Устройство для бездуговой коммутации цепей постоянного тока Советский патент 1991 года по МПК H01H9/30 

ЛГ

Изобретение относится к коммутационной технике и предназначено для бездугового переключения двух нагрузок в цепях постоянного тока. Цель изобретения - обеспечение возможности переключения двух нагрузок. При замкнутом контакте 4 и разомкнутом контакте 6 транзистор 3 закрыт по базовым цепям, нагрузка 7 отключена и нагрузка 5 обтекается током. В процессе переключения контактов 2, 4 и 6 транзистор 3 открывается, что исключает возникновение дуги на контактах при их переключении. Диод 13 позволяет повысить надежность запирания транзистора 3. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

7 М

о о

vj

сь

00

Фиг. 2

Изобретение относится к коммутационной технике и предназначено для Оездуго- вого переключения двух нагрузок с цепях постоянного тока.

Цель изобретения-- обеспечение возможности переключения двух нагрузок

На фиг.1 и 2 приведены принципиальные схемы устройств.

Устройство содержит переключающую контактную группу 1, подвижный контакт 2 которой подключен к положительному полюсу источника U питания и эмиттеру тран- зистора 3. Один из неподвижных, например, размыкающий контакт 4 переключающей контактной группы 1 подключен к нагрузке 5, а другой неподвижный, например, замыкающий, контакт о подключен к нагрузке 7. Коллектор транзистора 3 подключен к анодам диодов 8°и 9, катод диода 8 подключен к размыкающему контакту 4. а катод диода 9 подключен к замыкающему контакту 6. База транзистора 3 подключена к катодам диодов 10 и 11 и резистору 12. Анод диода 10 подключен к замыкающему контакту 6, а анод диода 11 подключен к размыкающему контакту А. Нагрузки 7 и 5. резистор 12 и отрицательный полюс источника питания заземлены Транзистор 3 должен бить кремниевым, диоды 10 и 11 германиевые. При включении в эмит- терную цепь транзистора 3 диода 13 (фиг.2), анодом к подвижному контакту 2, а катодом - к эмиттеру транзистора 3, диоды и транзистор могут быть кремниевыми

Устройство для бездуговой коммутации цепей постоянного тока работает следующим образом,

В исходном состоянии, когда контакты 2 и 4 замкнуты, а контакты 2 и 6 разомкн/ты (фиг.1), нагрузка 7 отключена, а нагрузка 5 подключена к источнику питания. При этом транзистор 3 закрыт по базовым характеристикам, так как его переход эмиттер-база шунтирован замкнутыми контактами 2 и 4 и прямосмещенным диодом 11, прямое падение напряжения на котором меньше падения напряжения на переходе эмиттер-база транзистора 3.

Для включения нагрузки 7 и отключения нагрузки 5 подвижный контакт 2 приводят в движение, его контактное давление на неподвижный размыкающий контакт 4 уменьшается, что приводит к увеличению переходного сопротивления еще замкнутых контактов 2, 4 и падения напряжения на них.

Транзистор 3 открывается, входит в режим насыщения, который обеспечивает резистор 12, и через диод 9 включает нагрузку 7. При этом нагрузка 5 остается включенной

через диод 8 и транзистор 3, но напряжение на ней уменьшается на сумму величин прямого падения напряжения на диоде 8 и напряжения насыщения перехода

эмиттер-коллектор транзистора 3.

При размыкании контактов 2 и 4, а также в течение времени движения контакта 2 транзистор 3 и диоды 8 и 9 образуют для тока коммутации дополнительный парал0 лельный путь помимо контактов. При этом на контактах устанавливается разность потенциалов, равная сумме величин прямого падения напряжения на диоде 8 или 9 и напряжения насыщения перехода коллек5 тор-эмиттер транзистора 3, которое всегда меньше напряжения горения короткой дуги (8-10 В).

При замыкании контактов 2 и 6 транзистор 3 опять закрывается по своим базовым

0 характеристикам, так как его переход эмиттер-база шунтируется замкнутыми контактами 2 и 6 и прямосмещенным диодом 10, прямое падение напряжения на котором меньше падения напряжения на переходе

5 эмиттер-база транзистора 3. При этом нагрузка 5 отключается, а напряжение на на- (рузке 7 увеличивается практически до напряжения источника U питания.

Обратное пеоеключение нагрузок про0 исходит аналогично прямому переключению.

Для более плавного ступенчатого включения и отключения нагрузок 5 и 7 в эмит- терную цепь транзистора 3 можно включить

5 дополнительный диод 13 или несколько последовательно включенных диодов, таким образом, чтобы падение напряжения в силовой цепи элемента защиты составляло не более 8 В (минимальное напряжение горе0 ния короткой дуги). При включении диода 13 все диоды, как и транзистор, могут быть кремниевыми, при этом работа устройства не изменяется. Для повышения КПД устройства рекомендуется в качестве транзистора

5 3 использовать составной транзистор, включенный по схеме Дарлингтона.

Изобретение обеспечивает бездуговое переключение двух нагрузок в цепях постоянного тока и регулировку величины напря0 жения ступенчатого переключения указанных чагрузок.

Формула изобретения 1. Устройство для бездуговой коммутации цепей постоянного тока, содержащее

5 выводы для подключения источника питания и выводы для подключения первой нагрузки, переключающую контактную группу, транзистор, резистор и первый диод, причем вывод для подключения положительного полюса источника питания,

замыкающий контакт переключающей контактной группы, выводы для подключения первой нагрузки и вывод для подключения отрицательного полюса источника питания соединены в последовательную цепь, эмиттер транзистора соединен с выводом для подключения положительного полюса источника питания, база транзистора через резистор соединена с выводом для подключения отрицательного полюса источника питания, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности переключения двух нагрузок, в него введены выводы для подключения второй нагрузки, второй, третий и четвертый диоды, причем размыкающий контакт переключающей контактной группы через выводы для подключения второй нагрузки соединен с выводом для подключения отрицательного полюса источника питания, аноды первого и второ0

5

го диодов соединены между собой и подключены к коллектору транзистора, катод первого диода подключен к точке соединения размыкающего контакта переключающей контактной группы с одним из выводов для подключения второй нагрузки, катод второго диода подключен к точке соединения замыкающего контакта переключающей контактной группы с одним из выводов для подключения первой нагрузки, катоды третьего и четвертого диодов соединены между собой и подключены к базе транзистора, анод третьего диода соединен с катодом второго диода, а анод четвертого диода соединен с катодом первого диода.

Фиг.1

Н5