Контактор переменного тока с бездуговой коммутацией Советский патент 1980 года по МПК H01H9/30 H01H9/54 

(54) КОНТА1 ;ТОР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С БЕЗДУГОВОЙ

I

Изобретение относится к низковольтным электрическим аппаратам, в частности к коммутационным аппаратам с бездуговой комL- мутацйей.

Известны контакторы переменного тока с буздуговой коммутацией, содержащие главные контакты, параллельно которым подключены бесконтактные управляемые элементы 1, 2, 3 4, 5, 6 и 7.

В контакторах переменного тока с бездуговой коммутацией 3 управление управляемыми бесконтактными элемент&ми осуществляется отдельным вспомогательным контактом, который замыкается раньще главного контакта. При этом бездуговая коммутация осуществляется как при включении, так и при отключении цепи, но управляемый бесконтактный.элемент включается до замыкания главного контакта и создается возможность потери контакта, так как замыкание главного контакта происходит при напряжении на нем, равном падению напряжения на открытом бесконтактном управляемом элементе. При этом окисные пленки на главных контактах могут не разрушиться из-за малого напряжения на контактах. Потеря контакта, в свою очередь, может привести

s;s.iig Si g;fe:-i КОММУТАЦИЕЙ

к выходу из строя бесконтактного элемента, так как последний может оставаться включенным при замкнутых главных контактах. Подобно описанным осуществляется бездуговая коммутация цепи и в других устройствах 1, 2, 4 и 6. В них для управления бесконтактным управляемым элементом также применен отдельный вспомогательный контакт, что может привести и к потере контакта при включении, и к повреждению бесконтактного элемента при воздействии полного цепи во включенном положении контактора.

В устройстве 5 применен неуправляемый диодный тиристор, который включается при достижении напряжения на главном такте определенного значения. Такое техническое решение создает затруднение в выборе пбрОга срабатывания диодного тиристора: при большом напряжении срабатывания бездуговая коммутация не обеспечивается, а при малом напряжении срабатывания диодный тиристор может срабатывать при подаче напряжения на устройство, и необходим дополнительный силовой контакт, разрывающий его цепь. Это устройство по указанным причинам либо не обеспечит бездуговой коммутации, либо обладает теми же недостатками,, что и предыдущие устройства. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является контактор переменного тока с бездуговой коммутацией, имеющий схему управления бесконтактным управляемым элементом. Это устройство проще и надежнее 7. . Однако существенным недостатком его является возможность ответвления тока .в цепь бесконтактного управляемого элемента при замкнутых главных контактах контактора в связи с повышенным падением напряжения на участке цепи: главные контакты - трансформатор тока, зашунтированном указанным бесконтактным элементом, в реж-ме коммутирования предельных токов, что снижает надежность работы устройства и существует возможность выхода из строя бесконтактного элемента. ; Цель изобретения - создание контактора переменного тока с бездуговой коммутацией, имеющего повыщенную надежность работы. Указанная цель достигается тем, что контактор переменного тока с бездуговой коммутацией, содержащий трансформатор тока с магнитопроводом, выпрямитель и бесконтактный управляемый элемент, причем первичная обмотка трансформатора соединена последовательно с главными контактами контактора, вторичная обмотка через выпрямитель соединена с управляющей цепью бесконтактного управляемого элемента, один из силовых выводов которого соединен с одним из главных контактов контактора, снабжен проводником, расположенным так, что он проходит через магнитопровод- трансформатора тока параллельно его первичной обмотке и соединен одним концом с другим силовым выводом бесконтактного управляемого элемента, а другим концом - с другим главным контактом контактора. Подключение бесконтактного управляемогр элемента обеспечивает бездуговую коммутацию токов контактором во всем диапазоне и уменьшает падение напряжения на участке присоединения данного элемента. В результате этого отсутствует ответвление тока в ц,епь бесконтактного управляемого элемента при за.мкнутых главных контактах в момент коммутирования предельнЬ1х токов, что повышает надежность работы устройства. На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема предложенного контактора переменного тока с бездуговой коммутацией; на фиг. 2 -варианть схем контактора с применением других бесконтактных элементов. . В описываемой схеме контактора (см. фиг. 1) первичная обмотка 1 трансформато-. ра 2 тока соединен последовательно с глав-, нь1ми контактами 3 и 4, две вторичные обмотки 5 и 6 через выпрямители 7 и 8 соединены с управляющими цепями бесконтактных управляемых элементов 9 и 10 (на фиг. 1 они изображены 6 виде тиристоров), силовые выводы 11 и 12 которых подключены параллельно главным контактам 3 и 4, причем один из силовых выводов, например 12, тиристоров 9 и 10 соединен с главным контактом 4 проводником 13, проходящим через магнитопровод 14 параллельно первичной обмотке 1. Стабилитроны 15 и 16 обеспечивают защиту управляющих выводов соответствующих тиристоров при больших токах в цепи главных контактов. Цепь резистор 17-конденсатор 18 защищают тиристоры от кратковременных перенапряжений в сети, а также ограничивают величину и скорость нарастания восстанавливающегося напряжения при коммутации цепи. Процесс включения и отключения контактов происходит следующим образом. При замыкании контактов 3 и 4 и возникновении тока в цепи главных контактов трансформатор 2 тока поочередно подает отпирающие сигналы на управляющие, электроды тиристоров 9 и 10. В момент отскока контактов при наличии вибрации при.включении контактора ток, протекающий через цепь контактов, отводится b тиристор, полярность которого соответствует направлению тока в цепи. Напряжение на контактах при этом не превышает величины прямого падения на открытом тиристоре, что исключает образование дуги. При включении контактора вследствие малого времени включения тиристора (не более 10-20 мкс) влияние возникающей кратковременной дуги на износ контактов незначительно. Во включенном состоянии контактора ввиду непосредственной близости подключения тиристоров к главным контактам падение напряжения на участке подсоединения не превышает десятков милливольт и ответвление тока втиристор отсутствует даже при коммутировании устройством предельного тока, что является существенным отличием по сравнению с известной схемой, где тиристоры шунтируют последовательную цепь: главньге контакты - трансформатор тока, падение напряжения на этом участке достигает 2-3 В и происходит ответвление . в тиристор, превышающего допустимое значение. При отключении контактора так же, как и в случае с вибрацией, в момент размыкания контактов 3 и 4 ток, протекающий по цепи этих контактов, отводится в сортв.етствую- ЩИЙ ТИрИСТбрГ -;-,..-При разомкнутых контактах 3 и 4 ввиду того, что первичная обмотка 1 и проводник 13 включены встречно-параллельно, результирующий магнитный поток в магнитопроводеде 14 равен нулю и в трансформаторе тока ЭДС не наводится, поэтому открытый тиристор пропускает ток не более одного полупериода.

