Устройство для бездугового переключения под нагрузкой регулировочных ответвлений обмоток Советский патент 1979 года по МПК H01F21/12 H02P13/06 H01H9/30 

разделительные диоды между раоочим и отстающим вспомогательным контактами и управляющими электродами тиристоров введен стабилитрон.

Р1звестное устройство нозволяет использовать сравнительно малое количество стандартных, выпускаемых промыщленностью полупроводниковых и радиоприборов, что способствует повышению надежности, а также уменьшению стоимости.

На фиг. 1 дана принципиальная схема устройства бездугового переключения под нагрузкой регулировочных ответвлений обмоток; на фиг. 2 показан поэтажно цикл переключения подвижных контактов в прямом (а-д), в сторону добавления ответвлений, и обратном (д-з) направлениях. Кружками показан момент коммутации каждого этажа переключения.

Устройство содержит обмотку 1 с регулировочными ответвлениями, электрически соединенными с неподвижными контактами 2, 3, 4; подвижный рабочий контакт 5, отстающий 6 и опережающий 7 вспомогательные контакты; подвил ный контакт управления 8, тиристорные переключатели на встречнопараллельных тиристорах 9, 10 и 11, 12, соответственно включенные в цепи отстающего и опережающего вспомогательных контактов 6, 7 и имеющие общую точку с подвижным рабочим контактом 5, конденсаторы 13, 14, разделительные диоды 15-23 и ограничивающие диоды, 24-26 цепей управления тиристорными переключателями; диоды выпрямительного моста 27, 28, 29, 30, осуществляющего электрическую связь цепей управления тиристорными переключателями отстающего контакта 6 с контактом управления 8, стабилитрон 31 с опорным напряжением, значительно меньшим величнны напряжения ступени регулирования, транзисторы цепей управления тиристорным переключателем опережающего вспомогательного контакта 32, 33, цепи управлепия которых через разделительные диоды 21 и 22 включены между рабочим контактом 5 и подвижным контактом управления 8, стабилитрон 34 с опорным напряжением, превышающим амплитудное значение напряжения ступени регулирования, включенный через разделительные диоды 15, 16 и 17, 18 между рабочим 5 и отстающим вспомогательным 6 контактами и управляющими электродами тиристоров 9, 10, резисторы разрядные 35, 36 и токоограничивающие 37-40 цепей управления тиристорных переключателей.

Устройство работает следующим образом.

В момент отхода контакта 5 от контакта 3 (фиг. 2а) при незначительном восстанавливающемся напряжении на нем нагрузочный ток обмотки начинает протекать частично через цепочку конденсаторов 13 и 14 и управляющие электроды тиристоров 9 и 10. Поскольку конденсаторы в начальный момеит разряжены и сопротивления указанных цепочек практически равны нулю, процесс управления тиристорным переключателем отстающего контакта начинается лри малых значениях восстанавливающегося напряжения на нем. При этом мгновенно открывается соответствующий (в зависимости от полупериода) тиристор 9 или 10, шунтируя рабочий контакт, т. е. отход контакта 5 происходит без дугообразования.

В последующие полупериоды конденсатор 13 ступенями заряжается до опорного напряжения стабилитрона 31. При этом прекращается управление тиристорным переключателем 9 и 10 через конденсаторы и начинается управление через цепочку стабилитрона 34.

Этот режим работы устройства в процессе переключения подвижных контактов (фиг. 26) сохраняется до замыкания контакта управления 8 с неподвижным контактом 3 (фиг. 2в), так как цепи управления тиристорным переключателем опережающего контакта 7 включены между рабочим контактом 5 и контактом управления 8. В случае замыкания контактов 8 и 3 в момент открытого состояния тиристорного переключателя отстающего контакта, т. е. когда напряжение между контактами 8 и 5 практически равно нулю, цепь управления тиристорпого переключателя опережающего контакта обеспечена. Однако при первом же прохождении нагрузочного тока через нуль появляется напряжение между контактами 8 и 5, получают питание цепи управления и тиристорный переключатель 11 и 12 открывается, блокируя открытие тирисюрного нереключателя отстающего контакта, .унравление которого в этом режиме через стабилитрон 34 нрекрапдается, так как опорное напряжение последнего превышает амплитудное значение напряжения ступени регулирования.

