CS209669B1 - Jednofázový výkonový spínač - Google Patents

Abstract

Vynález se týká bezkontaktního spínání v oblasti střídavého proudu a řeší jednofázový výkonový spínač pro průmyslové použití. Jedná se o jednofázový výkonový spínač se vstupní svorkou propojenou s výstupní svorkou přes polovodičový spínací element, například TRIAC tak, že výkonové elektrody tohoto spínacího elementu jsou spojeny s těmito svorkami a vyznačeny tím, že řídicí elektroda spínacího elementu je spojena s řídicím výstupem oscilátoru, jehož řídicí vstup je spojen s řídicím výstupem usměrňovače, kterýžto oscilátor a usměrňovač jsou napojeny na fázové vedení a na nulové vedení, přičemž pracovní vstup oscilátoru a pracovní vstup usměrňovače jsou spojeny s první výstupní svorkou, a pracovní vstup usměrňovače je dále spojen s první vstupní svorkou přes pomocný kontakt. Spínač se uplatňuje jako řiditelný zdroj, zejména k napájení jednoúčelových diskrétních automatů. Jeho význačné vlastností jsou ochrana před krátkým výpadkem sítě, popřípadě před nekontrolovatelným obnovením sepnutého stavu při vypadnutí. Principiální schéma zapojení je znázorněno na přiloženém obrázku.

Description

Vynález se týká jednofázového výkonového spínače, zejména v soustavách bezkontaktního spínání pomocí vícevrstvových polovodičových prvků. lak například v oblasti spínání střídavého proudu jsou známá zapojení, s polovodičovými výkonovými spínacími prvky, kde přivedením elektrického signálu na řídicí elektrodu, například na řídicí elektrodu prvku TRIAC přechází uvedený výkonový prvek spínací do sepnutého stavu. Známá zapojení vyžadují pomocný zdroj elektrického signálu k napájení řídící elektrody. Tento zdroj může být napojen na stejný zdroj co vlastní výkonový spínací prvek, například na elektrickou sít a pro účely říditelnosti bývá doplněn ovládacími prvky, například tlačítky, přepínači a podobně.

V reálných provozních podmínkách dochází k poruchám v napájecí síti. Jedná se často o krátkodobá vypadnutí, která způsobují nežádoucí trvalé přerušení napájení z výkonového spínače do odběrového spotřebiče, přičemž obnovení sepnutého stavu vyžaduje další zásah pomocí ovládacích prvků do zdroje řídicího signálu.

U zapojení bez ovládacích prvků se stav napájení obnovuje i po vypadnutí sítě delším nez jsou časové konstanty těchto zapojení, avšak jedná se jíž o nekontrolovatelná sepnutí, vedoucí zejména v oblasti jednoúčelových automatů ke vzniku falešných řídicích signálů na výstupech těchto automatů.

Tyto nevýhody odstraňuje jednofázový výkonový spínač podle vynálezu, se vstupní svorkou propojenou s výstupní svorkou přes po lovod i čový spínací eiement,např íklad TRIAC tak, že výkonové elektrody tohoto spínacího elementu jsou spojeny s těmito svorkami, jehož podstata spočívá v tom, že řídící elektroda spínacího elementu je spojena s řídícím výstupem oscilátoru, jehož řídicí vstup je spojen s řídicím výstupem usměrňovače, kterýžto oscilátor a usměrňovač jsou napojeny na fázové vedení tak, že pracovní vstup oscilátoru a pracovní vstup usměrňovače jsou spojeny s první výstupní svorkou, a jsou napojeny na nulové vedení tak, že pracovní výstup oscilátoru a pracovní výstup usměrňovače jsou spojeny s nulovým vedením, přičemž pracovní vstup usměrňovače je dále spojen s první vstupní svorkou přes pomocný kontakt.

Předností jednofázového výkonového spínače podle vynálezu je schopnost překlenout krátkodobé výpadky v napájecí síti předem přesně stanovené hodnoty a při výpadku napájecí sítě delším než je tato stanovená hodnota možnost obnovit sepnutý stav pomocí kontaktního spínacího prvku, například tlač ítka.

Přitom zdroj signálu pro řídicí elektrodu je napojen na výstupní stranu výkonového spínacího prvku, takže odebírá proud pouze po dobu sepnutého stavu a kontaktní spínací prvek přenáší po dobu obnovovacího úkonu sepnutého stavu, například po dobu stlačení tlačítka, pouze elektrický signál pro zdroj řídícího signálu.

Jednofázový výkonový spínač podle vynálezu je v příkladném provedení znázorněn na přiloženém výkrese, kde obr, 1 znázorňuje principiální zapojení tohoto spínače.

Na obrázku je znázorněna první vstupní svorka a druhá vstupní svorka 2__f dále první výstupní svorka 3 a druhá výstupní svorka 4 spínače. První vstupní svorku a první výstupní svorku 2 spojuje fázové vedení 28, druhou vstupní svorku 2_ a druhou výstupní svorku spojuje nulové vedení 2_7_.

První vstupní svorka 1 je propojena s první výstupní svorkou 2 přes polovodičový spínací element 5,například TRIAC tak, že výkonové elektrody roboto spínacího elementu jsou spojeny s těmito svorkami. Řídicí elektroda 15 spínacího elementu 5 je spojena s řídicím výstupem 22 oscilátoru 6» jehož řídicí vstup 21 je. spojen s řídicím výstupem 20 usměrňovače 7. Oscilátor 6 a usměrňovač 2 jsou napojeny na fázové vedení 28 a nulové vedení 27.

