Трехпозиционный переключатель тока Советский патент 1976 года по МПК H03K17/56 H03K17/64 

(54) ТРЕХПОЗИЦИОННЫИ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ТОКЛ

ifepu-K.aK.4JTJnb гик,- содержит т1фИст- ный мост, состоящ1и :з тиристоров 1-4, в диагональ которого включается индуктивная нагрузка 5 в виде, например, пермеаметоа баллистической установки; последовательнг.ш тиристор 6 со вспомогательным, тиристором 7, разрядным конденсатором 8, огранччиваюшим резистором 9 и зарядным источником 10, второй последовательный THpHCTOj) 11 со вспомогательным тиристором 12, разрядным конденсатором 13, розистором 14 и зарядным источником 15. Разделительные конденсаторы 16 и И с разрядными резисторами 18 и 19; шунтируюш.ие диоды 2 О и 21, в виде, например, тиристоров в диодном включении, источники 22 управляющего тока тиристоров; трехпозииионный элемент управления тиристорами - ключ 23, например, в виде телефонного ключа, первое и второе электронные килпреле 24, 25, нагруженные, соответственно, на обмотки электромагнитных реле 26-1 с контактными группами 26-2, 26-3 41 26-4, 27-1 с контактными груп пами 27-2; разделительные конденсаторы 28, 29, киппреле с разрядным резистором ЗО; источник питания 31, к которому нагрузка 5 подключается через данный переключатель.

Принцип сокращения времени переключения в полупроводникойом переключателе сводится к тому, чтобы принудительно прервать ток короткого замыкания нагрузки как только накопленная ею энергия уменьшится до значе)ия, не разрушаюш.его примененные в переключателе полупроводниковые элементы при ее практически мгновенном выходе.

В исходной позиции переключателя, которая показана на чертеже, рычаг ключа 23 находится в нейтральном положении; киппреле 24 и 25 пребывают в своем устойчивом состоянии; обмотки реле 26-1 и 27-1 находятся под током, а их контактные группы - в положениях, показанных на чертеже. В этой позиции последовательные тирис7Оры 6 и 11 открыты, а вспомогательные тиристоры 7 и 12 закрыты.

Две другие позиции переключателя, когда рычаг ключа 23 передвитают из нейтрального п любое из крайних положений, обеспечивают протекание тока от источника 31 чером ого Fjarpy3Ky 5 в прямом или обратном направлениях, так как при этом управляюиио электроды тиристоров 1 и 4 или тиристоров 2 и 3 оказываются через контакты Kj-uoMa 23 подключенными к соответстаую мим источникам 22, и тиристор .открываются. В этот момент начинается экспонццалькос. нарастание тока в нагрузке 5. Так как сопротивление послэловательной цепи открытых тиристоров переключателя весьма мпло, скорость нарастания тока определяется в основном значениями индуктивности и активного сопротивления нагрузки внутреннего сопротивления

источника 31.

переводе рычага ключа 23 из нейтрального положения в любое цз крайних

разделительные конденсаторы 28 и 29 киппреле отключаются от своего источника 22. Возникающие при этом за счет разряда конденсаторе через резистор ЗО отрицательные всплески напряжения на

входах киппреле 24 и 25 не изменяют их первоначального устойчивого состояния, так как данные киппреле реагируют только на положительные всплески напряжения.

При перебросе рычага ключа 23 из

одного крайнего положения в другое, например слева направо, происходит следующее. Первоначально ток протекает по цепи: 31 (+), 6. 2, 5, 3, 11, 31 (-).Когда рычаг проходит через нейтральное положение, отключаются управляющие электроды тиристоров 2 и 3, а на входах киппреле 24, 25 возникают положительные всплески Напряжения за счет зарядного

|ТОка конденсаторов 28 и 29, к которым подключается соответствующий источник 22, и оба киппреле опрокидываются в неустойчивое состояние.

