Гибридный контактор переменного тока Советский патент 1984 года по МПК H01H9/30 

1 Изобретение относится к низковол ным электрическим аппаратам управле ния. Известны гибридные контакторы переменного тока, содержапре бесконтак ный биполярньй ключ (тиристоры или симистор), соединенный параллельно с главными контактами (ГК) контакторов) , Для управления биполярным ключом применяются релейные элементы: промежуточное реле, вспомогательные контакты, герконы и другие элементы соединяющие цепи управления бесконтактных элементов биполярного клю ча. При управлении биполярным ключом с помощью герконов, установленных на шинах конактора Cl Зи 23 , вслед ствие вибрации контактов герконов в переменном магнитном поле их ресурс и надежность недостаточны. Возможна установка герконов в постоянном магнитном поле магнитопровода Сз 3, исключающая вибрацию их контактов, но при этом данное устройство имеет сложную конструкцию магнитной системы, в которой затруднен монтаж и изоляция токовых шин, проходящих через упомянутый магнитопровод,и значительные габариты магнит ной системы. Применение промежуточного реле в гибридном контакторе обеспечивает автономность схемы управления биполя ным ключом L4 3, так как отсутствует механическая снязь реле непосредственно с контактором. Однако из-за того, что цепь ГК подключена последовательно с биполярным ключом, укаванная схема устройства имеет значительные габариты при коммутации боль ших токов. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является гиб ридный контактор переменного тока с электромагнитным приводом, содержащий главные и вспомогательные контак ты. Релейный элемент соединяет цепь управления бесконтактного биполярного ключа, подключенного параллельно ГК 5 3. Недостатком указанного контактора является возможность ответвления тока, превышакяцего допустимое значение, в цепь биполярного ключа в замкнутом состоянии ГК при комммутации предельных токов или протекании свер токов по ЦЕПИ биполярного ключа при сквозных токах короткого замыкания и 56 как следствие, выход из строя бесконтактных элементов биполярного ключа. Цель изобретения - повьшение надежности работы гибридного контактора. Поставленная цель достигается тем, что в гибридный контактор переменного тока с электромагнитным приводом, содержащий главные и вспомогательные контакты, бесконтактный биполярный ключ, соединенный параллельно ГК, основной релейньй элемент с замыкающим контактом, выключатель и вьгооды для подключения источника питания, причем замыкающий контакт основного релейного элемента включен в цепь управления бесконтактного биполярного ключа, обмотка электромагнитного привода через выключатель соеди нена с выводами для подключения источника питания, а реагирующая часть основного релейного элемента подключена параллельно обмотке электромагнитного привода, введен дополнительный релейный элемент, размыкающий контакт которого включен в цепь управления бесконтактного биполярного ключа последовательно с замыкакяцим контактом основного релейного элемента, реагируккцая часть дополнительного релейного элемента подключена параллельно обмотке электромагнитного привода через один из вспомогательных контактов гибридного контактора, а реагирующая часть основного релейного элемента через другой вспомогательный контакт соединена с выводами для подключения источника питания. Изобретение позволяет повысить надежность работы контактов за счет использования принятой схемы управления бесконтактным биполярным ключом, в которой цепь управления бесконтактных элементов включена только на время включения и отключения ГК и отключена все оставшееся время. Предлагаемая схема управления биполярным ключом во включенном состоянии контактора обеспечивает протекание всего ТОК& по цепи ГК, и даже при повьщ1ении напряжении на ГК до 3-5 В при коммутации предельных токов поддерживается отключенное состояние бесконтактных элементов, так как управляющая цепь бесконтактных элементов разорвана. При протекании тока сквозного короткого замыкания происходит электродинамический отброс ГК, возникает кроткая дуга и увеличивается падение напряжения на ГК, но отключенная схе ма управления бесконтактным биполяр ным ключом, соединенным параллельно ГК, не позволяет включаться бесконтактным элементам. На фиг. 1 приведена принцпипиальная электрическая схема гибридного контактора; на фиг. 2 - схема управления биполярным ключом,- на фиг. 3 и 4 - процессы включения и отключения ГК соответственно. В контакторе (фиг. 1 и 2) паралле но ГК 1 подключен биполярный ключ 2, состоящий из двух встречно-параллель ных тиристоров, управляющие цепи кот рых зашунтированы