Бесконтактный выключатель переменного тока

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТЕЛЬСТВУ

Союэ Советскик

Социалистически к теспублмк

«»784043 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 030778 (2! ) 26 35938/18-21 с присоединением заявки 40— (23) Приоритет

Опубликовано 3011,80, Бюллетень ¹ 44

Дата опубликования описания 10. 12. 80 (S» . Кл.

Н 05 К 17/56

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий (53) УДК 621. 316.

° 549(088.8) (72) Автор изобретения

Г. В. Могилевский (71) Заявитель (54) SECKOHTAKTHHA ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО

ТОКА

Изобретение относится к автомати ке и может использоваться для коммутации цепей перемейного тока в номинальных и аварийных режимах, в особенности для Отключения токов короткого замыкания.

Известны выключатели переменного тока, содержащие тиристоры, диоды, конденсаторы и блок управления (Ц .

Недостаток этого устройства - не-. высокая надежность, обусловленная сложностью схемы управления, отсутствием резервирования коммутирующих конденсаторов и приложением к тиристорам повьваенного напряжения во 15 всех режимах работы.

Известны также бесконтактные переключатели переменного тока, содержащие основные тиристоры, конденденсатор с цепью подзаряда, мосто« 20 вые схемы, блоки защиты и управления f2).

Это устройство имеет недостаточно высокую надежность и большие габариты. 2S

С целью повьваения надежности и снижения габаритов в бесконтактный переключатель переменного тока, содержащий включенные встречно-парал,лельно основные тиристоры с реакто- 30

2 рами, конденсатор, с цепью подзаряда, включенный через соответствующие. резисторы в диагонали первой н второй мостовых схем, плечи каждой из которых образованы диодами и коммутирующими тиристорами, блоки защиты и управления, соединенные соответ" ственно с катодом одного из основных тиристоров и катодами диода и коммутирукдаего тиристора одних плеч первой мостовой схемы и с шиной источника питания, другая шина которого подключена к катоду другого основного тиристора и катодами диода и коммутирующего тиристора других плеч первой мостовой схемы, введен трансформатор, причем аноды основных тиристоров через соответствующие первичные обмотки трансформатора соединены с анодами диодов и коммутирукщих тиристоров соответствую@их плеч второй мостовой схемы, при этом аноды и катоды диодов соответственно первой и второй мостовых схем через соответствующие вторичные обмот-, ки трансформатора подключены к выводам соответствующих резисторов.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого выключателя.

7В4043

Формула изобретения экв ж,) Выключатель содержит основные тиристоры 1, 2, включенные последовательно с реакторами 3, 4, конденсатор 5, диоды 6-9, резисторы 10,11, цепь подэаряда 12, коммутирующие тиристоры 13-16, блок 17 защиты, блок

18 управления, первичные обмотки 19, 20 и вторичные обмотки 21-24 тран зистора, источник питания 25.

Прийцип работы выключателя следукицкй.

При возникновении короткого замыкания (например, в момент, когда проводит тиристор 1) коммутирующий конденсатор 5 подключается к тиристору 1 прк помощи тиристоров 13 и

14 с полярностью напряжения, обес- М печивающей запкрание тиристора 1.

Вследствие магнитной связи обмотки

20 с обмотками 21 к 23 общий ток

i, вытекающий иэ реактора 3, разделяется на три тока ток 1 через Я конденсатор, ток !я через резистор 11, обмотку 21 и диод 9 к ток

i через диод 7, обмотку 23 и резистор 10. Если полагать, что число витков обмоток 19, 20 равно W обмоток 21, 22 и 23, 24 равно Ч то связь между величинами токов определится, исходя из закона цолного тока (беэ учета тока намагничивания)., следующим образом:

%2 л

% 4 2 +, ja=-%Q a.

Так как i«i +2iя, то i Л (3 "- 4ф .

Эапирающее напряжейие О;, приложенное к ткркстору 1, равно 3$ (т с где В„ - ЭДС йа обмотке 20 трансфор матора.

Иэ уравнения баланса напряжений для контура конденсатор 5 - резис- Щ тор 11-обмотка 21 следует, что ЭДС на ней равна 9 «О +81е .

Тогда „В щ, о -u - — (О+()=(Ц -,— ) - ® P$ т e e% e ea Ф,) 1

1 поскольку Ю = (-- 4Ф, где tfр - начальное напряженке, то окончательно х»„1 „ » ф (4 ) 1

Для схемы выключателя беэ дополнительного трансформатора тока И

t, U -V - — ht.

1 т о с о

Таким образом, при введении трансформатора снижается начальное напряженке, но увеличивается эквивалент- 40 ная емкость ф

Как показывает анализ переходйьФ процессов, имеется оптимальное соотношение M1IM>, которое обеспечивает увеличение времени запирания тиристора при заданной величине времени запирания.

Сечение магнитопровода трансформатора тока выбирается из условия его насыщения после перемены полярности напряжения конденсатора 5.

При увеличении напряжения на конденсаторе 5 параллельно ему включаются резисторы 10 и 11 через диоды 7 и 9. При этом тиристоры 13 и 14 остаются включенными, но эа счет шун» тирования конденсатора 5 параллель» но включенными резисторами происходит резкое демпфирование колебательного процесса в контуре к, следовательно, снижение перенапряжений. Величины сопротивлений резисторов 10, 11 выбираются по максимально допустимому току тиристоров и диодов.

После естественного перехода тока через нуль при изменении полярности напряжения сети тирксторы 13, 14 запираются, поскольку с блоков 17, 18 уже не подается сигнал управления.

В следукщий полупериод при запертых тиристорах 13, 14 происходит ускоренный заряд конденсатора 5 через резисторы .10 и 11 и диоды 6 и 8.

Поэтому повторное время включения выключателя не превышает половины периода частоты сети.

Цепь подзаряда 12 необходима только для заряда конденсатора 5 при отсутствии напряжения на выключателе или для компенсирования токов разряда его через сопротивления утечки тирксторов и диодов.

Бесконтактный выключатель переменного тока, содержащий включенные встречно-параллельно основные тиристоры с реакторами, конденсатор с цепью подзаряда, включенный через соответствующие резисторы в диагонали первой и второй мостовых схем, плечи каждой из которых образованы диодами к коммутирующими тиристорамк, блоки защиты и управления, соединенные соответственно с кааодом одного кэ основных тиристоров и катодами дкода и коммутирующего тиристора одних плеч первой мостовой схемы к с шиной источника питания, другая шина которого подключена к катоду другого основного ткристора и катодам диода и коммутирующего тиристора других плеч первой мостовой схемою, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повьвмнкя надежности и снижения габаритов устройства, введен трансформатор, причем аноды основных тири784043

Составитель Л. Захарова

Техред А.Ач Корректор Н.Степ

Редактор Е. Караулова

Заказ 8574 4 Тирак 885 Подписное

ВНИИПИ Росударствейного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 сторов через соответствующие первичные обмотки трансформатора соединены с анодами диодов и коммутирующих тиристоров соответствующих плеч второй мостовой схем, при этом аноды и катоды диодов соответственно первой и второй мостовых схем через соответствующие вторичные обмотки трансформатора подключены к выводам соответствующих резисторов.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР в 396829, кл. Н 03 К 17/56, 13.08.71.

2. Авторское свидетельство СССР

9 481134, кл. Н 03 К 17/56, 06.02.73.