Электронный выключатель для цепей переменного тока

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 1970688. (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28 ° 09. 78 (21) 2668229/24-07 с присоединением заявки ¹ (23) Г1риоритет

Опубликовано 301032. Бюллетень №40

Дата опубликования описания 30.10.82

Р1 М К з

Н 03 К 17/08

Н 03 К 17/56

Н 02 Н 3/08

Н 02 Н 5/04

Н 02 Н 7/10 (531 УДК 62 1 ° 316 ° .57(088.8) Государственный комитет

С С С. P но делам изобретений н открытий k

1 (72),Автор изобретения

Г.П..Царенко

Г (71) заявитель (54) ЭЛЕКТРОННЫЙ 3ЫКЛЮЧАТЕЛЬ ДЛЯ ЦЕПЕЙ

ПЕРЕИЕННОГО ТОКА изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты электрических цепей переменного тока от токовых перегрузок и от аварийного (пожароопасного) тепловыделения .в электроустановках, а также в качестве бесконтактного коммутационного аппарата.

Известны автоматические выключатели (установочные автоматы) для защиты электрических установок переменного тока при перегрузках и коротком замыкании на основе контактных коммутаторов (1).

Недостатком установочных автома" тов, снабженных, как правило, и тепловыми, и электромагнитными расцепителями, является то, что отключение нагрузки при небольших сверхтоках и при коротком замыкании недостаточно эффективно, на пожароопасное тепловыделение в электроустановке они практически не реагируют, что приводит к низкой надежности питаемой через автоматический выключатель нагрузки.

Наиболее близким.к предлагаемому является электронный выключатель для цепей переменного тока, содержащий встречно-параллельно включенные тиристоры, по крайней мере один из ко- торых с управляющим входом от р-области, ключ управления и резистор, соединенный последовательно с ключом управления и включенный в цепи управляющих выводов тиристоров (2).

Недостатками этого электронного выключателя является то, что он выполнен по такой электросхеме, что при коротком замыкании нагрузки его тиристоры могут быть повреждены и то, что в нем отсутствует автоматическое отключение нагрузки при аварийных.режимах ее работы. Это отрицательно сказывается на надежности питаемой через выключатель электроустановки (нагрузки).

Цель изобретения — повышение надежности питаемой нагрузки за счет

20 предотвращения аварийных режимов работы из-за сверхтоков в ее цепях.

Укаэанная цель достигается тем, что электронный выключатель для цепей переменного тока снабжен термо25 резистором и предохранителем, второй из указанных тиристоров выполнен с управляющим выводом от п-области, а управляющие выводы тирксторов объединены и их общая точка через тер30 морезистор подключена к точке объеди970688 нения силовых электродов тиристоров и через последовательно соединенные .резистор, ключ управления и предохранитель - к другой точке объединения. силовых электродов тиристоров.

На чертеже представлена принципиальная схема электронного выключателя для цепей переменного тока.

Электронный выключатель содержит тиристор 1 с управляющим выводом от р-области, тиристор 2 с управляющим 10 выводом от п-области, резистор 3, терморезистор 4, предохранитель 5 и .ключ 6 управления включены последовательно, причем к точке соединения резистора 3 и терморезистора 4 под- 15 соединены анод диода 7 и катод диода 8, зажимы 9 и 10 предназначены для включения выключателя в цепь защищаемой (и коммутируемой) нагрузки 11, зажимы 10 и 12 служат для 20 подсоединения нагрузки 11 к питающей сети, причем управляющий вывод тиристора 1 соединен с катодом диода

7, управляющий вывод тиристора 2 соединен с анодом диода 8, катод ти- р5 ристора 1 и анод тиристора 2 объединены и подсоединены к зажиму 10, к которому подключен и терморезистор

4, а анод тиристора 1 и катод тиристора 2 объединены и подсоединены к зажиму 9, общая точка диодов 7 и 8 и зажим 9 связаны цепочкой из резистора 3, терморезистора 4, предохранителя 5 и ключа 6 управления.

Электронный выключатель работает следующим образом.

