Устройство для бездуговой коммутации цепей постоянного тока Советский патент 1982 года по МПК H01H9/30 

чена последовательно с главным кСнтактом, а контакты реле соединяют управляющий переход основного тирис тора с его анодом. Такое управление способствует тому, что управляющий переход основного тиристора не находится под током во включенном сос тоянии контактора, ;.:сигнал на включение шунтирующего тиристора подает ся только в момент разглыкания главного контакта СЗЗ. Однако устройство отличается недостаточно высокой надежностью работы, обусловленной тем, что магнитоуправляемые контакты.чувствительны к возникающим в процессе работы контактора магнитным полям, для уст р,анения влияния внешних магнитных полей -необходима экранировка реле, Экран токового реле должен быт:ь выполнен из магнитомягкого материала достаточно большой толщины и с высокой- индукцией насыщения. Эт.о увеличивает габариты и массу токового реле, которая и без экрана весьма значительна, так как катушка реле включена в главную цепь контактора и должна обеспечивать длительное пр текание номинального тока при сокранении минимального порога срабаты вания. Кроме того, чтобы обеспечить необходимую электрическую прочность требуется последовательное включени нескольких магнитоуправляемых конта тов, что также ухудшает массо-габаритные показатели реле и устройства в целом и снижает надежность его ра боты . . Например, в контакторе с номинал ным током 250 А токовое реле имеет катушку, выполненную из шины сечением 180 кв.мм- и содержащую 4 витка, контакты реле - 3 магнитоуправляемых контакта КЭМ-1А, экран реле .выполнен из электрической стали 3310-3340 толщиной 1 мм. Общая масса реле 2 кг, в. том числе масса меди катушки реле 1,6 кг. Цель изобретения - повышение надежности работы и снижение массогабаритных показателей устройства для бездуговой коммутации цепей постоянного тока. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для бездуговой коммутации цепей постоянного тока, содержащее главный контакт, , шунтирующий тиристор, подключенный параллельно главному контакту, блок принудительной коммутации основного тиристора и блок управления, дополнительно введены разделительный конденсатор, неуправляемый и управляемый трансформатора и выпрямитель, разделительный конденс тор и сох ласно включенные первичные обмотки неуправляемого и управляемого трансформаторов образуют последовательную цепь, которая подключена параллельно главному контакту, управляющая обмотка управляемого трансформатора включена последовательно с главным .контактом и параллельно шунтирующему тиристору, а включенные встречно и последовательно вторичные, обмотки неуправляемого и управляемого трансформаторов соединены через выпрямитель с управляющим переходом шунтирующего тиристора. Конструкция предлагаемого устройства обеспечивает управление основным тиристором в начале процесса размыкания главного контакта, чем обе.спечивается режим бездуговой коммутации, в то же время введенные элементы не чувствительны к внешним магнитным полям, чем существенно повышается надежность работы устройства. Кроме того, объем и масса упомянутых элементов мало зависят от. номинального тока устройства и значительно ниже, чем объем и масса Токового реле в прототипе, это обес-печивает снижение массо-габаритных показател.ей устройства, уменьшает расход черных и цветных металлов, упрощает процесс изготовления уст ройства, что в целом снижает его стоимость. На чертеже приведена принципиальная схема устройства для бездуговой коммутации цепей постоянного тока. Устройство дл.я бездуговой коммутации цепей постоянного тока содержит главный контакт 1, параллельно которому подключен шунтирующий тиристор 2, блок принудительной коммутации основного тиристора состоит из коммутирующего тиристора 3 и предварительно заряженного коммутирующего конденсатора 4, управление коммутиРУющим тиристором осуществляется блоком 5 управления. Устройство содержит также разделительный конденсатор б, неуправляемый трансформатор 7, управляемый трансформатор 8 и выпрямйтели 9 и 10, причем разделительный конденсатор б и согласно включенные первичные обмотки неуправляемого трансформатора 7 и управляемого трансформатора 8 соединены последовательно и подключены параллельно главному контакту 1, управляющая обмотка управляемого трансформатора 8 включена последовательно с главным контактом 1, вторичные обмотки трансформаторов 7 и 8 -соединены встречно и последовательно, а через выпрямитель 9 упомянутые вторичные обмотки соединены с управляющим переходом шунтирующего тиристора 2. Выпрямитель 10 предохраняет цепь управления шунтирующего тиристора 2 от обратного выроса напряжения на обмотках трансфораторов 7 и 8. Ко входу устройства одключен источник 11 постоянного тока, а к выходу - нагрузка 12, эашунированная обратным диодом 13, исклюающим влияние индуктивности нагрузки на работу устройства.