Pracovní vstup J_6 oscilátoru 2 je spojen s fázovým vedením 28 v uzlu ^na výstupní částí tohoto fázového vedení za spínacím elementem 2» pracovní výstup 17 tohoto oscilátoru je spojen s nulovým vedením 27 v uzlu 22’ Pracovní vstup 18 usměrňovače 2 je spojen s fázovým vedením 28 v uzlu 12, taktéž na výstupní části tohoto fázového vedení, pracovní výstup 19 tohoto usměrňovače je spojen s nulovým vedením 27 v uzlu 14.

spotřebiče, usměrňovače usměrňovače přechází na

Pracovní vstup 18 usměrňovače je dále spojen s první vstupní svorkou 2 přes pomocný kontakt 2» například tlačítko, a to tak, že jedna svorka tohoto kontaktu je spojena s fázovým vedením 28 v uzlu 2 ^na vstupní Části tohoto fázového vedení před spínacím elementem 2> ^a druhá svorka tohoto kontaktu je spojena s fázovým vedením 28 v uzlu 1 0 na výstupní části tohoto fázového vedení za spínacím elementem 2*

Vstupní část fázového vedení představuje úsek fázového vedení od první vstupní svorky 2 po spínací element 2 včetně uzlu 2 ^a představuje elektrický vodič o stejném potenciálu. Výstupní Část fázového vedení představuje úsek fázového vedení od spínacího elementu 5, včetně uzlu 1 1 a uzlu 1 2 , až po první výstupní svorku 2» ^a představuje taktéž elektrický vodič o stejném potenciálu.

Funkce jednofázového výkonového spínače v příkladném provedení podle obrázku je taková, že přivedením jednofázového napětí na vstupní svorky 2> 2 se napojuje toto napětí na výstupní svorky 2, 2 P^om<>^cí spínacího elementu 2· Ve výchozím stavuje odběrový spotřebič připojený k výstupním svorkám 2> 2 bez napájení. Při stlačení tlačítka 2 přechází napájecí napětí jednak na výstupní svorky 3, 2 ^a do odběrového jednak na pracovní vstup 22 2» na řídicím výstupu 20 tohoto se vybudí řídicí napětí, které řídící vstup 21 oscilátoru 2·

Toto řídicí napětí způsobuje vybuzení řídicího kmitočtu na řídicím výstupu 22 tohoto oscilátoru, který přechází na řídicí elektrodu 15 spínacího elementu 5, což se projevuje sepnutím tohoto elementu. Napájecí napětí přechází ze vstupních svorek 2» na výstupní svorky 2» A ^a do odběrového spotřebiče.

Výpadek napájecího napětí, například porucha v napájecí síti kratší než je časová konstanta usměrňovače 2 rozepnutí spínacího elementu 2 nezpůsobí. Výpadek napájecího napětí delší než je tato časová konstanta způsobuje zánik řídicího signálu a rozepnutí spínacího elementu 5.

Obnovení sepnutého stavu spínacího elementu 2 ^se uskutečňuje opětovným stlačením tlačí tka 8_.

V zapojení podle obr. 1 se předpokládá galvanické oddělení pracovního vstupu 22 a řídicího výstupu 22 oscilátoru 2 °d řídicího vstupu 21 napájeného jednocestně usměrněným napětím z řídicího výstupu 20 usměrňovače 7_.

Příkladná odvozená modifikace se stejnou výslednou funkcí, a při které požadavek vpředu uvedeného galvanického oddělení odpadá,je taková, ?,e pracovní vstup 18 usměrňovače 2'J^{e s}P°.1^{en s} nulovým vedením v uzlu 22» pracovní výstup 19 tohoto usměrňovače je spojen s výstupní Částí fázového vedení v uzlu 12, a dále pracovní výstup 17 oscilátoru _7 j® spojen s výstupní částí fázového vedení, například v uzlu 11.

Jednorázový výkonový spínač podle vynálezu se uplatňuje jako řiditelný zdroj pro odběrové spotřebiče, zejména k napájení jednoúčelových automatů. Volbou konkrétní

Claims (1)

1. Jednofázový výkonový spínač se vstupní svorkou propojenou s výstupní svorkou přes polovodičový spínací element, například TRIAC, kde výkonové- elektrody tohoto spínacího elementu jsou spojeny s těmito svorkami vyznačený tím, že řídicí elektroda /15/ spínacího elementu /5/ je spojena s řídícím výstupem /22/ oscilátoru /6/, jehož řídicí vstup /21/ je spojen s řídicím výstupem /20/ usměrňovače /7/, kterýžto oscilátor /6/ a usměrňovač /7/ jsou napojeny na hodnoty časové konstanty se dosahuje ochrana před vypadnutím kratším,než je tato časová konstanta, popřípadě se dosahuje zamezení nekontrolovatelného obnovení sepnutého stavu při vypadnutí, delším, než je tato časová konstanta.

   VYNÁLEZU fázové vedení /28/, přičemž pracovní vstup /16/ oscilátoru /6/ a pracovní vstup /18/ usměrňovače /7/ jsou spojeny s první výstupní svorkou /3/ a jsou napojeny na nulové vedení /27/, zatímco pracovní výstup /17/ oscilátoru /6/ a pracovní výstup /19/ usměrňovače /7/ jsou spojeny s nulovým vedením /27/, přičemž pracovní vstup /18/ usměrňovače /7/ je dále spojen s první vstupní svorkou /1/ přes pomocný kontakt /8/.