Коммутатор переменного тока Советский патент 1982 года по МПК H01H9/30 H02M5/32 

(54) КОММУТАТОР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для коьдаутации потребителей переменного тока с отстакицим коэффициентом мощности, например питакждахся через трансформатор, рудничную тяговую сеть и ее преобразовательные агрегаты, пусковые автотрансформаторы и другие с изменяющимися режимами работы от холостого хода до критических нагрузок.

Известен коммутатор переменного тока, содержащий два встречно-параллелько включенных тиристора и устройство формирования импульсов I.

Однако известный коммутатор характеризуется отсутствием оптимизации условий включения в сеть потребителей с отстсцощими коэффициентом мощности и, как правило, наличием ударных токов (моментов) из-за неблагоприятной ; фазы подачи напряжения на потребители.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является коммутатор переменного тока, содержащий два встречно-параллельно включенных тиристора, связанных с источником синхронизирующих импульсов, подключенные к фазовращателю, блок формирования импульсов, элемент совпадения 02.

Недостатками данного KONOnyTaTOpa являются отсутствие оптимизации условий включения в сеть, возможность работы потребителей при режимах блйз- ких (равных) холостому ходу и, как следствие, пониженные энергетичес101кие показатели.

Цель изобретения - повышение энергетических показателей.

Указанная цель достигается тем,

15 что коммутатор снабжен LC-цепью, элементом ИЛИ и датчиком тока, вход которого подключен к точке соединения тиристоров и ЬС-цепи, выход - к одной управляющей цепи элемента

20 совпадения, другая управляющая цепь которого подключена к блоку формирования импульсов, выход элемента совпадения через элемент (ШИ связан с управляющими электродами тиристоров, параллельно которым включена LC-цепь, а второй вход элемента ИЛИ связан с выходом фазовращателе.

На чертеже представлена электрическая блок-схема коммутатора перемен

30 ного тока. Коммутатор содержит источник 1 синхронизирующих импульсов, фазовращатель .2, диффереицирующую цепь 3, промежуточный ключ 4, элемент ИЛИ 5 и усилитель б, включенные,последовательно, причем выходы усилителя 6 включены на управляющие элементы тиристоров 7 и 8 коммутатора, а источник 1 сиихронизируквдих импульсов включен на напряжение фазы питающей сети. Кроме того, коммутатор содержит LC-цепь 9, включенную параллельно тиристорам 7 и 8, датчик 1.0 тока нагрузки 11 коммутатора, а также блок 12формирования импульсов и элемент 13совпадения. Управляющие цепи элемента 13 включены на выход датчика 10 тока и блока 12 формирования импульсов, а выход - на второй вход элемента ИЛИ 5. Коммутатор при электроснабжении потребителей через трансформатор работает следующим образом. При подаче напряжения сети синхро но с фазой (знаком) напряжения питающей сети происходит заряд конденсатора LC-цепи 9. Одновременно на выходе источника синхронизирующих импульсов появляются с двойной частотой прямоугольные импульсы. Ука- ванные сигналы поступают на вход фазовращателя 2 на выходе которого появляется сигнал с фазовым сдвигом соответствующим благоприятной фаае включения нагрузки. Сигнал с эле мента 2 формируется по длительности дифференцирующей цепью 3, усиливается промежуточным ключом 4 и через элементы 5 и 6 поступает на управлш-эщие электроды тиристров 7 и 8. Длительность последних сигналов равна 40-70 мкс. Блок 12 фоЕ)мирования импульсов, частота которых равна 3-5 кГц, такие начинает подавать сигналы на управляющую цепь элемента- 13 совпадения. . Коммутирующая способное., ъ LC-цепн 9 выбрана из условия возможности закрытия тиристоров 7 и 8 энергией заряда ее конденсатора при токе (че рез тиристоры 7 и 8), соответствующего режимам холостого хода или бли ких к нему. Как правило, при электроснабжении нагрузки через разделительный трансформатор величина упомянутого тока равна максимальному устанавливающемуся току его намагни чивания. Таким образом, при рассматриваемом режиме на выходе коммутатора формируются с напряжения сети ра:зно палярные импульсы напряжения длительностью каждого в половину перио да собственных колебаний LC-депи 9. Фаза их появления находится в благоприятной зоне включения потребителей с отстаюс1им коэффициентом мощ- ности. Указанные импульсы получают следуюьдим образом. Предположим, полярность питающего напряжения еоотаетствует изображенной на конденсаторе LC-цепи 9 без скобок. При поступлении сигнала управления на тиристор 7 конденсатор начинает перезаряжаться по цепи LC - тиристор 7. Полярность напряжения (после перезаряда) приведена на конденсаторе в скобках. После сравнения мгновенных значений уровней потенциалов сети и конденсатора происходит через время восстановления запирающих свойств закрытие .тиристора 7. После смены знака напряжения сети и участия в работе коммутатора тиристора 8 описанные процессы повТОрЯЮТСЯ. При увеличении нагрузки выше токов намагничивания коммутирующая способность цепи 9 недостаточная для коммутации, происходит срыв коммутации, тиристор не закрывается, а к нагрузке 11 в благоприятной зоне подводят напряжение сети. В этом режиме датчик 10 тока деблокирует элемент 13 совпадения и на управляющие электроды тиристоров 8 и 7 от блока 12 формирования импульсов по цепи 12-13-5-6 поступают сигналы управления длительностью, равной длительности включения нагрузки 11 коммутатора. После отключения нагрузки сигнал датчика 10 тока блокирует элемент 13 совпадения и коммутатор переходит в режим игшульсного формирования ограниченной мопдаости потребителей. Таким образом, включение потреби- . телей в сеть в благоприятной зоне и импульсное ограничение мощности в технологически неиспользуемых режимах, полученные за счет ввода в коммутатор дополнительных элементов и их взаимосвязей отличают предлагаемое изобретение -от прототипа, повышает его энергетические, показатели. Формула изобретения Коммутатор переменного, тока, содержащий два встречно-параллельно включенных тиристора, связанных с источником синхронизирующих импульсов, подключенным к фазовращателю, блок формирования импульсов, элемент совпадения, отличающийся тем, что, с целью повыпения энергетических показателей, он снабжен LC-цепью, элементом ИЛИ и датчиком тока, вход которого подключен к точке соединения тиристоров и LC-цепи, выход - к одной управляющей цепи

элемента совпадения, другая yпpaвляю щая цепь которого подключена к блоку формирования импульсов, выход элемента совпадения через элемент ИЛИ связан с управляющими электродами тиристоров, параллельно котором включена LC-цепь, а второй вход элемента ИЛИ Связан с выходом фазовращателя.

f

+

Источники информации, принятые во внимание при экспер-гизе

торный электропривод переменного тока. П., Энергия, 1977, с. 49-52.

Н

-nrw