Выключатель Советский патент 1990 года по МПК H03K17/567 

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для бесконтактной коммутации силовых цепей постоянного тока.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем осуществления оптимального по быстродействию отключения двух параллельных индуктивно-активных нагрузок.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства.

Выключатель содержит мост 1 на тиристорах 2-5, зашунтированных встреч- но включенными диодами 6-9. К одной диагонали моста 1 подключен источник 10 постоянного напряжения, а в другую диагональ включена выходная цепь 11 в виде параллельных первой ветви из последовательно соединенных индуктивно-активной нагрузки 12 и резистивно- го шунта 13 и второй ветви из последовательно соединенных индуктивно-активной нагрузки 1 и резистивного шун- та 15.

Шунт 13 подключен к первому входу сумматора 16 и через нелинейный блок 17 к первому входу компаратора 18. Шунт 15 подключен к вторым входам сумматора 16, компаратора 18 и первому входу логического элемента И 19, второй вход которого через логический элемент НЕ 20 подключен к выходу сумматора 16. Выходы элемента 19 и компаратора 18 соединены соответственно с входами блоков 21 и 22 включения и выключения тиристоров моста 1.

Нелинейный блок 17 выполнен на ре- зисторно-диодной сборке.

Выключатель работает следующим образом.

Пусть в исходном положении (по сигналу на шине 23) открыты тиристоры 3 и Ц моста 1. Тогда к выходной цепи 11 и соответствующего к нагрузкам 12 и 14 приложено напряжение +Е источника 10. По сигналу, поступающему на шину , блок 22 выключает тиристоры 3 и . С этого момента начинается первый интервал процесса отключения: напряжение на цепи 11 скач- ком меняет полярность (с +Е на -Е), так как суммарный ток нагрузок 12 и k замыкается через диоды 6 и 9.

В первом интервале процесса отклю- чения наступает момент t( , когда ток через диоды 6 и 9 (суммарный ток цепи 11) становится равным нулю. При

0 5

5

0

5

0

5

0

этом токи ij и i в первой и второй нагрузочных ветвях не равны нулю, но одинаковы и противоположны по знаку, т. е. энергия магнитного поля нагрузки полностью не погашена.

Для того, чтобы не происходило закрытие выключателя в момент t, блок 21 включает в этот момент тир1, с- торы 2 и 5. Сигнал на включение тиристоров 2 и 5 формируется следующим образом.

Напряжения, снимаемые с шунтов 13 и 15 и пропорциональные токам i,, i2 первой и второй ветвей, подаются на сумматор 16. Если сумма i 1 + 12 равна нулю, то на выходе сумматора 16 сигнал равен 0, а на выходе элемента 20 будет логическая 1. Для отстройки от отключенного состояния выключателя, когда также i, + 12 0, используется сигнал о наличии одного из токов в нагрузочных ветвях, например, тока 12. Такой сигнал используется как разрешающий на втором входе элемента 19. Таким образом, в момент t( на выходе элемента 19 появляется логическая 1 и блок 21 открывает тиристоры 2 и 5.

Первый интервал процесса отключения заканчивается в момент t2, когда токи if и ig, в нагрузочных ветвях достигают относительных значений, А,, и А, удовлетворяющих условию

Аа 1 - (1 - А,)С,(1) где Ј,, а - постоянные времени Hai-

рузочных ветвей.

В момент t2 необходимо вновь изменить полярность напряжения на выходной цепи 11 с -Е на +Е, что обеспечивается по каналу из компаратора 18 и нелинейного блока 17, реализующего степенную функцию.

г

f 1 - (1 - А) .

На вход блока 17 подается напряжение с шунта 13, пропорциональное току i. На выходе блока 17 после нелинейного преобразования сигнал соответствует правой части выражения (1). В компараторе 18 осуществляется сравнение напряжения, снимаемого с шунта 15, и сигнала с выхода блока 17. При равенстве сравниваемых напряжений на выходе компаратора 18 появляется сигнал, по которому блок 22 выключает тиристоры 2 и 5. С этого момента напряжение на выходной цепи 11 снова

равно +Е, а суммарный нагрузочный ток замыкается через диоды 7 и 8.

Окончание второго интервала процесса отключения соответствует моменту, когда одновременно i 0, 12 0. В этот момент закрываются диоды 7 и 8. Так как тиристоры моста 1 закрыты, выключатель автоматически отключает выходную цепь 11 от источника 10. При этом энергия магнитного поля на1- рузки полностью погашена. Формула изобретения

Выключатель, содержащий мост на тиристорах, зашунтированных встречно включенными диодами, к одной диагонали которого подключен источник постоянного напряжения, а в другую диагональ включена выходная цепь, блок включения и выключения тиристоров моста, отличающийся тем,

0

5

что, с целью расширения функциональных возможностей, введены сумматор, нелинейный блок на резисторно-диодной сборке, компаратор и логические элементы И, НЕ, а выходная цепь выполнена в виде параллельных первой и второй ветвей из последовательно соединенных индуктивно-активной нагрузки и реэистивного шунта, причем шунт первой ветви подключен к первому входу сумматора и через нелинейный блок - к первому входу компаратора, шунт ВТОРОЙ ветви подключен к вторым входам сумматора, компаратора и первому входу логического элемента И, второй вход которого подключен к выходу сумматора через логический элемент НЕ, а выходы компаратора и логического элемента И соединены соответственно с входами блоков выключения и включения тиристоров моста.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах бесконтактной коммутации силовых цепей постоянного тока. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей - достигается путем осуществления оптимального по быстродействию отключения двух параллельных индуктивно-активных нагрузок. Выключатель содержит мост 1 на тиристорах 2 - 5, зашунтированных встречно включенными диодами. К одной диагонали моста подключен источник 10 постоянного напряжения, а к другой диагонали - выходная цепь 11 из последовательно соединенных индуктивно-активной нагрузки 14 и резистивного шунта 15. Кроме того, выключатель содержит нелинейный блок 17, сумматор 16, компаратор 18, логический элемент И 19, логический элемент НЕ 20, блоки 21 и 22 включения и выключения тиристорного моста. 1 ил.