CS225731B1

CS225731B1 - Zapojení pro spínání stejnosměrného induktivního spotřebiče . vícepólovým stykačem pro spínání střídavého proudu

Info

Publication number: CS225731B1
Application number: CS280982A
Authority: CS
Inventors: Bohuslav Ing Dr Csc Novotny; Bohumil Ing Csc Vodicka
Original assignee: Bohuslav Ing Dr Csc Novotny; Bohumil Ing Csc Vodicka
Priority date: 1982-04-20
Filing date: 1982-04-20
Publication date: 1984-02-13

Abstract

Zapojení pro spínání stejnosměrného induktivního spotřebiče vícepólovým stykačem pro spínaní střídavého proudu, jehož hlavní kontakty jsou zapojený do série a alespoň k jedné dvojici svorek hlavních kontaktů je připojen paralelní obvod, sestávající z nelineární kapacity, nelineárního chemického odporu, pří padně lineárního chemického odporu. V obvodu spotřebiče, kde dochází k ná hodné nebo pravidelné změně polarity spínaného proudu, jsou dvojici v protisměru zapojených paralelních obvodů předřazeny usměrňovači diódy. V obvodech s vyšším jmenovitým napětím nebo vyšší indukoností, jsou paralelní obvody připojeny ke dvěma dvojicím svorek hlavních komtaktů, nebo je paralelní obvod připojen ke svorkám dvou do série zapojených hlavních kontaktů

Description

Vynález se týká zapojení umožňujícího spínáni stejnosměrných induktivních spotřebičů stykači pro spínání střídavého proudu.

Elektromagnetické stykače jako nejčastěji používané výkonové prvky pro spínání elektrických spotřebičů, převážně motorů, jsou v současné době úzce specializovány. Mají odlišné koncepce hlavních kontaktních systémů pro spínání střídavého a stejnosměrného proudu. Konstrukce stykačů uváděné výrobci jako vhodné pro spínání obou druhů proudů jsou velmi nákladné, výrobně neekonomické a provozně neefektivní. Rovněž výroba obou typů stykačů je mnohdy neúnosná.

Vzhledem k nejrozšiřenějšímu použití střídavého proudu, je i většina elektromagnetických stykačů vyráběna pro spínání střídavého proudu. Konstrukce těchto stykačů jsou nejvíce propracované, výrobně a provozně jsou nej efektivnější. Jejich nevýhodou je velmi omezený vypínací proud při použití pro spínání stejnosměrných spotřebičů a proto nejsou pro širší použití vhodné.

Oblast použití stejnosměrného proudu je však poměrně široká, proto byly hledány způsoby jak uvedené nedostatky odstranit. Byly používány různé zhášecí obvody, obvykle RC, zapojené v sérii se stykačem a spotřebičem. Úspěchy však nebyly valné, neboť docházelo k vysokým přepětím a průrazům v důsledku linearity impedancí, zvláště kondensátorů. Pro bezpečné zvládnutí magnetické energie vypínaného obvodu bylo třeba značně rozměrných prvků a řešení problému ovládání stejnosměrných spotřebičů stykači pro spínání střídavého proudu bylo neekonomické.

Uvedené nevýhody dosud známých řešení do značné míry snižuje zapojení podle vynálezu, kde alespoň k jedné dvojici svorek hlavních kontaktů vícepólového stykače ovládajícího spotřebič je připojen paralelní obvod sestávající z nelineární kapacity a lineárního ohmického odporu, případně nelineárního ohmického odporu. V případě, že dochází ke střídavé změně polarity spínaného proudu, jsou dvojice v protisměru zapojených paralelních obvodů předřazeny usměrňovači diody.

Zapojení podle vynálezu je znázorněno na přiloženém výkresu, kde obr. 1 představuje schéma zapojení spotřebiče, u něhož k jedné dvojici svorek hlavních kontaktů stykače je připojen paralelní obvod, obr. 2 znározňuje paralelní obvod s nelineární kapacitou, nelineárním ohmickým odporem a předřazenou usměrňovači diodou, obr. 3 je zapojení stykače pro obvod ve kterém dochází ke změně polarity spínaného proudu, obr. 4 a 5 uvádí alternativní zapojení paralelního obvodu k několika dvojicím svorek hlavních kontaktů nebo několika do série zapojených dvojic svorek hlavních kontaktů.

Zapojení podle obr. 1 představuje spotřebič M připojený ke svorkám A, B zdroje stejnosměrného proudu, spínaný stykačem S, jehož svorky Χ,-Χ^, £)^-¾¹ —1“—? ^hl8vn^^chkontaktů X, Y, Z, jsou zapojeny do sérieí Ke svorkám Z₁ -Z,₂ stykače S je připojen paralelní obvod K, sestávající z nelineární kapacity a lineárního ohmického odporu R^.

Jako nelineární kapacity £_η je použito např. elektrolytického kondenzátoru, o němž je známo, že si chemickou cestou vytváří dielektrikum mezi polepy a má tu vlastnost, že při stoupajícím napětí se mnohonásobně zvyšuje jeho nabíjecí proud, takže z hlediska absorbované energie se dociluje stejného efektu jsko při použití lineární kapacity o řád vyšší. Paralelní lineární ohmický odpor R, zvyšuje svod kondenzátoru a slouží k vybití jeho náboje. Opětovné zapnutí stykače S není provázeno vybíjecím proudem kondenzátoru £_n, což nastává v dosud známých a používaných sériových obvodech RG.