Отключение цепи происходит при переходе тока через нуль в проводящем тиристоре.

Защита тиристоров 9 и 10 в устройстве при воздействии тока сквозного короткого замыкания (10-34 кА) и последующем электродинамическом отбросе контактов осуществляется с помощью автоматического выключателя, который срабатывает через 8-10 мс с момента включения силовой цепи, при этом ток, ответвивщийся в тиристор, не успеваетнарасти выще допустимого для него значения.

В схеме контактора вместо двух тиристоров может применяться один симистор 19 (фиг. 2 а) или же любой другой прибор, подобный выщеуказанным элементам.

Для контакторов, не применяющихся в ЪТ(ЕШШу)с Ш ШпоЛп€ЖйГ сЩль}о снй НИН стоимости вместо одного из двух бесконтактных управляемых элементов можно использовать неуправляемый вентиль 20 (фиг. 2 б). Данное устройство имеет более надежную, с повыщенной циклостойкостью схему управления.

Повыщенная надежность схемы значительно увеличивает срок службы устройства в целом.

Использование предлагаеКюго устройства на номинальных токах 160, 320 и 630 А обеспечивает (в соответствии с утвержденным ТЭО) значительный технико-экономический эффект.. .Его величина на единицу изделия для указанных номинальных токов составляет более 100 руб.

И

Формула изобретения

Контактор переменного тока с бездуговой коммутацией, содержащий трансформатор тока с магнитопроводом, выпрямитель и бесконтактный управляемый элемент, причем первичная обмотка трансформатора соединена последовательно с главными контактами контактора, вторичная обмотка через выпрямитель соединена с управляющей цепью бесконтактного управляемого элемента, один из силовых выводов которого соединен с одним из главных контактов контактора, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности работы, он снабжен проводником, расположенным так, что он проходит через магнитопровод трансформатора тока параллельно его, первичной обмотке и соединен одним концом с другим силовым выводом бескoнтa t1 wrъ ywpaвлlч eiй ffгtг етeйёнraгaДpyгим концом - с другим главным контактом контактора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Франции № 1432592, кл. Н 01 h 1966.

2.Патент Франции № 1415876, кл. Н 02 р, 1965.

3.Каталог «Contacteurs speciawx фирмы СЕМ. Франция, контакторы серии Н, 1966.

4.Патент Великобритании № 1048997, кл. Н 02 Н, 1966.

5.Патент Японии № 44-9934, 5860, 1969.

6.Патент США № 3330992, кл. 317-11, 1967.

7.Авторское свидетельство СССР № 335728, кл. Н 01 Н 9/30, 1969.

V :

п

7

V 0

fB

7

и

/5

в

П

m if i ff &fiii -fiu i,i:r-,.:,ii:,.-А «

«J

UQ.fi