Гибридный контактор переменного тока Советский патент 1983 года по МПК H01H9/30 

(54) ГИБРИДНЫЙ КОНТАКТОР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

1

Изобретение относится к низквольтным электрическим аппаратам управления.

Известны гибридные контакторы переменного тока, содержащие бесконтактные управляемые элементы (тиристоры, или симмисторы), подключенные параллельно главным контактам контакторов. Для управления элементами применяютсявспомогательные контакты контактора, соединяющие управляющие электроды элементом через дополнительный ограничивающий резистор .

Недостатками данного контактора являются низкая надежность вспомогательных контактов, повьпиенный разброс времени между моментами коммутации главных и вспомогательных контактов, что приводит к необходимости повышения номинального тока элементов.

Вместо вспомогательных контактов возможно использование герконов и датчиков тока, установленных на щинах контактора 2 и 3 3 .

Однако вследствие вибрашш контак , тов герконов в переменном магнитном

поле их ресурс и надежность недостаточ ны.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является контактор переменного тока, содержащий в каждом полюсе подключенные встречно-параллельно главным контактам контактора тирис10торы, управляющие электроды которых соединены мемсду собой через ограничительный резистор и магнитоуправляемый ; контакт (геркон), диоды, щунтируюнше в обратном направлении управляющие пере15ходы тиристоров, магнитную систему, причем геркон расположен между одними полюсами Н-образного магнитопрсвода магнитной системы, между dpyгими полюсами установлен постоянный магнит, а

20 (Ьокопроводы контактора проходят через отверстия в перемычке Н-образнрго маг нитопровода, В контакторе в трехфазном режиме работы геркон находится в пос10тоянном магнитном попе, что исключает вибрацию его контактов. В оцнофазном режиме в пульсирующем магнитном поле вибрации устраняются путем использования короткозамкнутых обмоток Недостатками известного контактора являются сложность конструкции магнитной системы, в которой затруднен монтаж и изоляция 1ПИН, проходящих через прямоугольные отверстия, нестабильност параметров постоянного магнита, обусло ленная воздействием на него переменного магнитного поля шин, опасность залипания контактов геркона. Цель изобретения - повышение надеж ности контактора. Поставленная цель достигается тем, что в гибридном К:онтакторе переменного тока, содержащем в каждом полюсе подключенные встречно-параллельно главны контактам контактора тиристоры, управляющие электроды которых соединены между собой через ограничительный резистор, и геркон, диоды щунтирующие в обратном направлении управляющие пере ходы тиристоров, и магнитную систему, последняя выполнена в виде моста, на плечах которого размещены обмотки. шунтироврнные каждая диодом, в одной диагонали моста выполнен воздушный зазор, в котором размещен геркон, а на другой диагонали расположена обмотка, включенная последовательно с главными контактами контактора между точками подключения, тиристоров. Для уменьшения тока контактора, при котором происходит срабатывание гер- кона, на диагонали моста с воздушным зазором моясет быть размещена дополнительная обмотка, которая через диоды подключена согласно к каждой обмотке на плечах моста. На фиг. 1 дана принципиальная электрическая схема контактора; на фиг, 24 - конструкции магнитной системы, В контакторе (фиг. 1) параллельно главным контактам 1 подключены встреч но-параллельно тиристоры 2, управляющие электроды которых соединены с помощью последовательно включенных геркона 3 и ограничивающего резистора 4. В цепи главных контактов включена токовая обмотка 5о Магнитная система 6 (фиг. 2) выполнена по мостовой схеме на плечах которой размещены обмотки 7-10, параллельно которым включены диоды I 11-14. На одной диагонали моста (вер94тикальной на фиг, 2) распоотожена токовая обмотка 5, В другой диагонали моста (горизонтальной на фиг, 2) имеется воздушный зазор, в котором укреплен геркон 9. На магнитопроводе этой диагонали распо ложена короткозамкнутая обмотка 15. Магнитная система должна быть шихтованной, кроме магнитопровода с зазором. Контактор работает следующим образом, В отключенном состоянии контактора ток в цепи обмотки 5 отсутствует, контакты геркона 3 разомкнуты и, следовательно, тиристоры 2 находятся в непроводящем состоянии. При замыкании главных контактов 1 ток проходит по обмотке 5 и под действием ее магнитного потока в-обмотках наводятся токи. Вследствие указанньк на фиг. 2 направлений намотки обмоток и включении диодов при одном направлении тока, например, указанном стрелкой на фиг, 2, наводятся токи только в обмотках 12 и 13 и магнитный поток проходит в основном через плечи с обьггоп ами 11 и 14 и воздушном зазоре в напрештении, указанном стрелкой. При другом направлении тока включаются обмотки 11 и 14, но направление потока в зазоре не меняется, т.е, имеет место как бы выпрямление магнитного потока. При ненасьшхенном состоянии магнитной системы, что определяется соответствующим выбором сечения магнитопровода и параметров обмоток, ампер-«итки их почти равны ампер-виткам обмотки 5. Таким образом, разность магнитных потенциалов Up в зазоре равна по амплитуде ампер-виткам iW обмотки 5 и пульсирует с двойной частотой тока. Обмотка 15 сглаживает форму потока. При превышении средней величины Up ампервитков срабатьгоания геркона происходит его включение, отпирание одного из тиристоров зависимости от полярности напряжения между контактами) и шунтирование им контактов, благодаря чему устраняется эрозия главных контактов при вибрации, поскольку напряжение, возникающее на контактах при дугообразовании, в процессе вибрации, больше отпирающего напряжения управления тиристоров. Во включенном состоянии контактора ток через тиристоры не проходит, поскольку падение напряжения на контактах меньше напряжения управления.

