DE1515603A1 - Switch arrangement for switching an AC-powered consumer on and off - Google Patents
Switch arrangement for switching an AC-powered consumer on and offInfo
- Publication number
- DE1515603A1 DE1515603A1 DE19651515603 DE1515603A DE1515603A1 DE 1515603 A1 DE1515603 A1 DE 1515603A1 DE 19651515603 DE19651515603 DE 19651515603 DE 1515603 A DE1515603 A DE 1515603A DE 1515603 A1 DE1515603 A1 DE 1515603A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- switch arrangement
- arrangement according
- parallel
- contact
- switch
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
- H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
- H01H9/541—Contacts shunted by semiconductor devices
- H01H9/542—Contacts shunted by static switch means
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
- H02M5/40—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
- H02M5/48—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by combination of static with dynamic converters; by combination of dynamo-electric with other dynamic or static converters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
- H02M7/40—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by combination of static with dynamic converters; by combination of dynamo-electric with other dynamic or static converters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
- H02P1/16—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
- H02P1/42—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual single-phase induction motor
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
- H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
- H03K17/72—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices having more than two PN junctions; having more than three electrodes; having more than one electrode connected to the same conductivity region
- H03K17/722—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices having more than two PN junctions; having more than three electrodes; having more than one electrode connected to the same conductivity region with galvanic isolation between the control circuit and the output circuit
- H03K17/723—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices having more than two PN junctions; having more than three electrodes; having more than one electrode connected to the same conductivity region with galvanic isolation between the control circuit and the output circuit using transformer coupling
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
- H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
- H03K17/72—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices having more than two PN junctions; having more than three electrodes; having more than one electrode connected to the same conductivity region
- H03K17/725—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices having more than two PN junctions; having more than three electrodes; having more than one electrode connected to the same conductivity region for ac voltages or currents
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Keying Circuit Devices (AREA)
Description
8 München 2, 6. Dezember 196Θ8 Munich 2, December 6, 196
Schalteranordnung zum Ein- und Ausschalten eines wechselstromgespeisten VerbauchersSwitch arrangement for switching on and off an AC powered Consumer
Die Erfindung betrifft eine Schalteranordnung zum Ein- und Ausschalten eines wechselstromgespeisten Verbrauchers mit zu einem mechanischen Hauptkontakt parallel geschalteten Halbleiterventilen, die duroh einen in Abhängigkeit vom Hauptkontakt betätigten Hilfskontakt geschaltet werden.The invention relates to a switch arrangement for switching on and off an AC-powered consumer with semiconductor valves connected in parallel to a mechanical main contact, which are switched by an auxiliary contact activated depending on the main contact.
Es sind bereits völlig kontaktlose Halbleiter-Schalteranordnungen bekannt, bei welchen es keine Abnutzung gibt. Sie werden anstelle der herkömmlichen Schalter bei starker Inanspruchnahme und sehr häufiger Betätigung verwendet.There are already completely contactless semiconductor switch assemblies known in which there is no wear. You will instead the conventional switch used when it is heavily used and operated very frequently.
Bei bestimmten Anwendungefällen jedoch, insbesondere beim Anlassen von Kurzschlußläufermotoren, treten beim Anlassen außerordentlich starke Einschaltströme auf, denen bei der Bemessung des Halbleiters Rechnung getragen werden muß. Wegen ihrer geringen Wärmekapazität können diese Halbleiter Überlastungen nur während einer sehr kurzen Zeit vertragen. Man ist daher wegen der Betriebssicherheit zu starker überdimensionierung, die sich in hohen Preisen niederschlägt, gezwungen.However, in certain cases of application, especially when tempering of squirrel-cage motors, extremely strong inrush currents occur when starting, which is the case when dimensioning of the semiconductor must be taken into account. Because of their low heat capacity, these semiconductors can only overload tolerated for a very short time. One is therefore because of the operational safety too strong oversizing, which reflected in high prices, forced.
909832/0642909832/0642
Daher verzichtet man in einem solchen Fall auf rein kontaktloses Schalten und verwendet Halbleiter und mechanische Kontakte eines herkömmlichen Schalters gemeinsam. Durch die Halbleiter werden die Lichtbogen und die mechanischen Spannungen an den mechanischen Kontakten vermieden und umgekehrt werden durch die mechanik sehen Kontakte bei den Halbleitern Wärmespannungsstöße vermieden. Diese Kombination ist bei gegenseitiger Ausschaltung der Nachteile der anderen Komponente recht preisgünstig.Therefore, in such a case, purely contactless switching is dispensed with and semiconductors and mechanical contacts are used common switch. Through the semiconductors, the arcs and the mechanical stresses on the mechanical Contacts are avoided and vice versa, the mechanics see contacts in the semiconductors avoid thermal voltage surges. This combination is quite inexpensive while eliminating the disadvantages of the other components.
