Синхронизирующее устройство

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик 763990

Ж .л (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 27.11.78 (21) 2688584/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. К

Н 01 Н 9/56

Н 01 Н 33/44

Государственный кокитет

СССР (53) УДК 621.318..56 (088.8) Опубликовано 15.09.80. Бюллетень №34

Дата опубликования описания 23.09.80

No делон изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

М. В. Чалый и О. И. Червинский

Севастопольский приборостроительный институт (71) Заявитель (54) СИНХРОНИЗИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к электротехнике, в частности к синхронной коммутации переменного тока, и предназначено для работы в комплексе с вакуумными, элегазовыми и воздушными синхронными выключателями.

Известны сихронизирующие устройства, построенные на электронных схемах с трансформатором тока либо на принципе магнитных усилителей, служащие для выдачи сигнала на исполнительный орган синхронного выключателя (1) и (2).

Недостатки этих устройств — сложность конструкции, малый диапазон отключаемых токов, низкая точность синхронизации, значительные габариты.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является синхронизирующее устройство, которое содержит два магнитопровода с воздушными зазорами с перемычкой на одном из них, две вспомогательные обмотки, одна из которых намотана на перемычку, а другая на магнитопровод с воздушными зазорами, соединенные через активное сопротивление, выходную обмотку, намотанную на перемычку (3).

Эта конструкция отличается сложностью изготовления магнитопроводов, низкой точностью синхронизации, малым диапазоном отключаемых токов (низкий предел отключаемого тока — около 1 кА), необходимостью усиливать выходной сигнал. Указанные недостатки объясняются тем, что практичес5 ки в замкнутом контуре, созданном вспомогательными обмотками, кроме синусоидальной составляющей тока действует еще и импульсная ЭДС, обусловленная перемагничиванием перемычки и искажающая форму вспомогательного тока. Согласно закону

1О электромагнитной индукции импульсная составляющая вспомогательного тока приводит к тому, что выходной импульс имеет значительную длительность, которая меняется при изменении величины отключаемого тока, вызывая тем самым большие погрешности синхронизации. Для уменьшения вредных явлений, вызываемых пиковой составляющей вспомогательного тока, сечение перемычки делается намного меньше сечения магнитопровода, создающего синусоидальzo ную ЭДС. Но в этом случае полезный сигнал настолько слаб, что он становится соизмеримым с сигналом помехи, наводимым в выходной обмотке полями рассеяния. Поэтому выходную обмотку необходимо экранировать, 763990

Формула изобретения

33 помещая ее внутрь сердечника, имеющего сложную ко .фигурацию. Несмотря на это, при приемлемых размерах синхронизирующего устройства выходной сигнал получается настолько слабым (доли вольта), что неизбежно требует усиления перед подачей на исполнительный орган (тиристор индукционно-динамического привода, пиротехни1еский заряд и др.).

Цель изобретения — улучшение эксплуатационных показателей синхронизируюшего устройства.

Указанная цель достигается тем, что в си нхронизируюшее устройство, содержашее источник питания, клеммы для подключения исполнительного органа, токопровод, магнитопровод с зазором„ сердечник пик-трансформатора, обмотку пик-трансформатора и обмотку магнитопровода, введены двухt"=актный усилитель, четыре полупроводниковых диода и переменный резистор, причем двухтактный усилитель выполнен на двух ранзисторах, включенных по схеме с общей базой, а обмотка пик-трансформатора выполнеíа из двух секций, при этом обмотка магнитопровода включена в одну диагональ моста, образованного двумя полупроводниковыми диодами и переходами эмиттер-база транзисторов, переменный резистор включен в другую диагональ этого моста, коллекторные выводы транзисторов соединены с одной диагональю другого моста, образованного секциями обмотки пик-трансформатора и двумя другими полупроводниковыми диодамн, а клеммы для подключения исполни сльного органа включены в другую диагональ этого другого моста.

