Трехфазный коммутатор Советский патент 1992 года по МПК H03K17/72 H03K17/56 

0

Мб

VI VI

00

ю

Трехфазный коммутатор относится к электротехнике и может быть использован для подключения активной и активно-индуктивной нагрузки к трехфазной сети переменного тока с минимальными коммутационными помехами. При нажатии кнопки 15 Пуск первое включение ключей А к н и и й В коммутатора, образованных диодами 1-3 и фототиристорами оптронов 4-7, осуществляется лишь при выполнении условия, которое обеспечивает поочередное включение фототиристоров оптронов 5, 6, 4 соответственно при переходе напряжения на них через ноль. Выполнение этого условия обеспечивается предложенной схемой соединения светодиодов и фототиристоров оптронов 4-6 и 17. Возникает круговое управление, при котором фототиристоры оптронов 4-6 отпираются поочередно и коммутатор остается включенным при отпускании кнопки 12 нажатия кнопки 16 Стоп или исчезновении, или изменении порядка чередования фаз питающей сети. 2 ил. 1 г J Ё

19

№

риг.1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для подключения активной и активно-индуктивной нагрузки к трехфазной сети переменного тока с минимальными коммутационными помехами.

Известен трехфазный коммутатор, содержащий диод и тиристор, включенные в каждую фазу сети последовательно с нагрузкой, первый и второй трехфазные выпрямители, резистор, дополнительный вентиль, первую и вторую кнопки управления, причем в двух фазах диод включен встречно-параллельно тиристору, а выход трехфазного выпрямителя через резистор подключен к входу второго трехфазного выпрямителя 1.

Недостатком известного устройства является низкая надежность.

Известен трехфазный коммутатор, содержащий диод и тиристор, включенные в каждую фазу питающей сети последовательно с нагрузкой, первый и второй трехфазные выпрямители, резистор, дополнительный вентиль, две кнопки управления, причем в двух фазах диод включен встречно-параллельно тиристору, в третьей фазе диод включен встречно-последовательно и согласно включенным дополнительному вентилю и тиристору, точка соединения которых через первую кнопку управления подключена к выходу первого трехфазного выпрямителя 2.

Недостатком известного устройства является невысокая надежность, вызванная потерями мощности в дополнительном вентиле нагрузочным током, включение двух тиристорных ключей при случайной величине напряжения на них.

Цель изобретения - повышение надежности.

Цель достигается тем, что в трехфазный коммутатор, содержащий подключенные между входными и выходными выводами каждой фазы ключ в виде встречно-параллельно включенных диода и фототиристора оптрона, трехфазный выпрямитель, диоды анодной группы которого подключены одними выводами к соответствующим выходным выводам каждой фазы, а другими выводами к одному выводу резистора, другой вывод которого соединен с другими выводами диодов катодной группы, одни выводы которых подключены к соответствующим входным выводам каждой фазы через светодиоды оптронов предыдущих фаз, кнопку Пуск с замыкающим контактом, кнопку Стоп с размыкающим контактом, защитный диод, введены резистор и опт- рон, причем светодиод дополнительного оптрона через кнопку Пуск, защитный диод и дополнительный резистор включен между входным выводом одной фазы и выводом для подключения нулевого провода, а фото- тиристор дополнительного оптрона включен между входным выводом предыдущей другой фазы и общей точкой соединения диодов анодной группы трехфазного выпрямителя, при этом кнопка Стоп включена

последовательно с резистором.

Анализ патентных материалов и научно- технической литературы показал, что предложенное устройство отличается от известного схемами включения светодиода

и оптотиристора дополнительного оптрона, что соответствует критерию существенные отличия,

Положительный эффект от использования изобретения заключается в снижении

потерь мощности (исключен диод в нагрузочной цепи) и бросков тока за счет пофаз- ного подключения нагрузки к сети при напряжении на тиристорных ключах, близких к нулю, что повышает надежность устройства.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - графики напряжений, поясняющие его работу.

