Коммутатор переменного тока Советский патент 1984 года по МПК H02M5/257 H03K17/56 

САЭ

О др

СХ)

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для кoм yтaции потребителей переменного тока с отстающим коэффициентом МОЕЩОСТИ, например, питающихся через трансформатор(рудничная тяговая сеть и ее преобразовательные агрегаты, сварочные трансформаторы, пусковые автотрансформаторы и другие потребители с изменяющимися режимами работы от холостого хода до короткого замыкания) , По основному авт.св. № 974436, известен коммутатор переменного тока содержащий два встречно-параллельно включенных тиристора,связанных с источником синхронизирующих импуль сов, подключенным к фазовращателю, блок формирования импульсов, элемент совпадения, который снабжен LC цепь элементом ИЛИ и датчиком тока, вход которого подключен к точке соединения тиристоров и LC-цепи, выход к одной управляющей цепи элемента совпадения, другая управляющая цепь которого подключена к блоку формирования импульсов, выход элемента совпадения через элемент ИЛИ связан с управляющими электродами тиристоров, параллельно которым включена LC-цепь, а второй вход элемента ИЖ связан с выходом фазовращателя . Недостатком данного коммутатора является отсутствие защитного отклю чения при ошибочном действии обслуживающего персонала в момент переключения обмотки, находящихся под напряжением, а также при обрыве присоединительного кабеля от коммутатора до нагрузки, т.е. ограниченность функциональных возможностей. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей коммута тора. Эта цель достигается тем, что коммутатор переменного тока снабжен дополнительным элементом совпадения элементом вьщержки времени, элементом ПАМЯТЬ, усилителем-инвертором и датчиком напряжения, вход которого предназначен для подключения параллельно нагрузке, а выход через элемент вьщержки времени, первый вход дополнительного элемента совпа дения -и элемент ПАМЯТЬ, включенные последовательно, соединен с промежу точным ключом, а второй вход дополнительного элемента совпадения соед нен через усилитель-инвертор с выходом датчика тока. На чертеже представлена блоксхема коммутатора. Коммутатор переменного тока содержит два встречно-параллельно включенных тиристора I и 2, параллельно которым подключена коммутирующая LC-цепь 3, датчики тока 4 напряжения 5, нагрузки 6 и систему управления тиристорами 1 и 2 коммутатора, включающую последовательно соединенные источник 7 синхронизирующих импульсов, фазовращатель 8, дифференцирующую цепь 9, промежуточный ключ 10, элемент ИЛИ II и усилител7ь 12, причем выходы усилителя 12 включены на управляющие электроды тиристоров 1 и 2 коммутатора, а источник 7 синхронизирующих импульсов включен на напряжение фазы питающей сети. Управляющие цепи элемента 13 совпадения включены на выходы датчик-а 4 тока и блока ) 4 формирования импульсов, а выход - на второй вход элемента ИЛИ II. Элемент 15 выдержки времени, дополнительный элемент 16 совпадения и элемент ПАМЯТЬ 17 включены последовательно, причем выход элемента ПАМЯТЬ 17 включен на инверсный вход промежуточного ключа 10, вторая управляющая цепь дополнительного элемента 16 совпадения через усилитель-инвертор 18 связана с выходом датчика 4 тока, а вход элемента 15 вьщержки времени подключен к выходу датчика 5 напряжения. Коммутатор работает следующим образом. При подаче напряжения сети синхронно с его фазой(знаком /происходит заряд конденсатора LC-цепи 3. Одновременно на выходе источника 7 синхронизирующих импульсов появляются с двойной частотой прямоугольные импульсы, длительность каждого близка половине периода напряжения питающей сети. Указанные сигналы поступают на вход фазовращателя 8, на выходе которого появляется сигнал с фазовым сдвигом, соответствующим благоприятной фазе включения индуктивной нагрузки. Сигнал с элемента 8 формируется по длительности дифференцирующей цепью 9(длительность сигнала на выходе цепи 9 равна 40-70 мкс, фаза появления близка 90°по отношению

3n

к началу полуволны напряжения сети), усиливается промежуточньт ключом 10 и через элемент ИЛИ 11 и усилитель 12 поступает на управляющие электроды тиристоров 1 и 2.