При отключений контактора напряжение возникающей на расходящихся контактах дуги вызывает включение тиристоров, дуга гаснет после перехода тока из контактов в тиристоры и полное отключение тока в цепи происходит при первоМ его переходе через нуль.

Для контакторов на малые номивальны токи необходимо увеличивать число ьитков обмотки 5 для обеспечения срабатывания геркона, что приводит к существенному росту габаритов и мощности. Дл увеличения разности магнитных потеиаиалов Up в зазоре при неизменных ампервитках обмотки 5 возможно включение обмоток 7-10 через диоды 11-14 на обмотку 16 (фиг. З) таким образом, чтобы .ампер-витки ее складывать с ампервитками обмотки 5. Тогда Up--iw 0+2),

1 J(/, - число витков каждой обмотки где

7-10; ЧИСЛО витков обмотки 16,

Для контакторов на повышенные номинальные токи, когда контакты соединены шинами, более целесообразно исполнение магнитной системы по фиг, 4, схема которой аналогична фиг, 2, но изменено расположение диагоналей. Преимуществом конструкции Я1вляется использование , участка шины контактов в качестве одновитковой обмотки,

По сравнению с базовым объектом (выпускаемыми промышленностью контакторами переменного тока КТ64 и КТ65) использование предлагаемых устройств при модернизации контактов позволяет за счет уменьшения расхода материалов и комплектующих изделий получать средний экономический эффект 5 руб на один контактор, что при намеченном объеме производства 25 тыс. шт. дает общий эффект 125 тыс, руб.

Кроме эторо, предлагаемое устройство может быть также использовано в

качестве порогового датчика переменного тока.

Формула изобретения

1,Гибридный контактор переменного тока, содержавши в каждом полюсе подключенные встречно-параллельно главным

контактам контактора тиристоры, управляющие электроды которых соединены между собой через ограничительный резистор и магнитоуправляемый контакт (геркон), диодь, шунтирующие в обратном направлении управляющие переходы тиристоров, и магнитную систему, отличающийся тем, что, с целью повьпиения надежности контактора, магнитная система выполнена в, виде моста,

на плечах которого размещены обмотки, шунтированные каждая диодом, в одной диагонали моста выполнен воздушный зазор, в котором расположен геркон, а на другой диагонали расположена обмотка,

включенная последовательно с главными контактами контактора между точками подключения тиристоров,

2,Контактор по п.1, отличающийся тем, что на диагонали моста с воздушным зазором расположена дополнительная обмотка, которая через диоды подключена параллельно и согласно к каждой обмотке на плечах моста.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Патент США Мз 3330992, кл. 317-11, 1967.

2,Авторское свидетельство СССР № .377936, кл, Н О2 Н 7/1, 197О,

3,Авторское свидетельство СССР

№ 465670, кл, Н 01 Н 51/28, 1973,

4,Авторское свидетельство СССР № 72967О, кл, Н 01 Н 9/ЗО,/ 9/54, 33/О4, 1980 (прототип).

фуг. f

гг

Vv

8

г

гМ ХГ

л

т V