Устройство для бездуговой коммутации цепей постоянного тока работает следующим образом.

При подаче на устройство напряжения от источника 11 постоянного тока (например, при включении вышестоящего коммутационного аппарата) через разделительный конденсатор 6 и первичные обмотки трансформаторов 7 и 8 роходит иглпульс намагничивающего тока/ замыкающийся через нагрузку 12. Трансформаторы 7 и 8 идентичны, поэтому на их вторичных обмотках возникают импульсы напряжения одинаковой величины и длительности, а так как вторичные обмотки трансформаторов 7 и 8 включены встречно, то результирующий импульс в цепи управляклдегб перехода шунтирующего тиристора 2 отсутствует.

При включении устройстве. за / ыкается его главный контакт 1, и начинает протекать ток нагруз-ки, направление которого показано стрелкой. Ток нагрузки проходит по управляющей обмотке управляемого трансформатора 8 и намагничивает его. Намагничивание, трансформатора 8 током нагрузки не Создает управляющего сигнала на управляющем переходе основного тиристора 2, так как полярность возникающего при протекании тока нагрузки сигнала на вторичной обмотке трансформатора соответствует проводящему направлению диода 10.

При отключении устройства в начале процесса размыкания главного контакта 1 на нем возникаетнапряжение, равное напряжению ко1: откой дуги (,10-12 В),, которое прикладывается к последовательной цепи из разделительного конденсатора б и первичных обмоток трансформаторов 7 и 8. Это напряжение .вызывает намагничивание только трансформатора 7, так как трансформатор 8 находится в намагниченном состоянии благодаря протеканию по его управляющей обмотке нагрузки-..,

На вторичной обмотке трансформатора 7 возникает импульс напряжения, который, прикладывается к управлянвдему переходу шунтирующего тиристора 2 и вызывает его включение. Ток из цепи главного контакта 1 переходит в цепь шунтирующего тиристора 2, чем обеспечивается бездуговое размыкание главного контакта 1-. После

полного перехода тока нагрузки в цепь шунтирующего тиристбра 2 и дастижения зазором в контакте 1 значения, исключающего его пробой напряжением источника, блок 5 управления включает коммутирующий тиристор 3, который подключает конденсатор 4/ предварительно заряженный с полярностью, показанной на чертеже. Это.обеспечивает принудительную U коммутацию шунтирующего тиристора 2, а по окончанию перезарядаконденсатора 4 током нагрузки процесс отключения заканчивается.

Таким образом, предлагаемое устройство для бездуговой коммутации цепей постоянного тока по сравнению с известным обладает повышенной надежностью работы, так как в нем исключено токое реле с-магнитоуправ ляемыми герметизированными контактами. Это исключаетвлияние внешних магнитных полей, снижает,расход матет риалов, в особенности меди, умень.шает массу, габариты и стоимость

5 устройства в целом. Так, для устройства на Номинальный ток.250 А сниже ние массы составит порядка 1,5 кг, в том числе электротехнической меди 1,2 кг, с учетом ,сним :ения трудо0емкости изготовлениялуменьшение стоимости устройства составит порядка 5 руб. на одно изделие...При годовом выпуске до 2 тыс.изделий общий экономический эффект состав,ит 10 тыс.

5 руб. в г.од. , .

Формула изобретения

40 . Устройство для бездуговой коммутации це.пей постоянного тока,содержащее главный контакт, шунтирующий тиристор, подключенный параллельно главному контакту, блок

45 принудительной коммутации шунтирующего тиристора и блок управления, отличающееся тем, что с целью/ повышения надежности работы и снижения массо-габаритных показатесг) лей, в него введены разделительный конденсатор, неуправляемый.и управляемый трансформаторами выпрямитель, причем разделительный конденсатор и согласно «включенные перв ачные обмотки неуправляемого- и- управляемого тра форматоров образуют последовательную цепь, которая подключена параллельно главному контакту, управляющая оёмотка управляемого трансформатора включена последовательно с главным кон тактомИ параллельно шунтирующему тиристору, а включенные встречно У; последовательно вторичные обмотки неуправляемого и управляемого трансформаторов соединены через выпрями65 тель с управляющим переходом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. C6ntacteurs Speciaux. Контакторы серии Н, фирмы СЕМ, Франция, 1966,С.109.

2.Авторское свидетельство СССР № 434497, кл. Н 01 Н 9/30, 1974.

3.Авторское свидетельство СССР № 521611, йл.Н 01 Н 9/30, 1976.

7 eLAJAj

S/j

п

/