Бесконтактный выключатель постоянного тока Советский патент 1982 года по МПК H03K17/567 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использован для коммутации цепей постоянного ток Известен тиристорный коммутатор, содержащий силовой ключ, состоящий из двух тиристоров и коммутирующего конденсатора, и схему управления, выполненную на логических элементах | Основнь1ми недостатками известного коммутатора является сложность схемы управления И необходимость раздел ных шин управления главным и вспомогательным тиристорами. Наиболее близким техническим реше нием к изобретению является бесконтактный выключатель постоянного тока, содержащий силовой ключ, состоящий из двух тиристоров и коммутирующего конденсатора, и логико-импульсную схему управления, при этом первый тиристор силового ключа подключе к шине источника питания через нагрузку бесконтактного выключателя, а второй тиристор - через резистор. ВХОДЫ управления пррвым и вторым тиристорами силового ключа подключены к соответствующим шинам управления 2J. Недостатком известного выключателя постоянного тока является его сложность , обусловленная наличием раздельных шин управления первым и вторым (главным и вспомогательным) тиристорами и специальной логико-импульсной схемы управления. Цель изобретения - повышение на дежности. Для достижения цели в бесконтактном выключателе постоянного тока, содержащем силовой ключ, состоящий из двух тиристоров и коммутирующего конденсатора, элемента гальванической развязки, конденсатора, двух диодов и ключа управления, подключенного к шинам дистанционного управления при этом первый тиристор силового ключа подключен к шине источника питания через нагрузку, второй тиристор - через токоограничивающий

3э

резистор, а входы управления первым и вторым тиристорами силового ключа подключены соответственно к шине дистанционного управления через параллельную RC-цепь и к выходным клеммам элемента гальванической развязки, одна входная клемма элемента гальванической развязки подключена к аноду первого диода, а другая подключена к катоду второго диода и через конденсатор - к общей шине, катод первого диода подключен к шине дистанционного управления непосредственно, а анод второго диода через резистор, причем катоды первого и второго тиристоров силового ключа соединены с общей шиной источника питания и источника управления.

В качестве исходного рассмотрим положение (фиг. 1), при котором тиристоры 7 и 8 выключены, ключ 1 находится в нейтральном (среднем) положении. Для включения выключателя ключ 1 устанавливают в верхнее положение (момент tj на фиг. 3). При этом ток от, источника 5 проходит через резистор П и управляющий переход тиристора 7. Конденсатор 12 осуществляет формирование начальной части импульса. Это ток включает тиристор 7, который соединяет нагрузку 9 с источником 6. Одновременно в момент t конденсатора 13 заряжается до напряжения йсточника 5 через резистор 17 и диод 15.

После включения тиристора 7 конденсатор 18 заряжается через резистор 10 до Напряжения V с полярностью как показано на фиг. 1 и2.

Для выключения силового ключа 2, а точнее его тиристора 7, ключ 1 пер водят в нижнее положение (момент t,

на фиг. 3). При этом управляющий ток через управляющий переход тиристора

,7 прекращается, но этот тиристор остается включенным. Его выключение начинается с момента замыкания нижнего контакта в ключе 1. При этом образуется контур разряда конденсатора 13, включающий первичную обмотку тра сформатора 16, диод Н, шины 3 и k, также контакт ключа 1. В результате импульс тока, генерируемый во вторичной обмотке трансформатора 16 вклчает тиристор 8, через который конденсатор 18 подключается параллельно тиристору 7 выключая его. При этом нагрузка 9 отключается от источника 6. Для снятия импульса перенапряже74

ия на нагрузке она может быть зашунирована обратным диодом.

На фиг. 1 показана принципиальная хема предлагаемого выключателя, выолненного на тиристорах; на фиг. 2 о же, на оптронных тиристорах; на иг. 3 - временная диаграмма работы ыключателя.

Выключатель содержит (фиг. 1) ключ 1 управления и силовой ключ 2, соединенные между собой шинами 3 и k. Ключ 1 управления соединен с источником 5 электропитания цепей управления , а силовой ключ 2-е источником

6питания силовых цепей. В ряде случаев это может быть и один источник.

Силовой ключ 2 содержит тиристоры

7и 8, причем тиристор 7 включен последовательно с нагрузкой 9 выключателя, а тиристор 8 - последовательно с резистором 10. Управляющий электрод 7 соединен с шиной 3 управления через резистор 11, зашунтированный конденсатором 12, причем в ряде схем конденса ор 12 может отсутствовать.

Шины 3 и в силовом ключе 2 соединены между собой цепочкой из конденсатора 13 и параллельно включенных диодов 14 и 15 последовательно с одним из которых включена вторичная обмотка импульсного трансформатора 16, являющегося элементом гальванической развязки, а последовательно с другим - резистор 17. Вторичная обмотка импульсного трансформатора 16 подключена к управляющему электроду и катоду тиристора 8, Аноды тиристора 7 и 8 подключены к обкладкам конденсатора 18.

Выключатель работает следующим образом.

Технико-экономическая эффективность предложенного выключателя определяется снижением числа шин управления до двух, причем шина k является общим для нескольких выключателей, расположенных на одной панели, т. е. практически для управления бесконтактными выключателями, смонтированными на одной панели, требуется по одной шине. Одновременно значительно упрощена и схема управления тиристорами силового ключа, что повышает надежность бесконтактного выключателя в целом.

Формула изобретения

Бесконтактный выключатель постоянного тока, содержащий силовой ключ. состоящий из двух тиристоров и коммутирующего конденсатора, элемента гальванической развязки, конденсатора, двух диодов и ключа управления, подключенного к шинам дистанционного управления, при этом первый тиристор силового ключа подключен к шине источника питания через нагрузку, второй тиристор - через токоогра ничивающий резистор, а входы управления первым и вторым тиристорами силового ключа подключены соответственно к шине дистанционного управления через параллельную КС-цепь и к выходным клеммам элемента гальванической развязки, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, одна входная клемма элемента гальванической развязки под ключена к аноду первого диода, а дру гая подключена к катоду второго диода и через конденсатор - к общей шине, катод первого диода подключен к шине дистанционного управления непосредственно,- а анод второго дио,да - через резистор, причем катоды первого и второго тиристоров силового ключа соединены с общей шиной источника питания и источника управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 . Авторское свидетельство СССР № 645271, кл. Н 03 К 17/56, 30.01.79. 2.Гольдштейн А.И. и др. Исполни-тельные устройства бесконтактных систем управления тягового подвижного состава. Электротехника, 1976, fP 8, с. 52.