Velikost elektrolytického kondenzátoru a lineárního ohmického odporu R, je volena tak, aby energie kondenzátoru £_n dané jmenovitými hodnotami napětí obvodu a kapacity byla např. pětinou energie dané indukčností L a vypínacího proudu i podle vzorce

1/2 C_n . U² = t,2 . 1/2 L . i_Q ²

Praktická hodnota elektrolytického kondenzátoru £_n bývá v rozmezí 400 až 1 600 MF. Hodnota lineárního ohmického odporu R, je dána proudem, který jsou schopny vypnout kontakty 2, Σ stykače S, bez paralelního obvodu K a bývá to hodnota 10 až 100 Ohmů.

Pro zvýšení nelinearity paralelního obvodu K, což má vliv ns zvýSení vypínací schopnosti stykače 2, je podle obr. 2 použito vedle nelineární kapacity nelineárního ' ohmického odporu i<_n, typu ZnO. Jehc velikost je volena tak, aby zlom jeho napělové charakteristiky byl v úrovni nebo nad hodnotou jmenovitého napětí spínaného obvodu. Aby bylo zabráněno nežádoucímu poěkození elektrolytického kondenzátoru při náhodné změně polarity přiváděného stejnosměrného proudu, je paralelnímu obvodu K předřazena usměrňovači dioda D, spojená katodou N s kladným pólem elektrolytického kondenzátoru C^.

ha obr. 3 je uvedeno zapojení spotřebiče M v obvodu, kde dochází ke střídavé změně polarity spínaného proudu. Kontakty X, Y, Z stykače 2 js°^u zapojeny do série a ke dvojici svorek i.-í.· jsou připojeny v protisměru zapojené paralelní obvody Kj , Kg, jimž jsou předřazeny usměrňovači diody D, , £g. · fro ovládání spotřebiče M o vyšším jmenovitém napětí, nebo vyšší indukčnosti obvodu, jsou podle zapojení na obr. 4 ke dvojicím svorek X,-Xg a Ζ,-Zg stykače S připojeny paralelní obvody K,, Kg.

Obr. 5 znázorňuje alternativu zapojení pro ovládání spotřebiče M v obvodu s vyšším jmenovitým napětím nebo vyšší indukčnosti stykačem S s kontakty X, Y, Z zapojenými do série, kde paralelní obvod K je připojen ke svorkám Yg a Zg. Paralelní obvod K sestává z nelineární kapacity £_n, nelineárního ohmického odporu a lineárního ohmického odporu R,. Použitím paralelního zapojení nelineárního ohmického odporu R^ e lineárního ohmického odporu R, lze regulovat stupeň nelinearity paralelního obvodu K.

Zapojení pro spínání stejnosměrného induktivního spotřebiče podle vynálezu zvyšuje několikanásobně vypínací schopnost stykačů pro spínání střídavého proudu, použitých pro ovládání ve stejnosměrných obvodech tak, že mohou nahradit dovážené stykače pro spínání stejnosměrného proudu.

Claims

1. Zapojení pro spínání stejnosměrného induktivního spotřebiče vícepólovým stykačem pro spínání střídavého proudu, jehož hlavní kontakty jsou zapojeny do série, vyznačující se tím, že slespoň k jedné dvojici svorek (Xj-Xg, Υ,-Yg, Z,-Zg) hlavních kontaktů (X, Y, Z) stykače (S) ovládajícího spotřebič (M) je připojen paralelní obvod (K), sestávající z nelineární kapacity (C_n) a nelineárního ohmického odporu (R_Q).

2. Zapojení podle bodu 1, vyznačující se tím, že paralelní obvod (K) sestává z nelineární kapacity (G_n) a lineárního ohmického odporu (Rp.

3. Zapojení podle bodu 1, vyznačující se tím, že paralelní obvod (K) sestává z nelineární kapacity (G_n), nelineárního ohmického odporu (R_n) a lineárního ohmického odporu <R, ).

4. Zapojení podle bodu 1 , 2 nebo 3, vyznačující se tím, že paralelnímu obvodu (K) je předřazena usměrňovači dioda (D), zapojená katodou (N) k nelineární kapacitě (C_n).

5. Zapojení podle bodu 1, 2 nebo 3, kdy v obvodu dochází ke střídavé změně polarity spínaného proudu, vyznačující se tím, že dvojici v protisměru zapojených paralelních obvodů (K,, Kg) jsou předřazeny usměrňovači diody (D₁, Dg).

ó.

Zapojení podle bodu 1, 2 nebo 3, vyznačující se tím, že paralelní obvod (K) je připojen k dvěma svorkám (Yg, Zg) dvou hlavních kontaktů stykače (S).

7. Zapojení podle bodu 1, 2 nebo 3, vyznačující se tím, že nelineární kapacitu (C^) paralelního obvodu (K) tvoří elektrolytický kondenzátor kapacity 400 až 1 600 MF a lineární ohmický odpor (R₁ ) mé hodnotu 10 až 100 Ohmů.

8. Zapojení podle bodu 1, 2 nebo 3, vyznačující se tím, že zlom napěíové charakteristiky nelineárního odporu (R_n) je v úrovni nebo nad hodnotou jmenovitého napětí spínaného obvodu spotřebiče (M).