Контактор постоянного тока с бездуговой коммутацией Советский патент 1976 года по МПК H01H9/30 H03K17/56 H01H33/59 

(54) КОНТАКТОР ПОСТОЯННОГО ТОКА С БЕЗДУГОВОЙ КОММУТАЦИЕЙ

ИаобретеЯйе г/гноситсз к обпесг-н Ш13КО вольтных Блектрических зхгларатойа в часг ности комьгутадйонных: аппаратов с безд;/го вой коммуташгей. Известен коЕтакт1Ср постогш- ого тока с бездуговой KOi/u/iyTasiEells содер ха1ций глаь- ныи контакта ОСНОВНОЕ ткрйсшр с блоком емкостной принудительной коьэ -гутагщй, лод- ключаемые параллельна главному контакау блок jTipaBjiieaas и даод.-. шуктирующий на грузку СИ. Прнведенный контактор без щтк коммутирует нагрузку Применение зтоца, шз нтирую .щего нагрузкуг позволяет получить небольшой уровень перенапряжекЕгй на кo дмyтиpyк щем конденсаторе и ткристорез шуяггзрую щем главные контакты, однако не ыотуг быть применены в реверсивных схемах упра ления электрод ввгателякш гдастоянного тока Из известных устройств бездуговой комм тации постоянного тока наиболее близким по технической сущносШ к предлагаемому изобретеншо являет-ся устройство 2 j, содержащее главный KOHraKTj основной тирист с блоком емЕСстной принудительной коммутадик, подключаемь й параллельно упомянутому главному контакту, блок управления и диод, непосредатвенно шунтирующий на грузку, включенный в непроводяшем состоянии по отношению к источнику гштания. Установка диода, шунтирующего индуктивную нагрузку, является необходимой, так как в противном случае энергия накопленная в индуктивности нагрузки, передается коммутирующему конденсатору и уровень перенапряжений на коммутирующем конденсаторе Н Тиристорах будет недопустимо высоким. Однако устройство бездуговой коммутации, имеющее диод, непосредственно шунтирующий нагрузку, не может быть использовано в реверсивных схемах коммутации электродвигателей постоянного тока и в схемах дйнa шчecкoгo торможения электродвигателей переменного тока, так как диод при подаче напряжения другой полярности оказывается включенным в проводящем направлении и накоротко замыкает источник питания. Целью изобретения является обеспечение возможности применения контактора в реверсивных схемах коммутации нагрузки, в том числе а схемах дннамвческого торможения электродвигателей переменного тока. Это достгагается тем, что в предлагаемом контакторе в качест&е лолупроводввкового вентиля нспоньзован тирист, ухфав ляющнй электрод которого через ДОПОЛНЕтепьный диод соедвпнен с отрвдательным входом контактора, а между упомянутым входом и анодом указанного тиристора вклю чены аругяе главные контакои контактора. Подключение к выходным зажимам коаlaKTOpa вместо диода тиристора в обратном наяравлааии по отношению к источнику питания, управляющий электрод которого чере диод соединен с отрицательным входным за жимом, а между диодом и анодом тиристор включены другие главные контакты контактора, позволяет применить контактор в ре версивных схемах коммутадии нагрузки, в том числе в схемах динамического торможения электродвигателей переменного тока. На фиг. 1 приведена схема предиагаемого контактора; на фиг, 2 показано вклю чение ш нтактс ов постоянного тока с бездуговой коммутахщей в реверсивную схему управления электродвигателей постоянного тока. Контактор постоянного тока с беадуговой коммутацией состоит из главных контактов 1 основного тиристора 2, блока емкостной принудительной коммутадии, состоя шего из последовательно соединенных коммутирующего конденсатора 3 к BqnoMoraтельного тиристора 4s зарядного 5 и блока управления 6 тиристорами 2 и 4, К выяадным зажимам контактора в обратном направлении по отжошеншо к источнику питания включен тиристор 7, управляю щий электрод которого через диод 8 соединен с отридатепыаым выходным зажимом а между ним и анодом тиристора 7 включе ны другие главные контакты 9. диод 1О подключен последовательно с даодом 8 и управляющим переходом тиристора 7, а конденсатор 11 с разрядным резистором 12 подключены параллелзьно депи состоящей нз опорного диода 1О и управляющего перехода тиристора 7. Контактор работает следующим образом. Гфн включении контактора замыкаются главные контакты 1 и 9, и напряжение источника подается на нагрузку. Контакты 9 заьсыкаются раныпе контактов 1, что исключает возникновение дуги по вибрации контактов 9, и размыкаются с запаздыванием на 7-1О ь«с время, достаточное для выключения тиристоров 2 и 4, но не достаточное для спада тока в нагруэке. Такое время запаздывания легко достигается регулировкой paoTBi oB и провалов коЕгтактов. При вибрадвоз (отскоке) контактов 1 блок управления 6 включает тиристор 2, ток на время отскока контакта переходит в тиристсф, и дуга не возникает. При отключении контактора в начале процесса размыкания главных контактов 1 блоком управления 6 включается основной тиристор 2, Ток из цепи главных контактов 1 переходит в цепь -гаристора 2, происходит бездуговое размыкание главных контактов 1. После выдержки времени 1,52 мс зарядеоый блок 5 заряжает коммутирующий кондевсат(ф 3 с полярностью указанной на фиг. 1. Выдержка времени необходима для исключения заряда коммутирующего конденсатора при вибрадни контактов 1. По окончании заряда зюм тирующего конденсатора 3 вкгаочается -гарнстор 4, и ток из твристора 2 переходит в цепь тиристора 4 и конденсатора 3. Тиржхгор 2 залзарается. При перезаряде коммутирующего конденсатора 3 ток в цепь тиристора 4 и конденсатора 3 уменьшается, на йзавдгкта ности нагрузки возникат э.д.с. самоиндук- дни, полярность которой показана на фиг. 1 в скобках, которая включает тиристор 7 по цепи: отрицательный зажим нагрузки, главные контакдаи 9, диод 8, управляющий электрод-катод тиристс а 7, яоложителыаый зажим нагрузки. Управляемый вешзшь 7 включается, шунтвруя нагрузку. По оконча1ши перезаряда коммутирующего конденсатора 3 выключается тиристор 4 и размыкаются главные контакты 9, Ток в депи тиристора 7 спадает с постоянной времени нагрузки. Иэ-еа наличия в цепи главных контакторов индуктивности (например распределенной индуктивности проводов, соединяющих контакторы между собой) и емкостей, ограничивающих скорость нарастания напряжения на гшристорах, при реверсе нагрузки может возникнуть колебательный процесс, может повлечь за собой ложное срабатывание управляемого вентвля 7. Для уст:ранения этого явления введена помехозащитная цепь, состоящая из опорного диода Ю, конденсатсфа 11 и ра ядного резистора 12, причем опсфный диод вклк- чек между диодом 8 и управляющим электродом вентиля 7, а конденсатор 11 и резистор 12 включены параллельно депи: опорный диод 1О, управляющий электродкатод вентиля 7 (см, фиг. 2). При включении контактера вперед цепь управления венташя 7 KOHTaKTqpa назад зашунтирована главными контактами 9 контактера вперед и упраышеколй вентвль контактора назад вклкпвться не может. Аналогично щ)н включении контактора назад ун равляемый вентиль контазктора не

