Трехфазный коммутатор Советский патент 1993 года по МПК H03K17/72 

(Л

С

Изобретение относится к импульсной технике - подключение нагрузки к трехфазной сети переменного тока. Сущность изобретения: коммутатор содержит первый и второй тиристорные оптроны, соединенные встречно-параллельно и включенные в каждую фазу питающей сети последовательно с нагрузкой, подсоединяемой к трем выходным выводам, первый трехфазный выпрямитель на диодах, подключенный анодами к выходным выводам, дополнительный тиристор, три первых, три вторых, три третьих и три четвертых диода, три первых и три вторых стабилитрона, три первых и три вторых резистора, первую и вторую кнопки управления. 1 ил.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для подключения нагрузки различного характера к трехфазной сети переменного тока.

Цель изобретения - повышение надежности.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в разработке трехфазного коммутатора, позволяющего устранить ток во входных цепях оптронных тиристоров при отрицательном анодном напряжении, существенно снизить ток во входных цепях оптронных тиристоров и второй кнопки управления при положительном анодном напряжении.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схемз трехфазного коммутатора.

Коммутатор содержит первый 1 (2, 3) и второй 4 (5, 6) тиристоры, соединенные

встречно-параллельно и включенные в каждую фазу А (В, С) питающей сети последовательно с нагрузкой, подсоединяемой к выходным выводам 7-9; тиристоры 1-6 могут быть выполнены светоуправляемыми, при этом входными цепями тиристоров являются светодиоды 10-15 соответственно; первый трехфазный выпрямитель на диодах 16-18, подключенный анодами к выходным выводам 7-9; дополнительный тиристор 19, первые 20-22, вторые 23-25, третьи 26-28 и четвертые 29-31 диоды, первые 32-34 и вторые 35-37 стабилитроны, первые 38-40 .и вторые 41-43 резисторы, первая 44 и вторая 45 кнопки управления, при этом входная цепь первого оптронного тиристора 1 (2, 3) в каждой фазе подключена анодом светоди- ода 10 (11, 12) через соединенный с ним последовательно согласно первый диод 20 (21, 22) к его аноду, а катодом через соеди00

со VI

ON Оч

00

ненный с ним катодом первый стабилитрон 32 (33, 34) и первый резистор 38 (39, 40) - к выходному выводу 8 (9, 7) последующей фазы В (С, А), второй диод 23 (24, 25) подключен анодом к выходному выводу 7(8, 9) каждой фазы, а катодом - к аноду первого стабилитрона 32 (33, 34) этой же фазы; входная цепь второго оптронного тиристора 4 (5, 6) подключена катодом светодиода 13 (14, 15) к соответствующей фазе А (В, С), анодом через соединенные анодами третий диод.26 (27,28) и второй стабилитрон 35 (36) - для двух фаз - к аноду четвертого диода 29 (30) и первому выводу второго резистора 41 (42), вторые выводы которых, в том числе и второго резистора 43 третьей фазы, подключены к катоду дополнительного тиристора 19, подсоединенного анодом к выходу трех-: фазного выпрямителя на диодах 16-18, первая кнопка управления 44 подключена между управляющим электродом дополнительного тиристора 19 и анодом светодиода 12 (11, 10) первого оптронного тиристора 3 (1, 2) одной из фаз С (А, В); вторая кнопка управления 45 подключена между точкой соединения анода четвертого диода 31 с первым выводом второго резистора 43 и катодом второго стабилитрона 37.

Коммутатор работает следующим образом.-

В исходном состоянии при наличии напряжения питающей сети тиристоры 1-6 заперты, нагрузочные выводы 7-9 отключены от фаз А, В, С. Коммутатор включается кратковременным нажатием первой кнопки управления 44. Если это произошло в момент времени ш t 0, то по цепи фаза С, первый диод 22, кнопка 44, управляющий переход дополнительного тиристора 19, второй резистор 42, второй стабилитрон 36, третий диод 27, светодиод 14 протекает ток; открывающий тиристор 5 в фазе В, после открытия тиристора 5 его ток управления отводится в главную цепь посредством четвертого диода 30, шунтирующегосовместно с открытым тиристором 5 цепь из последовательно соединенных второго стабилитрона 36, третьего диода 27 и светодиода 14. По цепи фаза А, первый диод 20, светодиод 10 оптронного тиристора 1, первый стабилит- рон 32, первый резистор 38, тиристор 5, фаза В протекает ток, открывающий тиристор 1 в фазе А, после его открывания ток управления отводится в главную цепь посредством второго диода 23, шунтирующего совместно с открытым тиристором 1 цешГиз последовательно соединенных первого диода 20, светодиода 10 и первого стабилитрона 32. (После открывания тиристора 5 происходит также включение тиристора 3 j

фазе С, ток управления которого протекает от фазы С, через первый диод 22, светодиод 12, первый стабилитрон 34, первый резистор 40, нагрузочные ветви в фазах А, В, тиристор 5, к фазе В).

В силовых цепях ток течет от фаз С, А; через тиристоры 3, 1; нагрузку, тиристор 5 к фазе В.

