Переключатель многофазных цепей переменного тока Советский патент 1975 года по МПК H03K17/56 

1

Изобретение касается коммутационной аппаратуры.

Известны переключатели многофазных цепей переменного тока, содержащие в каждой фазе встречно-параллельно включенные тиристоры, цепи управления с ключевыми элементами и трансформаторами напряжения, цеии защиты. Однако они сложны и не обеспечивают достаточного уменьшения иродолжительности управляющего имиульса тиристора и сдвига его по фазе относительно анодного напряжения тиристора.

В предложенном переключателе трансформаторы, выдающие управляющие импульсы на тиристоры в данной фазе, включены на фазное напряжение последующей фазы через ключевой элемент.

На чертеже изображен предложенный переключатель. Он содержит силовые тиристоры 1-10, трансформаторы тока 11, 12, диодные мосты 13-27, трансформаторы напряжения 28-35, транзисторы 36 и 37, сопротивления 38-51, маломощные тиристоры 52-56, диоды 57-68, конденсаторы 69 и 70, термодатчик 71, триггер защиты 72, схему «ИЛИ, кнопки управления 73 и 74.

Принципиальную схему пускового устройства можно разделить на две части - силовая цепь и цепь управления.

Силовая цепь содержит тиристоры 1 -10, включенные встречно-параллельно попарно в каждой фазе для обеспечения реверсивной работы.

Цепь управления состоит из трансформаторов 28-32, первичные обмотки которых через диодные мосты 13-17 с маломощными тиристорами 52-56 в диагонали подключены к силовым шинам таким образом, что питающее

папряжение трансформаторов 28 и 29, выдающих импульсы открытия на тиристоры фазы А, подается от фазы В; питающее напряжение трансформаторов 30-31, выдающих импульсы открытия на тиристоры фазы В, подается от фазы С, а питающее напряжение трансформатора 32, выдающего импульсы открытия на тиристоры фазы С,- от фазы А. Вторичные обмотки трансформаторов 28- 32 через рег лировочные сопротивления 40-

49 подключены к управляющнм электродам силовых тиристоров 1 -10, при этом параллельно и обратно управляющему переходу включены шунтирующие диоды 59-68.

Управление маломощными тиристорами

52-54 и 53-55 осуществляется выпрямленным током вторичных обмоток трансформаторов 34 и 35 соответственно. Маломощный тиристор 56 управляется обоими трансформаторами. Первичные цепи трансформаторов 34 и

35 через диодные мосты 24 и 25, в диагональ

которых включены транзисторы 36 и 37, подсоединяются к кнопке пуска 73.

Транзисторы 36 и 37 подключены к триггерам защиты 50 и 51. Напрял ение питания и смещение триггера защиты обеспечивает трансформатор 33 через соответствующие выпрямители 26 и 27, па выходах которых имеются сглаживающие конденсаторы 69 и 70. Напряжение пуска может быть подано как от трансформатора 33, так и от какой-либо впещней схемы автоматики.

Трансформаторы тока И и 12 с регулируемым порогом срабатывания, вторичные обмотки которых щунтированы сопротивлениями 38, 39 и через диоды 57 и 58 параллельно соедипены, служат датчиками для защиты от токов короткого замыкания и перегрузки.

Схемой предусмотрен термодатчик 71 для тепловой защиты, а также устройство для защиты от песимметрии токов ротора. Кнопка 74 запуска служит для переброса, триггера защиты в рабочее положение. На вход триггера подключена схема «ИЛИ.

В исходном состоянии все тиристоры как в силовой цепи, так и в пени управления закрыты. Трансформаторы ,28-32 обесточены. Трансформатор 33 находится под фазным напря кеиием и с пего снимается питающее напряжение на схему защиты, а также напряжение пуска. Замыканием кнопки 74 обесиечивают напряжение открытия иа транзисторах 36 и 37.