включается. Суммарное время ооташгаешш контакт ч)а вперед н включения контактора назад значительно больше, чем время спада тока агрузкиниже тока удержания управляемого веатаош 7 и времени его выключе- ння, а следовательно, короткое замыкание источника питания при реверсе нагрузки пронзойта не может. Аналогично происходит при отключении KosraKTt a назад и включение контактора вперед.

Таким образом, нснапьзование изобретения позволяет значительно расширить област применения контактеров постоянного тока с бездуговой коммутацией, которые имеют значительно болыпий срок службы, чем дуговые.

Формула изобретеняя Контактер постоянного тока с бездуго- вой коммутацией, содержалшй главные коктакты, основной тиристс с блоком емкостной принудительной коммутации, подключенный параллельно первому главному контакту блок управления, полупроводниковый ветсгвль, включенный параллельно выходу контактера, отличающийся тем, что, с целью расшзарення фушошональных возможностей, за счет применения контактора в реверсивных схемах, в качестве полупроводниювого вентиля исполаьзуется тиристор ,у11равляюпшй электрод которого через дополнительный диод соединен с отрицательным входом контакт фа, а между упомзшутим входом и анодом тиристора включены дфугие гланвоьге контакта контактора.

Источники Епа|)ормации, принятые во внимание при экспертизе:

2.Патент Великобритании М 1О48997 по кл. Н2 J за 1966 (прототип).