С открытием тиристора 3 происходит включение дополнительного тиристора 19 по цепи: фаза С, тиристор 3, диод 18. тиристор 19, второй резистор 42, четвертый диод 30, тиристор 5, фаза В, и в промежутке

времени cot 0- 5ток через него определяется напряжением между фазами С и В,

С момента времени а t - по цепи

о

фаза А, тиристор 1, диод 16, дополнительный тиристор 19, второй резистор 43, четвертый диод 31, тиристор 3 (совмещенный током нагрузки в прямом направлении), фаза С начинает протекать ток, минуя входную цепь тиристора 6.

В момент времени о) t

т тиристор 3

запирается и ток управления смещается во входную цепь тиристора 6, состоящую из последовательно соединенных второй кнопки управления 45, второго стабилитрона 37, третьего диода 28 и светодиода 15; тиристор 6 отпирается и отводит ток управления в главную цепь посредством четвертого диода 31. В силовых цепях начинает протекать ток от фазы А через тиристор 1, нагрузку, тиристоры 5 и 6 к фазам В и С соответственно.

С момента времени (Wt - по цепи фаза

В, тиристор 5 (смещенный током нагрузки в прямом направлении), диод 24, первый резистор 39, тиристор 6, фаза С протекает ток, минующий входную цепь тиристора 2. В момент времени wt

z я тиристор 5 запира J

ется и ток управления смещается во входную цепь тиристора 2 (цепь: фаза В, первый диод 21. светодиод 11, первый стабилитрон 33, первый резистор 39, тиристор 6.фаза С), последний отпирается и с помощью второго диода 24 шунтирует Цепь светодиода 11. Ток в силовых цепях течет от фаз А, В; через тиристоры 1, 2, нагрузку, тиристор 6 к фазе С. включение тиристора 4 происходит аналогично включению тиристоров 5 и 6 в соответствующий момент времени,

Для исключения коммутатора кратковременным нажатием второй кнопки управления 45 прерывается входная цепь тиристора 6, который запирается, вследствие этого запирается дополнительный тиристор 19,прерывается цепь питания тиристоров 4, 5 и, следовательно, тиристоров 1-3.

Отключение коммутатора происходит и при исчезновении напряжения одной из фаз питающей сети, приводящем к запиранию дополнительного тиристора 19. Повторное включение коммутатора возможно только после восстановления нормального напряжения питающей сети повторным на- жатием кнопки 44.

Подключение первой кнопки управления 44 к одной из фаз сети (С) через первый диод 22 предотвращает выход из строя дополнительного тиристора 19 после его от- крывания (переход анод - управляющий электрод), так как диод 22 по отношению к диодам 16-18 трехфазного выпрямителя включен встречно.

В сравнении с прототипом заявляемый трехфазный коммутатор отличается тем, что благодаря введению в силовую часть вторых оптронных тиристоров, соответствующему подключению цепей управления оптронных тиристоров, дополнительного тиристора и кнопок управления удалось существенно снизить тепловые потери во входных цепях оптотиристоров, устранить в них транзисторный эффект, существенно снизить ток через вторую кнопку управле- ния, устранить дополнительный силовой диод.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Трехфазный коммутатор, содержащий в каждой фазе первый тиристорный оптрон, подключенный катодом к выходному выво- .ду, подсоединенному к нагрузке, а анодом для двух тиристоров - к соответствующей фазе сети, трехфазный выпрямитель, подсо- единенный анодами диодов к выходным выводам, первые диоды, подсоединенные катодом к соответствующему входу - аноду

светодиода первого тиристорного оптрона, первую и вторую кнопки управления, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, введены по числу фаз вторые тиристорные оптроны, первые и вторые стабилитроны вторые, третьи и четвертые диоды, первые и вторые резисторы, а также дополнительный тиристор, причем вторые тиристорные оптроны подключены катодом к аноду первого тиристорного оптрона, ано- . дом - к выходному выводу данной фазы, анод первого диода соединен с анодом тиристорного оптрона в каждой фазе, а катод светодиода тиристорного оптрона через соединенный катодом первый стабилитрон и первый резистор подключен к выходному выводу последующей фазы, второй диод подключен анодом к выходному выводу каждой фазы, а катодом - к аноду первого стабилитрона данной фазы, катоды светодиодов вторых тиристорных оптронов подключены к соответствующей фазе, аноды светодиодов вторых тиристорных оптронов через соединенные анодами третий диод и второй стабилитрон для двух фаз - к аноду четвертого диода, катод которого подключен к соответствующему выходному выводу данной фазы, и первому выводу второго резистора, вторые выводы которых, в том числе и второго резистора третьей фазы, подключены к катоду дополнительного тиристора, анод которого подсоединен к выходу трехфазного,выпрямителя, первая кнопка управления включена между управляющим электродом дополнительного тиристора и анодом светодиода первого тиристорного оптрона одной из фаз, вторая кнопка управления подключена к входной цепи второго тиристорного оптрона третьей фазы между точкой соединения анода четвертого диода с первым выводом второго резистора и катодом второго стабилитрона.

W

1 16 35 4f

кн