диодами 3 и соединены с помощью замыкающего контакта 4 основного релейного элемента и размыканмцего контакта 5 дополнительн релейного элемента. Параллельно цепи ГК1 установлена защитная цепь: рет зистор 6 - конденсатор 7. Схема управления контактных элементов гибридного контактора состоит из выключателя 8, управляющего электромагнитным приводом 9, реагирующей частью 10 основного релейного элемен та и реагирующей частью 11 дополнительного релейного элемента, подключенного параллельно электромагнитному приводу 9 через вспомогательный контакт 12 гидридного контактора. В качестве основного и дополнительного релейных элементов использованы реле (например- реле 11Э21), реагируюишми частями которых являются катушки электромагнитов данных реле. Принцип работы гибридного контактора следующий. В отключенном состоянии контак тора цепь ГК1 разомкнута, биполярный ключ 2 отключен, так как управляющая цепь его разомкнута благодаря отключенному замыкающему контакту 4 основного релейного элемента. В связи с тем, что выключатель 8 разомкну напряжение на электромагнитном приводе 9, реагирующих частях основного 10 и вспомогательного 11 релейных элементов и вспомогательном контакте 12 отсутствует. Процесс включения гибридного контактора определяется последовательно стью операций, указанный на фиг. 3. Работа схемы контактора (фиг.1 и 2) при этом производится в следующем порядке: включается вьпшючатель 8 и ток проходит по цепи электромагнитного привода 9 и реагирутацей части 10 основного релейного элемента (Зц- Из-за неоднородности включения выключателя 8 и вспомогательного контакта 12 включается замыкающий контакт 4 основного релейного элемента раньше на 10-20 мс, чем включается ГК1, вспомогательный контакт 12 и отключается размьпсахя ;ий контакт 5 под воздействием протекающего тока (3}) в Ц1Епи реагирукщей части 11 дополнительного релейного элемента;. После замыкания контакта 4 ток проходит по цепям управления биполярного ключа соответствующей полярности основного тока сети и включается биполярни ключ (3) на 1020 мс до момента включения ГК (3.-.(), включая время вибраций ГК. Во включенном положении контактора напряжение на участке цепи ГК падает до значения менее 0,5 В. и защунтированный цепью ГК биполярный ключ выключается. Под воздействием тока в цепи реагирукяцей части 11 дополнительного релейного элемента размыкается размыкающий контакт 5, т.е. происходит гальванический разрыв цепи управления биполярного ключа. Процесс отключения контактора (фиг. 4) осув ествляется в следующей последовательности: выключатель 8 отключается и обесточиваются цепи электромагнитного привода 9 и реагирукнцей части 11 дополнительного релейного элемента. Так как время отключения вспомогательного контакта 12 больше времени отключения выключателя -8, контакт 5 дополнительного релейного элемента заюосается раньше на 10-20 мс чем размыкается контакт 4 основного релейного элемента, что обеспечивает заf&iKaime цепи управления биполярного ключа и включение бесконтактных элементов ключа. При размыкании контактора ток из цепи ГК иереходит в цепь биполярного ключа и после размыкания контакта 4, т.е. цепи уп:равления ключа, бесконтактные элементы биполярного ключа ртключаются при переходе тока через нуль.

Фиг.1

ГИБРИДНЫЙ КОНТАКТОР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА .с электромагнитным привог дом, содержащий главные и вспомогательные контакты, бесконтактный биполярный ключ, подключенньй параллельно главным контактам, основной релейный элемент с замыкающим контактом, выключатель и выводы для подключения источника питания, причем замыкакящй контакт основного релейного элемента включен в цепь управления бесконтактного биполярного ключа, обмотка электромагнитного привода через выключатель соединена с выводами дня подключения источника питания, а реагирующая часть основного релейного элемента подключена параллельно обмотке электромагнитного привода, отличающийс я тем, что, с целью повышения надежности работы, в него введен дополнительный релейный элемент с размыкающим контактом, причем размлкакнций кон такт дополнительно релейного элемента включен в цепь управления бесконтактного биполярного ключа последовательс: но с замыкаюпщм контактом основного релейного элемента, реагирующая часть § дополнительного релейного элемента подключена параллельно обмотке элек тромагнитного привода через один из ... со вспомогательных контактов гибридного СП ts5 контактора, а. реагирукяцая асть основ ного элемента через другой вспомогательный контакт соединена с выводами сл для подключения источника питания. О5

Фиг. 2

ю

4r

25

W

20

1гк

fIC

Фиг.З