При этом срабатывают электромагнитные реле 26-1 и 27-1 и своими контактными группами 26-3, 26-4 и 27-2 разрывают, соответственно, цещ питания управляющих электродов тиристоров 11, 3, 4 и 12, а контактной группой 26-1

источник 22 переключается с тирист-ра 6 на вспомогательный тиристор 7, кото- .рый, открываясь, подает на тиристор 6 запирающее напряжение конденсатора 8. Тиристор 6 закрывается и потребление

нагрузкой 5 тока от источника 31 прекращается. Вследствие этого самопроизвольно закрывается и тиристор 2.

С этого момента начинается П|Ск:тепен- ное рассеивану«е энергии, накопленной ин-

дуктивной нагрузкой, которое происходит благодаря вступающей в действие цепи короткого замыкания нагрузки через открытые тиристоры 3 и 11 и тиристор 21, пребывающий все в диодном режиме. Ток нагрузки 5 спадает по экспоненте, крутизна которой вследствие того, что сопротивление открытых тиристоров 3, 11, 21 мало, определяется в основном произведением индуктивности нагрузки 5 на ое

активное сопротивленче.

Когда (при перебросе) рычаг ключа 23, пройдя через -нейтральное положение, оказывается в другом крайнем положении, процессы в переключателе не изменяются, так как киппреле 24 и 25 продолжают пребывать в неустойчивом состоянии. Продолжительность неустойчивого состояния киппреле 25 устанавливают при регуиирсшке переключателя такой, чтобы недопустимый для элементов переключателя иэбытсяс энергии, накопленной нагрузкой 5, успел рассеяться. Продолжительность же неустойчивого состояния киппереле 24 должна быть несколько большей, чем у киппреле 25.

Затем происходит самопроизвольное возвращение киппрюле 25 в устойчивое состояние. Возвращается в исходное состояние и связанное с ним реле 27-1, которое контактной группой 27-2 подключает источник 22 к вспомогательному тиристору 12. Тиристор 12, открываясь броском тока через разделительный конденсатор 17, закрывает тиристор 11, подключая к нему противонапряжение разрядного конд сато- ра 13 и цепь короткого замыкания нагрузки 5 пазрьгоается. Остаток накопленной нагрузкой энергии, уже неопасный для полупроводниковых элементе переключателя, рассеивается в них практически мгновенно. Ток через нагрузку 5 прекращается.

В следующий момент времени происходит самопроизвольное возвращение в устойчивое состояние киппреле 24 и в исходное состояние реле 26-1, которое своими замыкающимися контактными группами 26-2, 26-3 и 26-4 включает тиристоры 6, 11 и 4, подключая их управляющие электроды к источникам 22. Через

Iнагрузку 5 начинает протекать ток обратного направления по цепи: 31 ( ), 6, 1, 5, 4, 11, 31 (-).

При последующих переводах рычага ключа 23 в нейтральное или другое крайнее положение происходит, как было описано, либо выключение тока в нагрузке, либо переключение его направления. При этом в проводящей и щунтируюшей цепях переключателя участвуют либо тиристоры 2, 3, и тиристор 21, либо тиристоры 1, 4 и тиристор 2 О.

Формула изобретения

Трехпозиционный переключатель тока, содержащий тиристс ный мост с щунтирующими диодами, например тиристорами в диодном включении, последовательный тиристор с запирающим источником напряжения и вспомогательным тиристором и элемент управления мостом, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени переключения тока и индуктивной -агрузке, в него введены два электронных киппреле, каждое из которых по входу с элементом управления мостом и нагружено электромагнитным реле, а в цепь литания моста между точкой присоединения к ней шунтирующих диодов и одной из верщин моста включен второй последовательный тиристор с дополнительным источником запирающего напряжения и вспомогательным тиристором, в цепь упраьления электрода которо выключены контакты одного из электромагнитных реле, при этом контакты другого электромагнитного реле включены в цепь управляющего электрода второго последовательного тиристора.