При обратных переключениях подвижных контактов в сторону выведения регулировочных ответвлений, в случае размыкания контакта управлепия 8 от контакта 3 в момент открытого состояния тиристорного переключателя опережающего контакта, режим работы устройства сохраняется, так как напряжение в контуре вспомогательных контактов не .может превысить амплитудного значения напряжения ступени регулирования. После первого прохождения нагрузочного тока через нуль закрывается тиристорный переключатель опережающего контакта и открывается тиристорный переключатель отстающего контакта, управляемый через цепочку стабилитрона 34.

Таким образом, устройство обеспечивает взаимную блокировку и переброс нагрузочного тока во вспомогательных ветвях только нрн прохождепии нагрузочного тока через нуль.

Последующие этапы цикла переключения в сторону добавления ответвлений {фиг. 2г и 2д) происходит без дугообразования иа соответствующих контактах.

Рассмотрим этап переключения в сторону выведения регулировочных ответвлений в момент размыкания рабочего контакта 5 от неподвижного контакта 4 (фиг. 2(9).Так как при этом контакт управления 8 находится в замкнутом состоянии с неподвижным контактом 3, схема управления тиристорного переключателя опережающего вспомогательного контакта получает питание и этот этап также происходит без дугообразования

Так как схема управления тиристорным переключателем отстающего контакта имеет электрическую связь через выпрямительный мост 27, 28, 29, 30 с контактом управления, в рассматриваемом этапе переключения (фиг. 2д) происходит зарядка конденсатора 13 до опорного значения напряжения стабилитрона 31, обеспечивая возможность управления тиристорным переключателем отстающего контакта только лишь через стабилитрон 34, т. е. подготавливается блокировка цепей вспомогательных контактов для последующих этапов полного цикла переключения в сторону выведения регулировочных ответвлений.

Технико-экономическая эффективность устройства обусловлена следующими преимуществами:

1.простота исполнения: отсутствие синхронизирующих элементов и промежуточных связей, а также возможность применения стандартных элементов, выпускаемых промышленностью;

2.работа устройства только на время цикла переключения: в рабочем режиме трансформатора тиристорные переключатели и цепи управления находятся в полностью обесточенном состоянии;

3.быстродействие устройства: при соответствующем подборе емкости конденсаторов 13 и 14 обеспечивается работоспособность устройства в полном цикле переключения ответвлений с длительностью времени переключения до 0,04 с. Указанное положительно сказывается на качестве регулируемого напряжения, а также на габаритах устройства, так как при быстродействии элементы,устройства могут быть использованы без необходимости применения охлаждающих радиаторов;

4. незначительное потребление энергии обусловлено режимами по пп. 2 и 3.

Перечисленные преимущества способствуют упрощению конструкции, повышению показателей надежности и ресурса устройства с одновременным уменьшением его стоимости.

Формула изобретения

Устройство для бездугового переключения под нагрузкой регулировочных ответвлений обмоток, например, трансформатора, содержащее неподвижные контакты, электрически соединенные с ответвлениями, подвижные рабочий и вспомогательные контакты, два тиристорных переключателя на встречно-параллельно включенных тиристорах с цепями управления и подвижный контакт управления, отличающееся тем, что, с целью унрощения и повышения надежности, указанные тиристорные переключатели одними выводами образуют общую точку с подвижным рабочим контактом, а другими - подключены соответственно к отстающему и опережающему, по отношению к направлению нереключения в сторону добавления ответвлений обмоток, вспомогательным контактам, причем цепи управления тиристорным переключателем опережающего контакта включены между рабочим контактом и подвижным контактом управления, расположенным после отстающего контакта, цепи управления тиристорпым переключателем отстающего контакта связаны с контактом управления и в эти цепи управления через разделительные диоды между рабочим н отстающим вспомогательным контактами и управляющими электродамп введен стабилитрон. Псточники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США Jv 3502961. кл. 129-165, 1970.

2.Авторское свидетельство СССР № 237233, кл. П 02 Р 13/06, 1966.