Die bisher vorgeschlagenen Vorrichtungen erfordern jedoch für eine wirksame Arbeitsweise gleichzeitig komplizierte und sehr genaue Steuermittel, um die besonders beim öffnen notwendigen Synchronisationen sicherzustellen.However, the devices proposed so far require for one Effective way of working at the same time, complicated and very precise control means in order to carry out the synchronizations that are particularly necessary when opening to ensure.
Aufgabe der Erfindung besteht in der Vereinfachung der Steuerschaltung unter Vermeidung mechanischer Zwangs-Synchronisationen unter Verwendung eines Hilfskontaktes im Steuerkreis der Ventile, welcher mit den mechanischen Hauptkontakten betätigt wird.The object of the invention is to simplify the control circuit while avoiding forced mechanical synchronizations using an auxiliary contact in the control circuit of the valves, which is operated with the main mechanical contacts.
Diese Aufgabe wird bei einer Schalteranordnung zum Ein- und Ausschalten eines wechselstromgespeisten Verbrauchers mit zu einem mechanischen Hauptkontakt parallel geschalteten Halbleiterventilen, die durch einen in Abhängigkeit vom Hauptkontakt betätigten Hilfskontakt geschaltet werden, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Halbleiterventile antiparallel geschaltete Halbleiter sind, von denen mindestens einer steuerbar ist und mit seiner Steuerelektrode mit Hilfe des mechanischen Hilfskontaktes vor dem Schließen des Hauptkontaktes auf Durchlasbetrieb und nach dem Offnen des Hauptkontaktes auf Sperrbetrieb geschaltet wird, und daß die Betätigungsschaltung für den Hauptkontakt parallel zu dem Verbraucher liegt.In the case of a switch arrangement for switching an AC-powered consumer on and off, this task becomes one mechanical main contact semiconductor valves connected in parallel, which are actuated by a depending on the main contact Auxiliary contact are switched, according to the invention achieved in that the semiconductor valves anti-parallel connected semiconductors are, of which at least one is controllable and with its control electrode with the help of the mechanical auxiliary contact when the main contact is closed, it is switched to open-air operation and after the main contact is opened, it is switched to blocking operation, and that the actuation circuit for the main contact is parallel to the consumer.
Beim Einschalten wird dabei zuerst das Ventil in seinen leitenden Zustand gesteuert und Übernimmt kurzzeitig den Strom, bis der mechanische Hauptkontakt geschlossen ist, der damit gegenWhen switching on, the valve is first switched to its conductive state and briefly takes over the current until the mechanical main contact is closed, which is against
909832/0642909832/0642
Auswirkungen von Schaltvorgängen geschützt ist. Beim Abschalten übernimmt umgekehrt zuerst das Ventil den Strom, während der Hauptkontakt öffnet, dann erst sperrt auch das Ventil nach Abschalten seiner Steuerspannung.Effects of switching operations is protected. When switching off, conversely, the valve takes over the current first while the main contact opens, only then does the valve also block after its control voltage has been switched off.
Als Ventile werden vorzugsweise in zwei Richtungen leitende Halbleiteranordnungen verwendet, beispielsweise in Form von zwei parallel und entgegengesetzt geschalteten Ventilen, von denen mindestens eines gesteuert ist und die so angeordnet sind, daß ein Stromfluß verhindert wird, solange kein Ventil leitend gemacht worden ist. Dadurch, daß der Hilfskontakt im Steuerkreis der Ventile mit dem Betätigungsmechanismus der mechanischen Kontakte fest verbunden ist und selbst wieder durch einen Elektromagnet in Abhängigkeit vom Verbraucher gesteuert wird, wird zwangsläufig die gewünschte Schaltfolge erreicht.Semiconductor arrangements which conduct in two directions are preferably used as valves, for example in the form of two parallel and oppositely connected valves, at least one of which is controlled and which are arranged in such a way that that a current flow is prevented as long as no valve has been made conductive. Because the auxiliary contact is in the control circuit the valve is firmly connected to the actuation mechanism of the mechanical contacts and itself again by an electromagnet is controlled depending on the consumer, the desired switching sequence is inevitably achieved.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die gegenseitige Abhängigkeit der mechanischen Kontakte und der gesteuerten Halbleiterventile durch eine elektrische Verriegelung der Steuerkreise für die Kontakte und die Halbleiter sichergestellt.In a further embodiment of the invention, the mutual Dependency of the mechanical contacts and the controlled semiconductor valves through an electrical interlock of the Control circuits for the contacts and the semiconductors ensured.
Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:The invention is explained below on the basis of exemplary embodiments. Show it:
Fig. 1 die Prinzipschaltung der Erfindung;1 shows the basic circuit of the invention;
Fig. 2 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schalteranordnung mit zwei gesteuerten Ventilen in einem Einphasensytemj 2 shows an embodiment of the switch arrangement according to the invention with two controlled valves in a single-phase system
Fig. 3 eine Abwandlung der Schaltung für die Steuerelektroden der in Fig. 2 verwendeten Ventile;3 shows a modification of the circuit for the control electrodes the valves used in Fig. 2;
Fig. 4 eine abgeänderte Einphasenschaltung für Einphasenstrom mit verschiedenartigen Ventilen;4 shows a modified single-phase circuit for single-phase power with various types of valves;
90 9 83 2/ 0 690 9 83 2/0 6
Pig. 5 die erfindungsgemäße Schalteranordnung in einem Dreiphasensystem mit Sternschaltung des Verbrauchers}Pig. 5 the switch arrangement according to the invention in a three-phase system with star connection of the consumer}
Pig. 6 ein Beispiel für die elektrische Verriegelung der Steuerkreise der mechanischen Kontakte und der gesteuerten Ventile bei einer der Phasen der Vorrichtung nach Fig. 5.Pig. 6 an example of the electrical interlocking of the control circuits of the mechanical contacts and the controlled ones Valves in one of the phases of the device according to FIG. 5.
Der in Fig. 1 dargestellte, an ein Einphasennetz angeschlossene Hauptstromkreis umfaßt in Reihenschaltung einen Verbraucher 1, einen Thyristor 2 und die Spule 3 des Steuerelektromagnets eines Schalters, dessen Wechselkontakt 4 parallel zum Thyristor 2 liegt. Die Steuerelektrode des Thyristors wird über einen Widerstand 6 aus einer Oleichstromquelle 5 gespeist. Im Ruhezustand liegt die Steuerelektrode über den Kontakt 4 und einen Ruhestromkontakt M auf dem Potential der Kathode des Thyristors, so daß dieser gesperrt ist.The one shown in Fig. 1, connected to a single-phase network Main circuit comprises a consumer 1 connected in series, a thyristor 2 and the coil 3 of the control electromagnet one Switch, the changeover contact 4 of which is parallel to the thyristor 2. The control electrode of the thyristor is connected to a resistor 6 fed from a direct current source 5. In the idle state, the control electrode is connected to contact 4 and a closed-circuit contact M at the potential of the cathode of the thyristor, so that it is blocked.
Zum Einschalten wird der Kontakt M kurzzeitig gedrückt; dadurch wird die Steuerelektrode des Thyristors 2 positiv und er wird leitend. Die Spule 3 des Elektromagneten, welche nun von einem Strom durchflossen wird, schaltet den Hauptkontakt um; dadurch wird der Thyristor 2 kürzgeschlossen, nachdem die Verbindung seiner Steuerelektrode zu seiner Kathode endgültig aufgetrennt ist, so daß der Knopf M freigegeben werden kann und der Thyristor 2 dann leitend bleibt.To switch on, the contact M is pressed briefly; thereby the control electrode of the thyristor 2 becomes positive and it becomes conductive. The coil 3 of the electromagnet, through which a current now flows, switches the main contact; through this the thyristor 2 is short-circuited after the connection of its control electrode to its cathode is finally severed is, so that the button M can be released and the thyristor 2 then remains conductive.
Die Bewegung des Umschalters 1st sehr gering, d.h. er schließt sich sehr rasch, und auch der Thyristor bleibt nur eine sehr kurze Zeit eingeschaltet, so daß er beträchtlich überlastet werden kann: es kann also ein relativ schwach belastbarer Thyristor verwendet werden, dessen Nennstrom erheblich unter dem zu schaltenden Strom liegen kann.The movement of the changeover switch is very slight, i.e. it closes very quickly, and the thyristor also remains only a very small amount switched on for a short time, so that it can be considerably overloaded can: a thyristor with a relatively low load capacity can be used, the rated current of which is considerably lower than that to be switched Electricity can lie.