Когда ключ 6 управления разомкнут, тиристоры 1 и 2 выключены, поскольку разорвана цепь управления тиристорами, и нагрузка 11 обесточена. 40

Пусть ключ управления замкнут.

Рассмотрим работу выключателя при воздействии полуволны питающего напряжения. Пусть рассматриваемый полупериод на зажиме 10 "плюс а 45 на зажиме 12 "минус" питающего напряжения. Тогда тиристор 1 выключен, ибо íà его аноде — "минус", а на катоде — "плюс" приложенного напряжения, а тиристор 2 включен по цепи: зажим 10 — управляющий р-п-переход (включенный в прямом направлении) тиристора 2 — прямо включенный диод

8 — резистор 3 - предохранитель 5 ключ 6 управления — зажим 9 — нагрузка 11 — зажим 12 °

Ток нагрузки 11 в этот полупериод будет протекать через включенный тиристор 2.

При температуре ниже установленного предельного (аварийного) значе- 60 ния сопротивление терморезистора 4 достаточно велико и в норме, но не мешает включению тиристора 2.

В следующем полупериоде питающего .напряжения, когда на зюкиме 10 "ми- 65 нус", а зажиме 12 "плюс", тиристор

2 выключен, а тиристор 1 включен по цепи: зажим 12 — нагрузка 11 — зажим 9 — ключ 6 управлейия — предохранитель 5 — резистор 3 — прямо включенный диод 7 - управляющий р-и-переход тиристора 1 - зажим 10.

Ток нагрузки в этот полупериод протекает уже через тиристор 1.

Таким образом электронный выключатель пропускает переменный ток.

Резистор 3 ограничивает ток в цепи управляющих выводов тиристоров

1 и 2. Диоды 7 и 8 исключают поступление тока в цепь управляющих выводов тиристоров, когда на их анодах отрицательное напряжение.

При повышении температуры в электроустановке (до аварийной величины) скачкообразно увеличивается ток в цепи из последовательно соединенных терморезистора 4 и резистора 3 (релейный эффект), в которую включен маломощный предохранитель 5, который перегорает.

При К3 в цепи нагрузки 11 предохранитель 5 также перегорает, так как оказывается под почти полным напряжением сети.

При перегорании предохранителя 5 разрывается цепь управления тиристорами 1 и 2 и они выключаются.

При повышении напряжения питающей сети увеличивается напряжение на зажимах 9 и 10, что приводит к проявлению релейного эффекта — скачкообразному увеличению тока в цепи из последовательно соединенных терморезистора

4 и резистора 3 при увеличении приложенного к указанной цепи напряжения — и перегоранию предохранителя 5.

Таким образом, при аварийном повышении температуры при КЭ нагрузки и при аварийном повышении напряжения питающей сети перегорает предохранитель 5, чем обеспечивается разрыв цепи управления тиристорами 1 и 2 и их выключение без повреждения, и отключение нагрузки 11 от питающей сети.

Формула изобретения

Электронный выключатель для цепей переменного тока, содержащий встречно-параллельно включенные тиристоры, по крайней мере один из которых с управляющим выводом от р-области, ключ управления и резистор, соединенный последовательно с ключом управления и включенный в цепи управляющих выводов тиристоров, о т л и ч а ю щ,и и с я тем, что, с целью повышения надежности питаемой нагрузки, выключатель снабжен терморезистором и предохранителем, второй из указанных тиристоров выполнен с

970688

Составитель С. Горбачева

Техред М.Коштура Корректор A,Ãðèöåíêo

Редактор Н.Безродная

Заказ 8426/76 Тираж 959 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 управляющим выводом от п-области, а управляющие выводы тиристоров объединены и их общая точка через терморезистор подключена к точке объединения силовых электродов тиристоров и через последовательно соединенные резистор, ключ управления и предохранитель - к другой точке объединения силовых электродов тиристоров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Глаз А.И. Справочник молодого электротехника, изд. 6-е. М., "Высшая школа", 1967, с. 160-164

2. Тащиян В.В. Полупроводниковые переключающие приборы. М., "Энергия", 1967, с. 59-60.