ТРЕХФАЗНЫЙ КОММУТАТОР Российский патент 2002 года по МПК H03K17/78 H03K17/16 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для включения и отключения трехфазной нагрузки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является трехфазный коммутатор, содержащий первый диод и тиристорный оптрон, соединенные встречно-параллельно и включенные в каждую фазу питающей сети последовательно с нагрузкой, две кнопки управления, три резистора, вторые диоды, соединенные анодами с выходным выводом соответствующей фазы, а катодами - с анодом светодиода тиристорного оптрона последующей фазы, причем катод второго диода первой фазы подсоединен также к катоду дополнительного диода, подключенного анодом через первую кнопку управления к входному выводу указанной фазы; третьи диоды, подключенные анодами к выходному выводу соответствующей фазы, а катодами - к катоду светодиода тиристорного оптрона указанной фазы и первому выводу соответствующего резистора, вторые же выводы резисторов двух фаз подключены к соответствующему входному выводу следующей фазы неосредственно, а в третьей фазе - через вторую кнопку управления [1] - прототип.

Недостатком известного коммутатора является усложненность его схемы управления, поскольку входная цепь каждого тиристорного оптрона подключается через резистор и два диода, а также то, что через вторую кнопку управления протекает ток в течение 240 эл. град., невозможность отключения нагрузки при выходе из строя типа "обрыв" силового диода. Все это снижает надежность устройства.

При создании изобретения решается задача по повышению надежности коммутатора.

Существенное отличие изобретения заключается в том, что в трехфазном коммутаторе, содержащем первый диод и тиристорный оптрон, соединенные встречно-параллельно и включенные в каждую фазу питающей сети последовательно с нагрузкой, две кнопки управления, два резистора, вторые диоды, подключенные в фазах А и С анодами к выходным выводам соответствующей фазы, а катодами - к анодам светодиодов тиристорных оптронов последующей фазы, причем катод второго диода фазы А подсоединен также к катоду дополнительного диода, подключенного анодом через первую кнопку управления к входному выводу указанной фазы, третьи диоды, подключенные анодами - для фаз А и В к выходному выводу соответствующей фазы, катодом для фазы А к катоду светодиода тиристорного оптрона указанной фазы и первому выводу первого резистора, а первый вывод второго резистора подсоединен к катоду светодиода тиристорного оптрона фазы В, светодиод тиристорного оптрона фазы С включен последовательно - согласно с третьим диодом фазы В между его катодом и через вторую кнопку управления - с катодом светодиода тиристорного оптрона указанной фазы, вторые выводы упомянутых резисторов подключены к выходному выводу соответствующей последующей фазы.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в разработке трехфазного коммутатора с минимальным количеством элементов в узле управления, с уменьшенным током через вторую кнопку управления и позволяющим отключать нагрузку при выходе из строя типа "обрыв"любого из силовых диодов, осуществляемым путем соответствующего подключения входной цепи тиристорного оптрона фазы С, упомянутой кнопки и резисторов.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема коммутатора.

Коммутатор содержит в каждой фазе первый 1 (2, 3) диод и тиристорный оптрон 4 (5, 6), соединенные встречно-параллельно и включенные между фазами А, В, С питающей сети и нагрузкой, подключенной к его выходным выводам 7-9; вторые диоды 10, 11, соединенные анодами с соответствующими выходными выводами 7, 9, а катодами - для диода 10 - с анодом светодиода 12 тиристорного оптрона 5 фазы В и для диода 11 - с анодом светодиода 13 тиристорного оптрона 4 фазы А и, кроме того, для диода 10 - с катодом дополнительного диода 14, подсоединенного анодом через первую кнопку управления 15 к фазе А; третьи диоды 16, 17, подсоединенные анодом к выходным выводам 7, 8, а катодом - для диода 16 - к катоду светодиода 13 оптронного тиристора 4, при этом катоды светодиодов 12, 13 через резисторы 18, 19 соединены с выходными выводами 9, 8 соответственно, катод третьего диода 17 подсоединен к аноду светодиода 20 тиристорного оптрона 6, подключенного в свою очередь через вторую кнопку управления 21 к катоду светодиода 12 тиристорного оптрона 5.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии при наличии напряжения питающей сети тиристорные оптроны 4-6 заперты, нагрузочные выводы 7-9 отключены от фаз А, В, С. Коммутатор включается кратковременным нажатием кнопки управления 15. Если это произошло в момент времени ωt = π/6, то по цепи - фаза А, кнопка управления 15, дополнительный диод 14, светодиод 12 тиристорного оптрона 5, резистор 18, первый диод 3, фаза С - начинает протекать ток, определяемый линейным напряжением между фазами А и С и величиной сопротивления резистора 18, в момент времени ωt = 2/3 π включается тиристорный оптрон 5, через него начинает протекать ток нагрузки; поскольку потенциал фазы А выше, чем в фазе В, то диод 17 заперт. С момента времени ωt = 5/6 π потенциал фазы В становится выше потенциала фазы А, вследствие чего светодиод 12 запирается, ток через него прекращается, а по цепи - фаза В, тиристорный оптрон 5, третий диод 17, светодиод 20 тиристорного оптрона 6, вторая кнопка управления 21, резистор 18, первый диод 3, фаза С - протекает ток, определяемый линейным напряжением между фазами В и С и резистором 18.

