9/30

Н 03 К 17/5б

Н 01 Н 33/44

Государственный комитет

Совета в1икистров СССР ло делам изобретений и открытии (53) УДК 621.316.542 (088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Г, В. Могилевский, А. Г. Сосков и В. Г. Бенсман

Изобретение относится к области низковольтных электрических аппаратов.

Известны устройства для бездуговой коммутации цепей постоянного тока, содержащие главный контакт с,параллельно подключенным основным тиристором, диод, катод которого соединен с управляющим электродом указанного тиристора, и блок принудительной коммутации (1, 2, 3, 4).

Во всех перечисленных устройствах обес. печивается бездуговая коммутация цепи за счет перехода тока из цепи главного контакта при его размыкании в параллельно подключенный основной тиристор. При восстановлении электрической прочности воздушно- 15 го промежутка, образовавшегося при размыкании главного контакта, блоком принудительной коммутации отключается ток в основном тиристоре.

В устройствах (1) основной тиристор 20 включается при помощи вспомогательного контакта, определенным образом сблокированного с главным, контактом: чтобы обеспечить бездуговую коммутацию как при отключении, так и при вибрациях главного контакта, замыкание главного контакта должно происходить позже замыкания вспомогательного при включении контактора, а при отключении контактора главный контакт должен размыкаться раньше вспомогательного.

Такой порядок срабатывания главного и вспомогательного контактов вызывает необходимость создания сложных кинематических связей между ними, а это, в свою очередь, создает возможность нарушения требуемой последовательности работы контактов в процессе эксплуатации устройства. Кроме того, основной тиристор включается вспомогательным контактом до замыкания главного, следовательно, замыкание главного, контакта происходит при напряжении на нем, равном падению напряжения на основном тиристоре, и создается угроза потери контакта (при малом напряжении окисные пленки на поверхности подвижной и неподвижной части главного контакта могут не разрушиться, и основной тиристор останется включенным при замк|нутом главном контакте).

В устройствах 2, 3 импульсное управление осуществляется электродвигателем постоянного тока в процессе его пуска с последующим подключением двигателя непосредстзенно к источнику питания посредством главного контакта. Как следует из принципа действия устройства, замыкание главного контакта оудет бездуговым, так,как происходит при открытом основном тпристоре, íî при этом, как и в предыдущем случае, существует угроза потери ко нтакта. При размыкании главного контакта основной тиристор включен, 546029 так как на электронную схему управления им подается напряжение источника через вспомогательный .контакт устройства, сблокированный с главным, аналогично тому, как это имеет место в устройствах (1). Следовательно, и в этих устройствах необходимы сложные кинематичее1<не связи между главным и вспомогательHbIM контактами, и существует возможность нарушения этой связи в процессе эксплуатации, I0

В устройстве (4) параллельно главному

«онтакгу подключен диодный тиристор, который включается при достижении напряжен;ем на главном контакте .определенного значения, а выключается, .как и в рассмотренных выше устройствах, блоком принудительной коммутации. Такое техническое решение создает трудности в выборе, порога срабатывания диодного тпристора. При малом значении напряжения срабатывания обеспечивается без- 20 дуговая коммутация, но основной тиристор может включиться при подаче напряжения на вход устройства, это вызывает необходимость в дополнительном силовом контакте, разрывающем цепь основного тиристоэа, причем указанный дополнительный контакт также должен быть определенным образом сблокирозан с главным, что создает необходимость в сложных кинематических связях между ни ми. При большом напряжении срабатывания диодного тиристора оездугозая коммутация пе обеспечивается.

Наиболее .близким по технической сущности к изобретению является устройстзо для бездуговой коммутации (5). Управление основиым тиристором осуществляется вспомо."ательным,контактом, порядок сраоатызания иоторото в отношении к срабатыванию глазно го контакта аналогичен порядку срабатывания подобного вспомогательного контакта в контакторах серии Н. К управляющему переходу основного тиристора присоединен катод диода, который защищает управляющий переход тиристора от приложения обратного напряжения.

Рассматриваемое устройство обладает недостатками, аналогичными недостаткам коитакторов серии Н: необходимость в сложных кинемаTè÷åñêëi связях между главным и вспомо-.ательным контактами; 50 возможность нарушения треоуемого порядка срабатывания главного и вспомогательного контактов в процессе эксплуатации устройства; возможность потери контакта из-за пред- 55 варительного включения основного тиристора при включении устройства.

