ПЕРЕКЛЮЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛАБОТОЧНЫХ ТРЕХФАЗНЫХ ЦЕПЕЙ Советский патент 1965 года по МПК H03K17/74 

В известных переключающих устройствах для -коммутации напряжений и токов сразу в нескольких слаботочных радиотехяических цепях используются электромехаиические реле. Однако для замыкания всех контактов за несколько микросекунд и строго одновременно во всех коммутируемых -цепях эти реле не пригодны.

В Предлагаемом устройстве для бесконтактной Коммутации, повышения .надежности и управления конструкции в качестве коммутирующих элементов при.менены диоды, которые включены в линейные провода трехфазной цепи. Управляющее напряжение подается одновременно ;на все диоды через звезды, составленные из активНых сопротивлений, причем один полюс внешнего источника управляющего напряжения подсоединен к средней точке звезды, включенной параллельно генератору, а другой - к средней точке звезды, включенной параллельно нагрузке.

На фиг. 1 и 2 изображены схемы трехфазного ключа; на фиг. 3 и 4 -схемы переключающего устройства.

На фиг. 1 TI-Гз-трехфазный источник (тенератор), а RH-трехфазная нагрузка. Коммутирующие элементы - диоды Дг - Дз включены в линейный провод. Управляющее напряжение Ну через сопротивления RI и а ПОдается одновременно на все диоды. При лодаче его в положительном направлении диоды отпираются. Трехфазный ключ замкнут. При изменении полярности этого напряжения оно подается на диоды в обратном направлении

и трехфазный ключ разомкнут. Для нормальной работы последнего необходи.мо, чтобы управляющее напряжение превосходило амплитуду фазного напряжения генератора и средние точки генератора и нагрузки были разобщены, так как в противном случае в каждий фазе потечет ток:

1 ,

RI+R. + RH+R

где RI - .внутреннее сопротивление фазы генератора.

Такой способ подачи управляющего напряжения не является единственным. Размыкать

трехфазный ключ можно и размыканием ключа К постоянного тока, включенного последовательно с источником Е управляющего напряжения (см.-фиг. 2). Последнее при замкнутом ключе К смещает диоды Д - Д в прямом направлении. При разомкнутом ключе /С в каждую фазу будут включены два диода навстречу друг другу, причем для одного полупериода переменного напряжения -в обратном направлении будет включен один диод,

Важным Преимуществом данного слссоба является возчможность управления трехфазным ключом от маломощного источинка управляющего натаряжения. Для сравнения отметим, что ;при лервом способе подачи управляющего Напряжения для коммутации напряжения и и тока / необходимая мощность источника управляющего напряжения Ру оценивается как

Py ,,,6UI 6P,,

где - коммутируемая мощност. Поэтому трехфазные ключи, .построенные но схеме, .приведенной «а фиг. 2, .ращ-юнально использовать при больших коммутируемых .мощностях и токах, а ключи, иостросБные Ио первой схеме, - для ком.мутации напряжения.

Трехфазное переключающее устройство представляет собой комбинацию .двух трехфазных .ключей. Существуют два варианта таких устройств, которые отличаются друг от друга способом подачи управляющего напряжения. В переключателях о-боих типов для реализации щести контактов (трех НОрмально открытых и трех нормально закрытых) требуется щесть диодов и девять сопротивлений.

Переключающее устройство (см. фиг. 3), -которое управляется изменением полярвост -; управляющего наиряжения, лредназначено для Одностабильного режима работы. При таком режиме переключатель длительное время нахо.дится в определенном состоянии, йотом на короткий Срок происходит его -переключеиие и затем Снова надолго ОН возвращается впрежнее положение. Исходное состояние переключающего ycTpoi.CTLia задается С иомощью изолироваиного истс.чника Смещения С отводом, что поз.ВЭляет 1олучить от иего как напряжение ГшложительИого смещения Ei, так и отрицате.тьного .

с г; р

J- - -i-1 т --

Последовательно с 1 сточниками положительного и отрицательного смещений включены вторичные обмотки трансформатора, который играет роль изолированного источвика уиравляющего наиряжения. Последнее подается .на диоды через вторичные обмотки трансформатора.

Источник отрицательного смещения смещает диоды Д - Дб в отрицательном направлении (Е)- При подаче импульса управляющего напряжения диоды Д - Д- запираются напряжением Ul - 1 где U.I - амплитуда отрицательного импульса управляющего на пряжения, Снимаемого со вторичной .обМОтки трансформатора, Соединенной .иос.тедовательно с

источникоМ EI. Диоды Д4 - Дб отиираются, через них течет ток смещения: L/.

где ба - амплитуда положительного импульса управляющего напряжения, U -падение наиряжения на открытом диоде.

В том случае, если с нолющью переключающего устройства коммутируются одинаковые по амплитуде трехфазные напряжения, то и, ,1 , и Ui U2 Ei + Е2.

Отличительной особенностью переключаюuiero устройства является то, что на запертые

диоды действуют фазиые напряжения обоих коММутируемых генераторОВ. ПоСкольку эти фазы случайны, то наибольщее наИряжение, действующее на запертые диоДы, равно ифт + ифп,,, где иф,„ и t/0m,-амплитуды фазного напряжения первого и второго коммутируемых Генераторов. Для нормальной работ/- переключающего устройства необходимо, чтобы напряжение запирания диодов превосходило сумму напряжений ифт +ифт..

В том Случае, если рассматриваемое переключающее устройство Используется .для сим.метричной коммутации, т. е. трехфазные ключи работают иоочередно через при.мерно разные Промежутки времени, схема его может

быть упрощена, так как отпадает необхо.димость в источниках напряжения, фи-ксирующих исходное состояние переключающего устройства. В устройстве, уиравляемом переключением

ключей постоянного тока, которые включены последовательно с источниками смещения, в качестве источни:ка положительного смещения также может быть исиользован оди« изолироваиный источник с отводом. В этом случае

включение диодов Да, - До в линию обратно ВКлючению диодов Дх - Дд. Упра вляющее на;пряжение на .ключи постоянного тока подается от и олированного источника, которым может служить трансформатор.

Все сказанное о трехфазных переключающих устройствах можно распространить и на МНогофазные.

Предмет изобретения

Переключающее устройство для слабото.чных трехфазных цепей, содержащих коммутирующие элементы в каждой фазе, отличающееся тем, что, е целью бесконтактной коммутации, повыщения Надежности и упрощения

устройства, в качестве указанных коммутирующих элементов применены включенные в линейные провода трехфазной цепи диоды, управляющее на1пряжение на которые нодается от внешнего источника, подключенного Одни.м

полюсом .к средней точке звезды, образоВанной активными сопротивлениями, подключенными ;1араллельно трехфазному источнику, и вторым полюсом - к средней точке звезды, подключенной параллельно нагрузке.