Коммутатор переменного тока Советский патент 1980 года по МПК H03K17/567 H03K17/79 

1

Изобретение относится к автоматике, а именно к коммутационной аппа-. ратуре и может быть использовано в качестве коммутатора для однофазных и трехфазных приводов механизмов, в частности, электродвигателей и трансформаторов, работающие в непрерывном и повторно-кратковременном режимах, а также в устройствах защиты.

Известен коммутатор переменного тока, содержащий два встречно-параллельно включенных тиристора, соединенных через нагрузку с шинами источника питания, последовательную цепочку, состоящую из резистора, диода и конденсатора, ключевой транзистор, коллектор которого соединен с управляющим электродом одного тиристора, эмиттер через конденсатор последовательной цепочки соединен с катодом того же тиристора. Кроме того, устройство содержит схему управления на другом транзисторе и двухпозиционный ключ ll.

Однако; известный коммутатор обладает недостатком - низкая надеж- . ностъ работы.

Известен также коммутатор переменно,го тока,, содержащий первый и

второй встречно-параллельно включенные тиристоры, соединенные через нагрузку и непосредственно с шинами источника питания, причем к управляющему электроду и-катоду первого тиристора подсоединен ограничительный диод, первую и вторую цепочки, выполненные каждая из последовательно соединенных резистора, диода и

10 конденсатора, одна из которых включена через ограничительный диод первого тиристора между шинами источника питания, а вторая подсоединена параллельно нагрузке, ключевой транзи 5 стор, коллектор которого соединен с управляющим электродом второго тиристора, эмиттер через конденсатор второй цепочки соединен с катодом того же тиристора, а также резисторы

20 L2.

Недостатком является низкая надежность работы.

Цель изобретения - повышение надежности работы коммутатора переменного тока, содержащий первый и

второй встречно-параллельно включенные тиристоры, соединенные через нагрузку и непосредственно с шинами источника питания, причем к управляющему электроду и катоду первого

тиристора подключен ограничитель. ный дио, первую и вторую цепочки, выполненные каждая из последовательно соединенных резистора, диода и конденсатора, одна из которых включе на через ограничительный диод первого тиристора между шинами источника питания, а вторая подсоединена параллельно нагрузке, ключевой транзистор, коллектор которого соединен с управляющим электродом второго тиристора, эмиттер через конденсатор второй цепочки соединен с катодом того же тиристора, а также резисторы, введены развязывающий диод, стабилитрон и оптрон, выход которого подключен одним из выводов к аноду диода первой цепочки, а другим - к катоду первого тиристора, а светодиод оптрона через развязывающий диод подключен к точке соединения катода-диода и резистора первой цепочки и к шине источника питания, при этом анод стабилитрона подключен к точке соединения эмиттера ключевого транзистора и конденсатора второй цепочки, а катод стабилитрона к катоду диода этой цепочки, база ключевого транзистора через один из резисторов.соединена с общей точкой диода и стабилитрона, а через другой резистор - к катоду второго тиристора.

На чертеже представлена принципиальная схема коммутатора переменного тока.

Силовые тиристоры 1 и 2 включены в цепь 3 нагрузки. К шинам источника питания подключена последовательная цепочка, из резистора 4, диода 5, накопительного конденсатора б и ограничительного диода 7. Парсшлельно накопительному конденсатору 6 и ограничительному диоду 7, соединенных последовательно, подключен выход оптрона 8, светодиод которого через развязывающий диод 9 и резистор 4 подключен к шинам источника питания.

К катоду ограничительного диода 7 подключен, управляющий электрод тиристора 1, а к управляющему электроду тиристора 2 - коллектор ключевого транзистора 10. Эмиттер ключевого .транз(истора 10 подключен к накопительному конденсатору 11 второй после дсзвательной цепочки, состоящей из упомянутого конденсатора 11, стабилитЬона 12, диода 13 и резистора 14, а эа транзистора 10 через резистор 15 подключена к катоду диода 13 и через резистор 16 к катоду тиристора 2

Коммутатор переменного Тока работает следующим образом.

В отрицательный полупер иод питающего напряжения относительно тиристора 1 накопительный,конденсатор 6 заряжается по цепи: резистор 4,диод 5, конденсатор 6 и ограничительный диод 7. Фотоэлемент оптрона 8 находится

при этом в закрытом состоянии,так ка ток в цепи светодиода оптрона 8 отсутствует. В следующий полупериод в момент перехода питающего напряжения через нуль, в цепи светодиода оптрона 8 протекает ток и последний открывается. Разряд накопительного конденсатора 6 через управляющий электрод тиристора 1 формирует положительный импульс управления,, который приводит тиристор 1 в открытое состояние и нагрузка 3 включается под напряжение.

При наличии напряжения на нагрузке 3 накопительный конденсатор 11 заряжается через резистор 14 , диод 13 и стабилитрон 12. В течение этого полупериода питающего напряжения транзистор 10 закрыт, благодаря наличию в цепи эмиттера стабилитрона 12. Последовательно соединенные стабилитрон 12 и конденсатор 11, а такж паралутельно подключенный к ним делитель напряжения на резисторах 15 и 16 образуют мост, в диагональ которого включен переход эмиттер-база транзистора 10. При переходе тока нагрузки через нуль ток в цепи заряда конденсатора 11 отсутствует и транзистор 10 открывается напряженй ё конденсатора 11.

Разряд конденсатора 11 через управляющий переход тиристора 2 формирует импульсы управления положителной полярности.

Благодаря наличию в цепи смещения базы стабилитрона, включенного в прямом направлении, потенциал базы транзистора 10 остается постоянным, что обеспечивает полный рд,зряд конденсатора 11.

В дальнейшем процесс формирования импульсов управления тиристорами 1 и 2 повторяется при переходе тока нагрузки через нуль. :,

Таким образом, коммутатор переменного тока обеспечивает включение нагрузки в момент, когда питающее напряжение источника переходит через нуль, с последующей коммутацией тиристоров при прохождении тока нагрузки через нуль, что позволяет использовать его как для активной, так и для индуктивной нагрузки в широком диапазоне изменения токанагрузки и при величине близкой к току удержания тиристора.

При обеспечивается высокая нсщежность работы ког«1мутатора при минимальной потребляемой мощности.

Формула изобретения

Коммутатор переменного тока,./

-содержащий первый и второй встречног

параллельно включенные тиристоры,

соединенные через нагрузку и непосредствен-но с шинами источника пита