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

Фиг. I

Изобретение относится к коммутационной технике и предназначено для бездугового переключения двух нагрузок в цепях постоянного тока.

Цель изобретения - обеспечение возможности переключения двух нагрузок.

На фиг.1 и 2 приведены принципиальные схемы устройств; на фиг.З - временные диаграммы, поясняющие их работу.

Устройство содержит переключающую контактную группу 1, подвижный контакт 2 которой подключен к положительному полюсу источника U питания, а неподвижный замыкающий контакт 3 подключен к нагрузке 4. Параллельно контактам 2 и 3 подключен эмиттер-коллекторный переход транзистора 5. База транзистора 5 подключена к схеме управления, выполненной на неподвижном размыкающем контакте 6 переключающей контактной группы 1, диоде 7 и резисторе 8, при этом анод диода 7 подключен к неподвижному контакту б i/ нагрузке 9, а катод - к базе транзистора 5 и резистору 8, который также как нагрузки 4 и 9 и отрицательный полюс источника питания заземлен. Параллельно контактам 2 и 6 подключен эмиттер- коллекторный переход транз11сторл 10 База транзистора 10 подключена к схеме управления, выполненной на диоде 11 и резисторе 12. при этом с -;;од диода 11 подключен к неподвижному замыкающему контакту 3, а катод - к базе транзистора 10 и резистору 12. В эмиттерную цепь транзисторов 5 и 10 могут быть включены диоды 13, 14 и 15. Нагрузки 4 и 9 могут быть емкостными, активными, лампами накаливания, индуктивными с параллельно подключенным диодом. Нагрузки, а также резисторы 8 и 12 и отрицательный полюс источника питания заземлены.

Устройство для бездуговой коммутации электрической цепи работает следующим образом.

В исходном состоянии транзистор 5 (фиг.1) закрыт по своим базовым характеристикам, а транзистор 10 закрыт по своим коллекторным характеристикам, так как переход змиттер-база транзистора 5 эамкнуг через прямо смещенный диод 7 и контакты 2 и 6, а переход эмиттер-коллектор транзистора 10 шунтирован теми же контактами 2 и 6. Для надежного запирания транзистора 5 необходимо использовать диод /, у которого прямое напряжение Unp меньше напряжения база-эмиттер транзистора 5, например использовать кремниевый транзистор 5 и германиевый диод 7. В исходном состоянии, когда контакты 2 и 3 разомкнуты, а контакты 2 и 6 замкнуты, нагрузка 4 обесточена (), я нагрузка 9 включена ()

(фиг.За), при этом устройство дополнительно потребляет ток по цепям: контакты 2 и 6 - диод 7 - резистор 8 и переход эмиттер-база транзистора 10 - резистор 12.

При переключении нагрузок подвижный контакт 2 приходит в движение, его давление на неподвижный размыкающий контакт 6 уменьшается, что приводит к увеличению переходного сопротивления кон0 тактов 2 и 6 и падению напряжеия на них. В результате транзисторы 5 и 10 открываются, а в момент размыкания контактов 2 и 6 входят в режим насыщения. Напряжение Us на нагрузке 9 уменьшается на величину Уканас

5 транзистора 10, а напряжение DI на нагрузке 4 увеличивается до величины 1)-иКэнас транзистора 5 (фиг.36),

При переключении нагрузок напряжения между контактами 2, 6 и 2, 3 меньше

0 величины напряжения горения короткой дуги (8-10 В), поэтому размыкание контактов 2, б и замыкание контактов 2, 3 происходит без образования электрической дуги.

При замыкании контактов 2 и 3 транзи5 стор 5 закрывается по своим коллекторным характеристикам, а транзистор 10- по-базо- вым так как переход эмиттер-коллектор транзистора 5 шунтирован контактами 2 и 3, а переход эмиттер-база транзистора 10 зам0 кнут через прямосмещенный диод 11 и те же контакты 2 и 3. Для надежного запирания транзистора 10 также необходимо исполь- зопать германиевый диод 11, а сам транзистор 10, должен быть кремниевый. При

5 замкнутых контактах 2,3 и разомкнутых контактах 2, 6 нагрузка 9 обесточена (), а нагрузка 4 включена () (фиг.Зв), при этом устройство дополнительно потребляет ток по цепям: контакты 2 и 3 - диод 11 0 резистор 12 и переход эмиттер-база транзистора 5 - резистор 8.

Обратное переключение нагрузок происходит аналогично прямому переключению.

5 Формула изобретения

1. Устройство для бездуговой коммутации цепей постоянного тока, содержащее выводы для подключения источника питания и вывода для подключения первой на0 грузки, переключающую контактную группу, первый транзистор, первый резистор и первый диод, причем вывод для под- ключения положительного полюса источника питания, замыкающий контакт

5 переключающей контактной группы, выводы для подключения первой нагрузки и вывод дл . подключения отрицательного полюса источника питания соединены в последовательную цепь, эмиттер первого транзистора соединен с выводом для подключения положительного полюса источника питания, а его коллектор подключен к точке соединения одного из выводов для подключения первой нагрузки с замыкающим контактом переключающей контактной группы, база указанного первого транзистора через указанный первый резистор соеди- нена с выводом для подключения отрицательногоо полюса источника питания, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности переключения двух нагрузок, в него введены второй транзистор, второй диод, второй резистор и выводы для подключения второй нагрузки, причем размыкающий контакт переключающей контактной группы через выводы для подключения второй нагрузки соединен с выводом для подключения отрицательного полюса источника питания, эмиттер второго транзистора соединен с выводом для подключения положительного полюса источни

ка питания, а его коллектор подключен к точке соединения одного из выводов для подключения второй нагрузки с размыкающим контактом переключающей контактной группы, база указанного второго транзистора через указанный второй резистор соединена с выводом для подключения отрицательного полюса источнника питания, катод первого диода соединен с базой первого транзистора, а анод указанного диода соединен с коллектором второго транзистора, катод второго диода соединен с базой второго транзистора, а анод указанного диода соединен с коллектором первого транзистора.

2. Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что в цепь эмиттера по крайней мере одного из указанных транзисторов включен по крайней мере один дополнительный диод.

Изобретение относится к коммутационной технике и предназначено для дугового переключения двух нагрузок в цепях постоянного тока. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения переключения двух нагрузок. При замкнутом контакте 6 и разомкнутом контакте 3 транзисторы 5 и 10 заперты соответственно по базовым и коллекторным характеристикам, нагрузка 4 отключена, а нагрузка 9 обтекается током. В процессе переключения контактов 2, 3, 6 транзисторы 5 и 10 открываются, что приводит к бездуговому переключению указанных контактов. Диоды 13 - 15 позволяют повысить надежность запирания транзисторов 5 и 10, а также обеспечить регулирование величины напряжения на нагрузках в процессе переключения контактов 2, 3 и 6. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Фиг. /

I ж Г

W

Фиг,3