Для вращения двигателя вперед или назад замыкают кноику пуска 73 в положении «В или «Н, в результате чего вводятся в действие трансформаторы 34 и 35.

Выирямленное напряжение со вторичных обмоток этих трансформаторов открывает маломощные вентили 52, 64 и 56 или же 53, 54 и 56 (управление этих тиристоров постоянным током вполне допустимо ввиду малости анодного тока на них).

Открываясь, тиристоры замыкают цепи первичных обмоток соответствующих трансформаторов 28, 30, 32 или 21, 31 и 32. При этом трансформированное напряжение и ток фазы В на трансформаторах 28, 29 будут опережать папряжение фазы А на 60 ал. град. Таким же образом будут сдвинуты напряжения и токи вторичных обмоток трансформаторов 30, 31, 32 по отношению к фазам В и С соответственно.

Отрегулированные по амплитуде переменными сопротивлениями 40-49 импульсы положительпой полярности с оперел ;ением на 60 эл. град, анодного напряж;ения поступают па управляющие электроды силовых тиристоров 1-2, 5-6, 9-10 (группа «вперед) или на 3-4, 7-8, 9-10 (группа «назад) в проводящие моменты. При этом сдвиг в 60 эл. град, отпирающего импульса от анодного напряжения на данном тиристоре обеспечивает его полное открытие к моменту прихода соответствующего полупериода анодного напряжения. Импульсы обратной по отношению к управляющим электродам полярности щунтируются диодами 59-68. Такой способ получения управляющих импульсов в виде полупериода тока длительностью 180 эл. град, обеспечивает нормальную работу трансформаторов 28-32, так как через вторичную обмотку все время проходит синусоидальный ток.

При ненормальных условиях работы пускателя: т. е. при нарушении теплового режима,

появлении сверхтоков или же несимметрии токов ротора, выдаются импульсы от соответствующих трансформаторов тока II и 12, термодатчика 71 или ротора через несложное специальное устройство, на схему «ИЛИ, подсоединенную ко второму входу триггера защиты, вызывая оирокрщывание иоследиего. При этом снимается напряжение открытия с транзисторов 36 и 37, происходит из запирание, а следовательно разрыв цепи первичной

обмотки трансформаторов 34 п 35, что вызывает исчезновение отпирающего тока тиристоров 52-56. При переходе анодного напряжения через нуль эти тиристоры запираются и разрывают цепь первичной обмотки трансформаторов 28-32, что вызывает исчезновение управляющих импульсов силовых тиристоров 1 -10, которые запираются также при переходе анодного тока па них через нуль, вызывая )азрыв силовой цепи.

Таким образом, пуск блокируется в обоих направлениях. Пуск двигателя обеспечивается лишь после нажатия кнопки 74 запуска триггера. Схема пускателя обеспечивает автоматическую защиту от работы на двух фазах, так как обесточивапие какой-либо из фаз, вызывает исчезновение управляющих имиульсов силовых тиристоров в предыдущей фазе, а следовательно их закрытие.

При понижении напряжения сети до 0,6- 0,7 снижается отпирающее напряжение на тиристорах 52-56, и они закрываются, что в итоге вызывает закрытие силовых тиристоров 1 -10 и разрыв силовой цепи.

При каком-либо пробитом тиристоре группы «вперед или «назад схема обеспечивает включение тиристоров только этой группы. При включении другой группы тиристоров схема автоматически отключается посредством трапсформаторов 11 и 12.

Предмет изобретения

Переключатель многофазных цепей переменного тока, содержащий в каждой фазе встречно-параллельно включенные тиристоры, цепи управления с ключевыми элементами и трансформаторами напряжения, а также цепи защиты, отличающийся тем, что с целью уменьшения продолжительности управляющего импульса тиристора и сдвига его по фазе относительно анодного напряжения тиристора при значительном упрощении схемы управлепия, упомянутые трансформаторы, выдающие управляющие импульсы на тиристоры в данной фазе, включены на фазное напряжение последующей фазы через ключевой элемент.