Блок 14 формирования импульсов также начинает подавать сигналы на управляющую цепь элемента 13 совпадения.

Коммутирующая способность цепи 3 выбрана из условия возможности закрытия тиристоров 1 и 2 энергией заряда ее конденсатора при токе (через тиристоры 1 и 2), соответствующим режиму холостого хода или близким к нему. Как правило, при электроснабжении нагрузки 6 через разделительный трансформатор величина упомянутого тока равна максимальному установившемуся току его намагничивания .

Таким образом, в режиме холостого хода на выходе коммутатора формируются из напряжения сети разнополярные импульсы напряжения длительностью каждый в половину периода собственных колебаний цепи 3(не более 300 МКС ).

Указанные импульсы получают следующим образом. Предположим, полярность питающего напряжения соответствует изображенной на конденсаторе цепи 3 без скобок. При поступлении сигнала управления на тиристор 1 конденсатор начинает перезаряжаться по цепи LC-цепь - тиристор 1 (полярность напряжения(после перезаряда) приведена на конденсаторе в скобках ). После сравнения мгновенных значений уровней потенциалов сети и конденсатора происходит(через время восстановления запирающих .свойств)закрытие тиристора 1. После смены знака напряжения сети и учас.тия в работе тиристора 2 описанные процессы повторяются - на нагрузке 6 поочередно формируются биполярные дискреты напряжения. Указанные дискреты одновременно поступают на вход датчика 5 напряжения и далее на вход элемента 15 вьщержки времени.

При этом уставка выдержки времен элемента 15 превышает длительность упомянутых дискрет и сигнал на его выходе отсутствует. При увеличении

09874

нагрузки вьте токов намагничивания коммутирующая возможность цепи 3 недостаточна, в результате чего происходит срыв, тиристоры 1 и 2

с не закрываются, а к нагрузке 6 в благоприятной зоне подключается напряжение сети. В этом режиме датчик 4 тока деблокирует элемент 13 совпадения и на управляющие элекQ троды тиристоров 1 и 2 от блока 14 формирования импульсов по цепи 1413-11-12 поступают сигналы управления длительностью, равной длительности включения нагрузки 6 коммутаг тора. После отключения нагрузки 6 сигнал с датчика 4 тока блокирует элемент совпадения 13 и коммутатор переходит в режим импульсного формирования ограниченной мощности на

JJ выходе.Одновременно с началом формирования полного напряжения на выходе коммутатора сигнал с датчика 4 тока инвертируется элементом 18 и блокирует элемент 16 совпсщения, исключая тем самым ошибочное отключение коммутатора.

При режиме ограниченной мощности сигнал с усилителя-инвертора 18 разрешает прохождение сигнала по цепи 6-15-16-17-10. Если при этом или в режиме полного выходного напряжения произойдет обрыв цепи коммутатор (выход) - первичная обмотка трансфор5 матора, то на выходе датчика 5 напряжения появится сигнал. Сигнал по цепи 5-15-16 поступает на вход элемента ПАМЯТЬ 17 и переводит его в активное состояние - выходным сигна0 лом с элемента 17 блокируется промежуточный; ключ 10, и коммутатор осуществляет бесконтактное защитное отключение.

Для возврата схемы в рабочее

5 состояние необходимо устранить

причину, вызвавшую защитное отключение, и далее воздействовать на элемент 17 по цепи управления, стерев его память.,

0 Благодаря защитному отключению

при нештатных ситуациях обеспечивает, ся безопасность ведения работ при одновременном решении вопросов улучшения энергетических показате55 лей.

КОММУТАТОР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА по авт.св. № 974436, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, он снабжен дополнительным элементом совпадения, элементом вцйержки времени, элементом ПАМЯТЬ,-усилителеминвертором и датчиком напряжения, вход которого предназначен для подключения параллельно нагрузке, а выход через элемент вьщержки времени, первый вход дополнительного элемента совпадения и.элемент ПАМЯТЬ, включенные последовательно, соединей с промежуточным ключом, второй дополнительного элемента совпадения соединен через усилитель-инвертор с выходом датчика тока. (Л С