Устройство для бездуговой коммутации цепей постоянного тока Советский патент 1980 года по МПК H01H9/30 

тора 4, дросселя 5, ограничи.вгио1дего скорость нарастания тока через тиристор 3, зарядного блока 6 и. схемы управления 7. Нагрузка 8 подключена к выходным клеммам устройства. Диод 9 включен последовательно в проводящем направлении с основным тиристором 2, причем катод диода 9 соединен с положительной выходной клеммой устройства, а анод диода 9 - с резистором 10, ограничивающим ток через управлякядий , переход до требуемого уровня. Диод 11 шунтирует нагрузку для уменьшения перенапряжений на элементах устройства при отключении нагрузки.

Устройство также содержит транзистор 12, последовательную RC-цвпь (резистор 13 и конденсатор 14) и маломощный диод 15, шунтирующий эмитерный переход тран-зистора 12 в непроводящем направлении. База транзистора 12 подключена к положительной выходной клемме, его коллектор к управляклцему электроду тиристора 2, а его эмиттер - к резистору 13 RC-цепи.

Стабилитрон 16, включенный между резистором 10 и отрицательной выхоной клеммой, и конденсатор 17, подключенный к выходным клеммам, исключает ложное срабатывание основного тиристора 2 при скачкообразном набросе входного напряжения в отключенном состоянии устройства.

Устройство для бездуговой кокмутации цепей постоянного тока работает следующим образом.

При включении устройства замыкается контакт 1 и напряжение источника подается на нагрузку 8. Одновременно предварительно заряженный до напряжения сети конденсатор 14 последовательной RC-цепи разряжается по следующей цепи: резистор 13, диод 15 и зги 1кнутые контакты 1. Постоянная времени разряда конденсатора 14 выбирается небольшой и составляет несколько мкс.

Поскольку входная цепь транзистора 12 зашунтирована замкнутыми контактами 1, то ток по коллекторному переходу транзистора 12 под действием напряжения на нагрузке не протекает. Т.е. цепь управления тиристором 2 является обесточенной, и ток нагрузки протекает только по контакту 1. При этом потери энергии в цепи управления тиристора 2 отсутствуют.

После Зс1мыкания главного контакта схемой управления 7 включается зарядное устройство б, обеспечивающее заряд коммутирующего конденсатора 4 до величины, необходимой для надежного запирания тиристора 2, с полярностью, указанной на чертеже без окружностей.

При отключении устройства в нача ле процесса размыкания главного кон такта 1 на нем возникает напряжение, равное напряжению короткой дуги. Под действием этого напряжения по эМиттерному переходу транзистора 12 начинает протекать ток заряда конденсатора 14, который вызывает включение коллекторного перехода транзистора. Таким образом, включается цепь управления тиристором 2,

и по его управляющему переходу начинает протекать ток, ограниченный резистором 10. Величина сопротивления резистора 10 должна быть такова, чтобы обеспечить требуемую величину

тока управления основного тиристора при допустимых колебаниях напряжения сети и напряжения стабилизации стабилитрона 16.

Время протекания тока по управляюадему переходу тиристора 2 определяется .параметргили последовательной RC-цепи.

После включения основного тиристора 2 ток нагрузки из цепи главного контакта 1 переходит в цепь, состоящую из основноЛ тиристора 2 и диода 9, чем обеспечивается бездуговое размыкание главного контакта

1.При этом конденсатор 14 разряжается по цепи: резистор 13, диод 15,

диод 9 и тиристор 2. Падение напряжения на диоде 9 приклгщывается в запирающем направлении к управляющему переходу основного тиристора

2,чем обеспечивается снятие сигнала управления с основного тиристора.

По окончании процесса перетекания тока нагрузки из цепи главного контакта в цепь основного тиристора 2 и восстановлении электрической прочности контакта схемой управления 7 включается тиристор 3. Парашлельно основному тиристору 2 подключается предварительно заряженный конденсатор 4 , который обеспечивает запирание тиристора 2. Конденсатор 4 перезаряжается током нагрузки до напряжения, полярность которого указана на чертеже в окружностях. В процессе перезаряда конденсатора

4 тиристор 2 не включается, поскольку к его управляющему переходу попрежнему приклада1вается обратное напряжение, снимаемое с диода 9. По окончаний перезаряда конденсатора тиристор 3 запирается, процесс отключения заканчивается.

. В отключенном состоянии устройства контакт 1 разомкнут, тиристор 2 выключен, и на нагрузку 8 напряжение не поступает. Для исключения

ложного выключения тиристора 2 изэа скачкообразного изменения входного напряжения (например, наброс напряжения при включении вышестоящего выключателя) в устройство ввеДены стабилитрон 16 и конденсатор

17. Величина напряжения пробоя ста-билитрона 16 должна быть выше напряжения, возникающего на конденсаторе 17 при ск.ачкообраэндм изменении входного напряжения от нуля до ноьшнгшьного значения. Величина емкости конденсатора 17 выбирае я равной емкости конденсатора 14. Тогда напряжение пробоя стабилитрона 16 должно быть несколько вьаше половины величины номинального иапряже-. ния питап17 ей сети. В этом случае, хотя по эмиттерному переходу транзистора 12 и будет протекать ток при набросе входного напряжения, основной тиристор 2 не включится, поскольку напряжение на емкости 17 будет меньше напряжения пробоя стабилитрона 16.

Вместо стабилитрона 16 можно применнть любой другой пороговый эле- мент.

Формула изобретения

Устройство для бездуговой коммутации цепей постоянного тока, со- в держгиаее главные контакты в цепи источника питания, тиристор , параллельно которому подключен блок его искусственной коммутации, диод и резистор, отличающееся тем, что, с целью снижения энергии, потребляемой устройством, оно снабжено RС-цепью, дополнительным диодом, транзистором, конденсатором и стабилитроном, причем КС-цепь включена между положительным выводом источника питания и управляющим электродом тиристора через транзистор, база-эмиттерный переход которого шунтирован диодом, база-коллекторный переход дополнительным диодом, конденсатор подключен к выходу устройства, а стабилитрон через резистор включен между отрицательным выводом источника питания и точкой соединения катода тиристора и анода дополнительного диода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Пономарев И.С. и др. Автоматическая аппаратура контроля. М., Советское радио, 1975, с. 188.

2.Авторское свидетельство СССР 546029, кл. Н 01 Н 9/30, 1975.