Устройство для коммутации цепей питания потребителей электроэнергии Советский патент 1989 года по МПК H01H9/54 

фуе. /

ИЛИ-НЕ к входу запуска генератора треугольного напряжения. Выход этого генератора подключен к входу коммутатора 2 и через пороговый узел к управляющим входам триггеров, выходы

которых через усилители связаны с обмотками -коммутаторов 3, Включение и выключение потребителей 4 сопровождаются линейными изменениями тока питания. 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в электросистемах как постоянного, так и переменного тока. Целью изобретения является снижение колебаний напряжения питания и электромагнитных помех, возникающих при коммутации. Устройство содержит полупроводниковый демпфирующий коммутатор 2, электромеханические индивидуальные 3 и вспомогательные 7 коммутаторы, блок управления 5 коммутаторами с командным узлом 6. Блок управления 5 содержит одновибраторы, управляемые с командного узла 6, выходом подключенные к обмоткам коммутаторов 7, к информационным входам триггеров и через логическую схему ИЛИ-НЕ к входу запуска генератора треугольного напряжения. Выход этого генератора подключен к входу коммутатора 2 и через пороговый узел к управляющим входам триггеров, выходы которых через усилители связаны с обмотками коммутаторов 3. Включение и выключение потребителей 4 сопровождаются линейными изменениями тока питания. 3 ил.

Предлагаемое устройство относится к электротехнике и предназначено для коммутации цепей питания различных t потребителей в энергосистемах постоянного и переменного тока.

Цель изобретения - снижение колебаний напряжения питания и электромагнитных помех, возникающих при коммутациях.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема силовой части и структурная схема каналов управления устройства для коммутации цепей питания потребителей электроэнергии; на фиг. 2 - блок управления коммутаторами; на фиг. 3 - временные диаграммы для пояснения работы блока управления коммутаторами.

Устройство для коммутации цепей питания потребителей электроэнергии содержит питающую шину 1 (фиг. 1) , полупроводниковый демпфирующий коммутатор 2, соединенный с ней первым своим выводом, электромеханические индивидуальные коммутаторы 3, контактная группа каждого из которых включена между соответствующей цепью питания потребителя 4 и питающей шиной, блок 5 управления коммутаторами, вход которой соединен с командным узлом 6, электромеханические вспомогательные коммутаторы 7, контактная группа каждого из которых включена между соответствующей цепью питания потребителя и вторым зажимом демпфирующего коммутатора 2. Демпфирующий коммутатор 2 состоит кэ диодного двухполупериод- ного выпрямительного моста 8 и транзистора 9, подключенного коллектор- но-эмиттерной цепью к зажимам выпрямленного тока моста, причем первый зажим переменного тока моста подсоединен к питающей шине, а второй - к целям питания потребителей посредст-

0

5

Q

5

0

5 0 5

вом вспомогательной шины 10. Блок 5 управления коммутаторами рассмотрен в качестве примера для трехканально- го варианта. Однако число каналов коммутации может быть произвольным в зависимости от конкретного назначения. Блок 5 управления коммутаторами содержит три одновибратора 11 (фиг. 2), каждый из которых имеет отдельный вспомогательный вход запрета запуска. Основной управляющий вход каждого одновибратора 11 подключен к командному узлу 6, а выход - через усилитель мощности 12 к обмотке управления соответствующего электромеханического вспомогательного коммутатора 7. Выходы одновибраторов 11 соединены также с информационными входами соответствующих триггеров 13, выходы которых через соответствующие усилители 14 мощности подключены к обмоткам управления электромеханических индивидуальных коммутаторов 3. Кроме того, выход каждого одновибратора соединен с соответствующим входом логической схемы ИЛИ-НЕ 15, выход которой соединен со вспомогательными входами запрета запуска всех одновибраторов 11 и с входом запуска генератора 16 треугольного напряжения. Последний своим выходом через пороговый узел 17 соединен с управляющими входами триггеров 13 и через усилитель 18 соединен с ба- зово-эмиттерной цепью транзистора 9 полупроводникового демпфирующего коммутатора 2,

