Устройство для бездуговой коммутации цепей постоянного тока Советский патент 1977 года по МПК H01H9/30 

новение) напряжения - отключается цепь управления, основной тиристор может не выключиться, ПО нему длительно протекает ток нагрузки, что приводит к выходу его из строя и снижению надежности устройства в целом. Кроме того, контактор ее допускает работу при малой продолжительности включения, так как время заряда коммутирующего коадденсатора ограничено величиной . Недостаточная величина износостойкости контактора обусловлена применением блок-контактов и контактов вспомогательного реле. У современных реле электрическая износостойкость не превышает 0,5-2,0 млн. циклов, тогда как износостойкость контактора согласно современным требованиям должна быть не менее 10 млн. циклов. Напряжение на коммутирующем конденсаторе и в цепи управления основного тиристора существует в течение всего времени включенного состояния контактора, а для нормальной работы аппарата достаточно иметь напряжение на этих элементах только в момент коммутации, вследствие чего общий ресурс работы контактора снижается.

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства для бездуговой коммутации цепей постоянного тока, снижение его стоимости и габаритов при простоте эксплуатации. Это достигается тем, что для заряда коммутирующего конденсатора в предлагаемом устройстве применен дополнительный трансформатор тока, первичная обмотка которого включена последовательно с основным тиристором, одна из вторичных обмоток соединена последовательно с главными контактами, а другая через дополнительный диод включена параллельно вспомогательному тиристору.

На чертеже дана принципиальная схема описываемого устройства.

Параллельно главным контактам 1 подключены основной тиристор 2 и блок принудительной коммутации, состоящий из вспомогательного тиристора 3 и конденсатора 4. Последовательно с тиристором 2 включена первичная обмотка 5 трансформатора тока. Вторичная обмотка 6 трансформатора включена последовательно с главными контактами, а вторичная обмотка 7 через диод 8 подключена параллельно тиристору 3. Между анодом и управляющим электродом тиристора 2 включен блок 9 для управления основным тиристором. Управление происходит магнитным полем тока, протекающего в контактах 1. Блок 9выполнен на основе ключа. Между управляющим электродом тиристора 3 и катодом тиристора 2 включен блок 10 для управления тиристором 3, срабатывающий при заряде конденсатора 4. Блок 10 выполнен также на основе ключа.

Процесс включения и отключения устройства происходит следующим образом.

При замыкании контактов 1 и возникновении тока в главной цепи включается ключ блока 9, подготавливая тиристор 2 к включению, и сердечник трансформатора перемагничивается в состояние (условно принятое) отрицательного насыщения.

Во включенном состоянии устройства ток полностью проходит через контакты. В этом состоянии конденсатор незаряжен и токи управления в тиристорах отсутствуют.

При отключении устройства и размыкании контактов 1 напрял :ение на них достигает уровня включения тиристора 2 и последний

включается. Ток из цепи контактов перетекает в цепь тиристора 2 и обмотку 5 трансформатора. Падение напряжения на открытом тиристоре 2 незначительно, что обеспечивает практически бездуговое размыкание контактов 1.При

исчезновении тока в цепи контактов 1 размыкается ключ блока 9, снимая сигнал управления. Ток нагрузки, протекая по обмотке 5 трансформатора, перемагничивает его сердечник, и по цепи: Обмотка 7 - диод 8 - тиристор

2 - конденсатор 4 начинает протекать ток, заряжая последний до напряжения с полярностью, соответствующей нормальной работе блока емкостной принудительной коммутации. После окончания заряда конденсатора срабатывает ключ блока 10, вызывая включение тиристора 3 и переход тока из тиристора 2 в цепь тиристора 3.

Отрицательное (по отношению к тиристору 2) напряжение на конденсаторе вызывает

запирание тиристора 2. Конденсатор 4 перезаряжается током нагрузки до напряжения с полярностью, обозначенной на чертеже в скобках. Отключение нагрузки происходит при полном перезаряде конденсатора 4, когда ток

В тиристоре 3 станет ниже тока удержания.

После запирания тиристора 3 конденсатор 4 разряжается, отдавая энергию в сеть по цепи: обмотка 7 - диод 8 - источник постоянного тока- вентиль 11. В зависимости от величины

отключаемого тока остаточное напряжение на конденсаторе может колебаться в пределах от нуля до напряжения сети. Если конденсатор остался заряженным, то при последующем включении контактов он разряжается через

обмотку 7 и контакты.

При вибрациях главных контактов, имеющих место при включении контактора, тиристор 2 включается и шунтирует их аналогично

тому, как это имеет место при отключении контактора, но срабатывания устройства принудительной коммутации не происходит, так как конденсатор 4 за время отскока контактов не успевает зарядиться до напряжения включения ключа блока 10.

Таким образом, предлагаемое устройство обладает повышенной надежностью работы благодаря тому, что величина напряжения заряда коммутирующего конденсатора не зависит от

наличия напряжения питания, а определяется величиной коммутирующего тока; во включенном и отключенном состояниях его схема обесточена; тиристоры и цепи управления образуют автономный блок, не требующий питапия ни от вспомогательного источника, ни

от главной сети, что значительно упрощает эксплуатацию устройства.

Формула изобретения

Устройство для бездуговой коммутации цепей постоянного тока, содержащее основной тиристор С блоком управления им, подключенный параллельно главным контактам, блок нринудительной коммутации, состоящий из вспомогательного тиристора и конденсатора, и блок управления вспомогательным тиристором, о тличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно дополнительно снабжено трансформатором тока, причем его первичная

обмотка включена последовательно с основным тиристором, одна из вторичных обмоток соединена последовательно -с главными коптактами, а другая через дополнительный диод включена параллельно вспомогательному тиристору.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Патент Великобритании 1048997, кл. H2J, 1966.

2.Патент Франции 1413392, кл. Н 02Р, 1965.

3.Патент Франции 1413393, кл. Н 02Р, 1965.

4.Контакторы серии Н фирмы СЕМ, каталог «Contactents Speciax, 1966, с. 109, Франция

(прототип).