УСТРОЙСТВО для БЕЗЫСКРОВОЙ КОММУТАЦИИ НАГРУЗКИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Советский патент 1968 года по МПК H01H47/32 H01H33/60 

Известны устройства для безыскровой коммутации нагрузки переменного тока, содержащие день из нараллельно соединенных силового контакта коммутирующего электромагнитного элемента и -коммутационного элемента, например тиристора, в каждой фазе и управляющий элемент.

Предлагаемое устройство обеспечивает коммутацию при пробое тиристора и более надежно благодаря тому, что последовательно с тиристором в каждой фазе включен Предохранительный элемент с уставкой, не превышающей номинального рабочего тока, а в цепь управления тиристорами включен вспомогательный контакт коммутирующего электромагнитного элемента, замыкающийся до замыкания силовых контактов и размыкающийся после их размыкания.

На фиг. 1 показана контактная группа электромагнитного коммутирующего элемента с последовательным замыканием вспомогательных и силовых контактов; .на фиг. 2 - принципиальная схема устройства для однофазной системы с последовательным замыканием вспомогательных и силовых контактов и с коммутационным элементом, содержащим тиристор, включенный по мостовой схеме; на фиг. 3 - принципиальная схема устройства для однофазной системы с коммутационным элементом, содержащим два тиристора, включенных по перекрестной схеме с закороченной диагональю; на фиг. 4 - принципиальная схема устройства для однофазной системы с коммутационным элементом, содержащим два тиристора, соединенных встречно-нараллельно; на фиг. 5 - принципиальная схема устройства для многофазной системы с последовательным замыканием вспомогательного и силовых контактов; на фиг. 6 - контактная

группа электромагнитного коммутирующего элемента с носледовательным размыканием силовых и вспомогательных контактов.

Устройство содержит вспомогательный контакт / электромагнитного коммутирующего

элемента, основной контакт 2, балластное сопротивление 3, коммутационный элемент 4 с тиристором, включенным по мостовой схеме, катушку 5 электромагнитного коммутирующего элемента, источник 6 переменного тока, приемник 7 электроэнергии, управляющий контакт 8, предохранитель 9, фазорегулирующий конденсатор 10, источник 11 управляющих напряжений для тиристоров, содержащий трансформатор с двумя обмотками и двумя

выпрямителями.

Работа устройства рассматривается на примере многофазного варианта (фиг. 5).

проходит. При изменении вышеуказанного состояния устройства сначала замыкается вспомогательный контакт 1, который включает управляющую цепь тиристоров. В связп с тем, что открытие тиристора происходит максимум за 5 мксек, а время перемещения якоря нормально действующего устройства составляет минимум сотни мсек, то к моменту замыкания основных контактов 2 тиристоры коммутационных элементов 4 будут открыты. Ток в нагрузку с момента открытия тиристоров и до окончательного замыкания основных контактов проходит через них. Этим устраняется искрение, обусловленное вибрацией контактов в момент замыкания. После замыкания основных контактов коммутационные элементы шунтируются ими и, несмотря на замкнутое состояние цепи управления, ток через них не проходит.

При размыкании цепи основные конта кты 2 размыкаются раньше вспомогательного контакта /. Поэтому в начальный мохмент размыкания контактов 2 ток, протекающий в нагрузку, воспринИхМается открытыми тиристорами, что исключает появление дуги. После размыкания вспомогательного контакта 1 цепь управления тиристорами обрывается, и они закрываются при первом переходе тока через нуль.

Для управления тиристором (тиристО|рами) в схемах на фиг. 2 и 3 используют источник постоянного тока, питающий электромагнит коммутирующего устройства; в схемах на фиг. 4 и 5 - управляющий трансформатор //, количество вторичных обмоток (с выпрямителями) которого равно числу фаз для мостовой и перекрестной тиристорных схем и -числу управляемых вентилей при встречно-параллельном включении последних.

Выводы трансформатора // и переходы коммутационных элементов 4 (фиг. 5), помеченные штрихами, в первых двух случаях не используют.

Принудительная последовательность изменения состояния основных и вспомогательных контактов, осуществляемая конструктивно (фиг. 1), гарантирует четкую бездуговую коммутацию. Подобная последовательность работы контактов 1 и 2 может быть достигнута в результате регулировки контактных пружин.

Для исключения случайных отказов, связанных с пробоем вспомогательных или управляемых диодов коммутационного элемента 4, последние подключают к основным контактам 2 через предохранители 9.

Когда диоды исправны, энергия кратковременных импульсов, имеющих место при переключении основных контактов, недостаточна для расплавления вставки предохранителя. Плавкая вставка сгорает только от действия непрерывного тока, появляющегося -при коротком замыкании электродов в любом из диодов, что автоматически приводит к их отключению. Если основные контакты, несмотря на при.мененную защиту, рассчитаны на. нагрузку, близкую к Коммутируемой, они при повреждении тиристорной схемы обеспечат безотказную импульсную работу до первого профилактического осмотра, т. е. до устранения повреждения.

0 Мощность тиристоров зависит от мощности цепи, повторения коммутаций, частоты переменного тока и может быть рассчитана по допустимой перегруз-ке тиристоров. Номинальная величина тока плавления

5 вставки зависит от тех же факторов и должна выбираться из условия надельного ее сгорания от рабочего тока цепи.

Величина сопротивления резистора 3 в схемах фиг. 2, 3 определяется необходимым током управления и зависит от типа тиристора и величины питающего напряжения. Емкость конденсатора 10 в схемах фиг. 4 и 5 зависит от тех же лричин, а также от необходимой фазы управляющего напряжения. Применение

5 конденсатора в качестве балластного сонротивлепия, несмотря на наличие индуктивности управляющего трансформатора, позволяет иметь необходимые быстродействие и фазировку управляющей схемы. Величина тока в

0 переходном режиме и при переходе через резонанс ограничивается сопротивлением первичной обмотки управляющего трансформатора 11. Это сопротивление может быть относительно высоким в связи с малой мощностью, потребляемой трансформатором для управления тиристорами.

Схемы и работа устройств при различных вариантах с размыкающими контактами аналогичны рассмотренным выше.

Предмет изобретения

1.Устройство для безыскровой коммутации нагрузки переменного тока, содержащее цепь из параллельно соединенных силового контакта коммутирующего электромагнитноге элемента и -коммутационного элемента, например тиристора, в каждой фазе и управляющий элемент, отличающееся тем, что, с целью обеспечения коммутации при пробое тиристора, последовательно с указанным тиристором в каждой фазе включен предохранительный элемент с уставкой не более номинального рабочего тока.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, 5 что, с целью повышения надежности, в цепь

управления упомянутыми тиристорами включен вспомогательный контакт указанного коммутирующего электромагнитного элемента, замыкающийся до замыкания силовых контактов и размыкающийся после размыкания тех же контактов.