В момент времени ωt = 4/3 π включается тиристорный оптрон 6 в фазе С, через него начинает протекать ток нагрузки. Включение тиристорного оптрона 4 происходит аналогично. Отключение коммутатора осуществляется второй кнопкой управления 21.

В сравнении с прототипом [1] заявленный трехфазный коммутатор отличается тем, что благодаря подключению входа тиристорного оптрона фазы С в цепь третьего диода фазы В, введению в его цепь второй кнопки управления, соответствующему подключению резисторов удалось сократить число элементов схемы управления, исключив из нее один из трех резисторов и два из семи диодов, сократить до 120 эл. град. длительность протекания тока через упомянутую кнопку, осуществить отключение загрузки при выходе из строя типа "обрыв" любого из силовых(первых) диодов, что привело к повышению надежности.

Источник информации
Авторское свидетельство СССР 1786654, Н 03 К 17/72, 1991 г.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для включения и отключения трехфазной нагрузки. Трехфазный коммутатор содержит первый диод и тиристорный оптрон, соединенные встречно-параллельно и включенные в каждую фазу питающей сети последовательно с нагрузкой, две кнопки управления, два резистора, вторые диоды, подключенные в фазах А и С анодами к выходному выводу соответствующей фазы, а катодами - к анодам светодиодов тиристорных оптронов последующей фазы. Катод второго диода фазы А подсоединен также к катоду дополнительного диода, подключенного анодом через первую кнопку управления к входному выводу указанной фазы. Третьи диоды подключены анодами для фаз А и В к выходному выводу соответствующей фазы, катодом для фазы А - к катоду светодиода тиристорного оптрона указанной фазы и первому выводу первого резистора. Катод третьего диода фазы В подключен к аноду светодиода тиристорного оптрона фазы С, подключенного катодом через вторую кнопку управления к катоду светодиода тиристорного оптрона указанной фазы и первому выводу второго резистора. Вторые выводы упомянутых резисторов подключены к выходному выводу соответствующей последующей фазы. В тиристорном коммутаторе сокращено количество диодов до пяти, резисторов до двух, сокращена до 120 эл.град. длительность протекания тока через вторую кнопку управления, обеспечивается отключение нагрузки при выходе из строя (типа "обрыв") любого из силовых (первых) диодов. 1 ил.

Трехфазный коммутатор, содержащий первый диод и тиристорный оптрон, соединенные встречно-параллельно и включенные в каждую фазу питающей сети последовательно с нагрузкой, две кнопки управления, два резистора, вторые диоды, подключенные в фазах А и С анодами к выходному выводу соответствующей фазы, а катодами - к анодам светодиодов тиристорных оптронов последующей фазы, причем катод второго диода фазы А подсоединен также к катоду дополнительного диода, подключенного анодом через первую кнопку управления к входному выводу указанной фазы, третьи диоды, подключенные анодами для фаз А и В к выходному выводу соответствующей фазы, катодом для фазы А к катоду светодиода тиристорного оптрона указанной фазы и первому выводу первого резистора, а первый вывод второго резистора подсоединен к катоду светодиода тиристорного оптрона фазы В, отличающийся тем, что светодиод тиристорного оптрона фазы С включен последовательно - согласно с третьим диодом фазы В между его катодом и через вторую кнопку управления - с катодом светодиода тиристорного оптрона указанной фазы, вторые выводы упомянутых резисторов подключены к выходному выводу соответствующей последующей фазы.