Для упрощения предлагаемого устройства в нем диод, катод которого соединен с управ- 60 ляющим электродом основного тиристора, соединен последовательно в проводящем направлении с основным тиристором, причем катод диода подсоединен к положительной выходной клемме устройства, а его анод через резпстор соединен с отрицательной выходной клеммой.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит главный контакт 1, параллельно которому подключен основной тиристор 2. Блок принудительной коммутацII!< устройства состоит из тиристора 3, коммутирующего конденсатора 4, индуктизности 5, ограничивающей скорость нарастания то.:<2 через тиристор 8, зарядного устройства 6 и схемы управления 7. Нагрузка 8 подключена и выходным клеммам устройства. Диод 9, <атэд которого соединен с упразляющим эле:<тродом основ ного тиристора 2,,включен 00следовательно в проводящем направлении оснэзным тиристором 2, причем,катод диода

9 соединен с положительной выходной клеммой устройства, а анод диода 9 через резистор 10 соединен с отрицательной выходной клеммой устройства. Диод ll шунтирует нагрузку для уменьшения перенапряжений на элементах устройства при отключении нагрузкии.

Устройство для бездуговой коммутации цепей постоянного тока работает следующим образом. ,При включении устройства замыкается глазнь,й контакт 1 и напряжение источника подается на нагрузку 8. Одновременно напряжение поступает на управляющий переход основ:-:î-о тиристора 2 через резистор 10. Величина сопротивления резистора 10 должна бь .ть такова, чтобы обеспечить требуемую величину тока управления тиристора 2 при допустимых колебаниях напряжения сети. Однако ток нагрузки iHe течет через основной тиристор 2, так как он вместе с диодом 9 зашунтирован главным контактом 1.

После замыкания главного контакта схемой управления 7 включается зарядное устройство б, обеспечивающее заряд коммутирующего конденсатора 4 до величины, неооходимой для надежного запиранпя тиристора

2, с пэлярностью, указанной на чертеже без окружностей.

При отключении устройства в начале процзэса размыкания главного контакта 1 на нем возникает напряжение, равное напряжению кэрозкой дуги. Под действием этого напряжения ток нагрузки из цепи глазного контакта 1 переходит в цепочку, состоящую из основного тиристора 2 и диода 9, чем обеспечивается бездуговое размыкание главного контакта I. Падение напряжения на диоде 9 прикладывается в запирающем направлении к управляющему переходу основного тиристора

2, чем обеспечивается снятие сигнала управления с основного тиристора. По окончании про цесса перетекания тока нагрузки из цепи главного контакта в цепь основного тиристора 2 и восстановлении электрической прочности глазного, контакта схемой управления

7 включается тиристор 3, Параллельно основФормула изобретения

Составитель JI. Ферштгиан

Текред M. Сметанина

Редактор И. лейкин

Корректор И. Симкина

Заказ 73/149 Изд. № 415 Тираж 1019 Полякci ;

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» ному тиристору 2 подключается предварительно заряженный конденсатор 4, который обеспечивает запирание тиристора 2. Конденсатор

4 перезаряжается током нагрузки до напряжения, полярность которого указана на чертеже в окружностях. По окончании перезаряда .конденсатора тиристор 3 запирается, процесс отключения заканчивается.

Таким образом, предлагаемое устройство в сравнении с аналогичными значительно проще и не требует создания сложных кинематических связей между главным и вспомогательным контактом, Ток нагрузки через основной тиристор течет только при размыкании главного контакта, à епо замыкание происходит при полном напряжении, что исгключает возможность потери контакта. Это повышает надежность и срок службы устройства и обеспечивает эффективность его применения.

Устройство для бездуговой коммутации цепей постоянного тока, содержащее глазный контакт с параллельно подключенным оснозным тиристором, диод,,катод которого соеди ен с управляющим электродом указанного тиристора, блок принудительной коммутации и выходные клеммы, от л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, указанный диод соединен последовательно в проводящем направлении с основным тиристором, причем катод диода подсоединен к положительной выходной клемме устройства, а его анод через резистор соединен с отрицательной:выходной клеммой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Контакторы серии Н фирмы СЕМ, Франция, каталог «Contacteurs Spesiau » 1966, сгр. 109.

2. Патент Великобритании № 10! 8645, М. Кл Н 02 Р 7/28, 1966.

3. Патент Франции № 1413392, М. Кл.

Н 02 Р, 1965.

4. Патент Японии ¹ 44-9934, Кл. 58СО, 1rr

5. Патент Великобритании № 1048997, М. 1 л. Н 02 Р 7/28, 1966 (прототип).