На фиг. 1 изображено синхронизируюшее устройство, общий вид; на фиг. 2 — принципиальная схема устройства; на фиг. 3— .- ри вые токов и намагничиваюших сил. тройство содержит магнитопровод 1 с,зо:: ушным зазором, надетый на токопро«од 2, с намотанной на него обмоткой 3, сердечник 4 пик-трансформатора с обмоткой 5, надетой на токопровод, и усилитель 6, состоящий из двух транзисторов 7 и 8, регулировочного сопротивления 9, диодов 10-13 и источника 14 постоянного напряжения, в качестве которого может служить заряженная емкость.

Устройство работает следуюшим образом.

Отключаемый ток 1 создает в магнитопроводе 1 магнитный поток Ф ь совпадаюший с пим по фазе. Это совпадение обеспечивается наличием воздушного зазора в магнитопроводе 1. ЭЗС, наводимая в обмотке 3, согласно закону электромагнитной индукции пропорциональна производной от потока, т. е. Е =Д, а следовательно, Е = . Ток I » совпадает по фазе с ЭДС, поскольку его цепь имеет активный характер нагрузки, т. е. 1» = Д, и является управляюшим током двухтактного усилителя, состояшего из транзисторов 7 и 8, работаю5 о

13

40 ших по схеме с обшей базой, т. е. в режиме генератора тока. Это означает, что выходной сигнал усилителя по форме в точности повторяет входной сигнал. Если Ъ » не превышает по величине напряжение источника питания, то выходной ток 3» строго синусоидален. Напряжение источника питания выбирается таким образом, чтобы при максимальном отключаемом токе (режим короткого замыкания) оно превышало,Ъ,щ„,.Сформированный усилителем ток 4» совпадает по фазе с управляющим током 4», следовательно, 3» пропорционален . При замыкаГ нии кнопки К на одном из плеч усилителя начинает формироваться чолуволна тока з», протекающая по половине обмотки 5 (4<1), создающая намагничиваюшую силу Р». К сердечнику пик-трансформатора приложено, таким образом, две нам згничиваюшие силы — Fi, обусловленная отключаемым током 3 ь и F». Момент t c, когда суммарная намагничиваюшая сила проходит нулевое значение, сердечник пик-трансформатора резко перемагничивается, вызывая импульс напряжения в обмотке 5, который подается на исполнительный орган со второй половины обмотки 5 (f

Выходной сигнал предложенного устройства обладает достаточной мощностью, что позволяет подавать его непосредственно на исполнительный орган. Кроме того, нет необходимости экранировать выходную обмотку и потому сердечник пит-трансформатора имеет тороидальную форму, что значительно упрощает изготсвление.

Поскольку устройство работает лишь в области подхода отключаемого тока к нулевому значению, то для него безразличен характер тока в остальной части полупериода. Это позволяет синхронно отключать как синусоидальный ток, так и ток, содержащий апериодическую составляющую.

Синхронизируюшее устройство, содержашее источник питания, клеммы для подключения исполнительного органа, токопровод, магнитопровод с зазором, пик-трансформатор с сердечником и обмоткой, обмотку, намотанную на магнитопровод, причем магнитопровод и сердечник пик-трансформатора надеты на токопровод, отличающееся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных показателей устройства, в него введены двухтактный усилитель, четыре полупроводниковых диода и переменный резистор, причем двухтактный усилитель выполнен на двух

763990 транзисторах, включенных по схеме с общей базой, а обмотка пик-трансформатора выполнена из двух секций, при этом обмотка, намотанная на магнитопровод, включена в одну диагональ моста, образованного двумя полупроводниковыми диодами и переходами эмиттер-база транзисторов, переменный резистор включен в другую диагональ этого моста, коллекторные выводы транзисторов соединены с одной диагональю другого моста, образованного секциями обмотки пик-трансформатора и двумя другимн полупроводниковыми диодами, а клеммы для подключения исполнительного органа включены в другую диагональ указанного другого моста.

Источники информации, принятые во внимание п1 и экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 445939, кл. Н 01 Н 33/44, 1972.

2. Патент ФРГ № 1160526, кл. 21 с, 35/07, 1960.

3. Патент ФРГ ¹ 1463586, кл. 2! с, 68/01, 1о 1964, 763990

Составитель A. Андреев

Редактор С. Лыжова Техред К. Шуфрич Корректор Г. Решетник

Заказ 6606/17 Тираж 844 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4