Трехфазный коммутатор (фиг. 1) содержит подключенные между входными и выходными выводами каждой фазы ключи в виде встречно-параллельно включенных диодов 1-3 и фототиристора оптронов 4-6,

трехфазный выпрямитель на диодах 7-12, два резистора 13 и 14, кнопку 15 Пуск с замыкающим контактом, кнопку 16 Стоп с размыкающим контактом, защитные оптрон 17 и диод 18. Диоды 10-12 анодной группы

трехфазного выпрямителя одними выводами подключены к выходным выводам фаз А, В, С соответственно, а другими выводами через кнопку 16 Стоп - к катоду фототиристора оптрона 17 и одному выводу резистора 13, другой вывод которого соединен с другими выводами диодов 7-9 катодной группы, одни выводы которых подключены к входным выводам фаз В, С, А соответственно через светодиоды оптронов 4-6 предыдущих фаз А, В, С. Анод светодиода оптрона 17 через кнопку Пуск и диод 18 соединен с выводом для подключения нулевого провода, катод светодиода через резистор 14-с входным выводом фазы В, а анод

фототиристора - с входным выводом фазы А. К выходным выводам фаз коммутатора подключена трехфазная нагрузка 19.

Коммутатор работает следующим образом.

В исходном состоянии при наличии напряжения питающей сети светодиоды опт- ронов 4-6 не горят, заперты их фототиристоры, нагрузка 19 обесточена. Пусть в момент to, (фиг. 2) кратковременно (не менее чем на 0,02 с) нажали кнопку 15 Пуск. Первым может включиться только фототиристор оптрона 5 при соблюдении трех условий

/

|

( ,

которые выполняются на коротком интервале времени при к фототиристору оптрона 5 прикладывается прямое напряжение, при к светодиоду оптрона 5 прикладывается прямое напряжение при условии, что включается фототиристор оптрона 17, светодиод которого загорается лишь при . Поэтому в момент ti отпи- рается фототиристор оптрона 5 и к фазам В и С нагрузки 19 прикладывается напряжение ивс/2 и UcB/2 соответственно. Далее в момент t3 при начинает проводить ток диод 1, при этом к фазам А, В, С нагрузки прикладывается напряжение UA, UB, Uc соответственно. Через диод 11, кнопку 16 Стоп, резистор 13, диод 9, светодиод оптрона 6 начинает протекать ток управления и в момент tu, когда , включается фото- тиристор оптрона 6. Затем начинает протекать ток управления через диод 12, кнопку 16 Стоп, резистор 13, диод 7, светодиод оптрона 4 и в момент tg, когда , включается фототиристор оптрона 4. Таким обра- зом, возникает круговое управление, при котором тиристоры оптронов 5, 6, 4 отпираются поочередно, коммутатор остается включенным при отпускании кнопки Пуск.

При исчезновении напряжения одной из фаз питающей сети круговое управление тиристорами обрывается, тиристоры oriTpo- нов 4-6 запираются, коммутатор отключается. Повторное включение коммутатора возможно только после восстановления нормального напряжения питающей сети с правильным чередованием фаз повторным нажатием кнопки 15 Пуск.

Отключение коммутатора осуществляется нажатием кнопки 16 Стоп.

Таким образом, предложенное устройство обеспечивает подключение нагрузки к сети с минимальными помехами, поскольку включение ключей коммутатора происходит при переходе соответствующих питающих напряжений через ноль, что повышает надежность устройства.

Формула изобретения

Трехфазный коммутатор, содержащий подключенные между входными и выходными выводами каждой фазы ключ в виде встречно параллельно включенных диода и фототиристора оптрона, трехфазный выпрямитель, диоды анодной группы которого подключены одними выводами к соответствующим выходным выводам каждой фазы, а другими выводами через последовательно соедненные резистор и кнопку Стоп с размыкающим контактом подключены к одним выводам диодов каждой катодной группы, другие выводы которых подключены к соответствующим входным выводам каждой фазы через светодиоды оптронов предыдущих фаз, кнопку Пуск с замыкающим контактом, защитный диод, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, введены дополнительные резистор i om- рон, причем светодиод дополнительного оптрона через кнопку Пуск, защитный и дополнительный резистор включен между входным выводом одной фазы и нулевой шиной, а фототиристор дополнительного оптрона включен между входным выводом предыдущей фазы и общей точкой соединения диодов катодной группы трехфазного выпрямителя.

лVec/2 ,J ve

-o

ti tz Ъ

UC

v

фиг. 2