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии все электромеханические индивидуальные 3 и вспомогательные 7 коммутаторы с замыкающими контактами и полупроводниковый демпфирующий коммутатор 2 выключены, а на питающую шину 1 подано постоянное или переменное напряжения. Пусть в момент от командного узла 6 импульс напряжения U, (фиг, 3) поступает по одному из каналов на основной вход одновибрато- ра 11 того канала, потребитель 4 которого необходимо подключить к питающей шине 1. При этом одновибратор 11 формирует прямоугольный импульс напряжения UM , а соответствующий усилитель 12 мощности - импульс Ь(2, определенной длительности 4t. Переднему фронту импульса Uu соответствует начало включения электромеханического вспомогательного коммутатора 7, т.е. подключение нужного потребителя к всгомогательной шине 10. Кроме того, на входе логической схемы ИЛИ-НЕ 15 формируется напряжение 0, запускающее генератор 16 треугольного напряжения с выходным линейно изменяющимся напряжением Uf6 (и усиленным напряжением U) и запирающее (блокирующее) основные входы всех одновибраторов на время перекоммутации, исключая тем самым одновременную коммутацию цепей нескольких потребителей. С помощью напряжения производится плавное отпирание транзистора 9 полупроводникового демпфирующего коммутатора 2, т.е. плавное нарастание напряжения на вспомогательной шине 10.

В момент t полного отпирания транзистора 9 на выходе порогового узла 17 формируется синхроимпульс напряжения U|7 , поступающий на управляющие входы триггеров 13, вызывая срабатывание того триггера, на информационный вход которого подано напряжение U . В момент t переключения триггера 13 на его выходе появляется сигнал U

13

ко то рый, будучи

усиленным до напряжения Ъ , вызывает включение электромеханического индивидуального коммутатора 3, т.е. перевод питания данного потребителя со вспомогательной шины 10 на шину питания 1. Затем напряжение U(fr (Uie ) начинает линейно уменьшаться до нуля к моменту времени , плавно запирая полупроводниковый демпфирующий коммутатор 2. Далее в момент времени Д t обнуляется напряжение U и соответствующий электромеханический вспомогательный коммутатор 7 возвра0

5

щается в исходное состояние, а логическая схема ИЛИ-НЕ 15 снимает сигнал запрета U,y 0 со вспомогательных входов одновибраторов. Аналогично отрабатывается команда на подключение питания к любому из потребителей. Если в момент времени Ц поступила команда на отключение цепи питания включенного ранее потребителя, то, как видно из диаграмм на фиг,. 3, все описанные выше процессы повторяются с той лишь разницей, что в момент появления импульса напряжения U,T соответствующий триггер 13 возвращается в исходное (нулевое) состояние, что приводит к отключению соответствующего электромеханического индивидуального коммутатора 3.

0 Б тех случаях, когда допустимая

рассеиваемая на коллекторно-эмиттер- ном переходе транзистора мощность не позволяет использовать его в линейном режиме, при данном напряжении,

5 данном токе и данной длительности t , можно использовать полупроводниковый демпфирующий коммутатор, построенный по принципу широтно-импульсного модулятора со вспомогательным сглаживаю0 щим дросселем.

Формула изобретения

2g Устройство для коммутации цепей питания потребителей электроэнергии, содержащее электромеханический индивидуальный коммутатор с обмоткой управления и контактной группой, вклю40 ченной между выводами для подключения питающей шины и цепи питания потребителя, полупроводниковый демпфирующий коммутатор с входом управления и электромеханический вспомо45 гательный коммутатор с обмоткой управления и контактной группой, образующей вместе с последовательно соединенным полупроводниковым демпфирующим коммутатором цепь, включенную

50 параллельно контактной группе индивидуального коммутатора, а также блок управления коммутаторами с командным узлом, отличающееся тем, что, с целью снижения

55 колебаний напряжения питания и электромагнитных помех, возникающих при коммутациях, в блок управления коммутаторами введены одновибратор, подключенный входом к командному уз714835038

лу а выходом - к обмотке управления рого подключен непосредственно к

вспомогательного коммутатора, генератор треугольного напряжения, пороговый узел и триггер, информационный вход которого связан с выходом од- новибратора и с входом генератора треугольного напряжения, выход котоРедактор М.Циткина

Составитель В.Гудовский Техред Л.Олийнык

Заказ 2839/49

Тираж 695

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

входу управления полупроводникового демпфирующего коммутатора и через пороговый узел - к управляющему входу триггера, причем командный узел выполнен в виде формирователя одиночных однополярных импульсов.

Корректор Н.Король

Подписное