90 9 832/064290 9 832/0642
Zum öffnen des Schalters wird der Knopf A gedrückt, der einen Arbeits-To open the switch button A is pressed, the one Working
&eta*kontakt betätigt, welcher die Spule 3 überbrückt. Dadurch hört ia«xi8t»ngKL die Erregung des Elektromagnets auf und der Wechselkontakt 4 kehrt in seine Ausgangsstellung zurück. Während der Bewegung des Kontakts 4 fließt der Strom über den Thyristor ab, so daß beim öffnen Funken vermieden werden. Sodann wird beim Schließen des zweiten Kontakts am Ende des Schalterhubes die Steuerelektrode wieder auf Kathodenpotential gelegt, so daß der Thyristor 2 sperrt, sobald der Strom durch Null hin» durchgeht. Der durch den Widerstand 6 fließende Strom ist im Ruhestand sehr gering, so daß die Verlustleistung vernachlässigbar ist.& eta * contact actuated, which bridges the coil 3. Through this ia «xi8t» ngKL stops the excitation of the electromagnet and the Changeover contact 4 returns to its original position. During the movement of the contact 4, the current flows through the thyristor so that sparks are avoided when opening. Then will when the second contact is closed at the end of the switch stroke, the control electrode is put back to cathode potential, see above that the thyristor 2 blocks as soon as the current goes through zero » goes through. The current flowing through the resistor 6 is im Retirement is very low, so that the power dissipation is negligible.
Bei der praktischen Anwendung dieses Prinzips wird der Wechselkontakt 4 in zwei einfache Kontakte unterteilt, d.h. einen für den Hauptstrom und einen für den Steuerstrom] der Steuerstromkontakt oder Hilfskontakt ist vorzugsweise ein Vakuumkontakt oder sogar ein Halbleiterschalter. In gleicher Weise ist der Kontakt A zum Kurzschließen der Spule 3 nur ein Schwachstromkontakt. Schließlich wird je nach dem Anwendungsfalle zum Thyristor eine Diode antiparallel geschaltet.In the practical application of this principle, the changeover contact 4 is divided into two simple contacts, i.e. one for the main current and one for the control current] the control current contact or auxiliary contact is preferably a vacuum contact or even a semiconductor switch. In the same way the contact A for short-circuiting the coil 3 is only a low-current contact. Finally, depending on the application, a diode is connected in anti-parallel to the thyristor.
Der in Fig. 2 gezeigte, an ein Einphasennetz angeschlossene HauptStromkreis enthält in Reihenschaltung einen Verbraucher und eine Antiparallelsohaltung aus zwei Thyristoren 2 und 7» zu welcher der Kontakt 4a eines Schütz parallelgesohaltet ist. Die Erregerspule 3 seines Elektromagnets liegt in Reihe mit einem Ruhekontakt A1 an den Klemmen des Verbrauchers 1. Am Hubende des Sohützankers öffnet sieh ein Hilfskontakt 8. Die Steuerelektroden der Thyristoren sind mit ihren Kathoden über eine Parallelschaltung aus einem Widerstand und einer Diode 9 und 10 bzw. 11 und 12 verbunden. Ein Widerstand 13 in Reihenschaltung mit einem Arbeltskontakt M. verbindet die Steuerelektrode der beiden Thyristoren miteinander. Der Hilfskontakt 8 liegt parallel zum Kontakt M1.The main circuit shown in FIG. 2, which is connected to a single-phase network, contains, in series connection, a consumer and an anti-parallel hold of two thyristors 2 and 7, to which the contact 4a of a contactor is held in parallel. The excitation coil 3 of his electromagnet is in series with a normally closed contact A 1 at the terminals of the consumer 1. At the end of the stroke of the armature an auxiliary contact 8 opens or 11 and 12 connected. A resistor 13 in series with an Arbeltkontakt M. connects the control electrode of the two thyristors to one another. The auxiliary contact 8 is parallel to the contact M 1 .
909832/0642909832/0642
Die Schalteranordnung ist im abgeschalteten Zustand dargestellt. Zum Einschalten wird der Kontakt M, kurzzeitig geschlossen. Wenn die Diode 10 leitend ist, läßt sie über den Widerstand die Steuerelektrode des Thyristors 2 positiv werden, so daß dieser leitend wird. Bei der folgenden Halbperiode wird der Thyristor 7 leitend, da die Diode 12 durchlässig geworden ist. Die Widerstände 9 und 11 in Parallelschaltung zu den entsprechenden Dioden stabilisieren die Steuerelektrodenkreise. Es fließt daher unabhängig von der Halbperlode Strom im Verbraucher, die Spule 3 ist erregt, die Kontakte 8 und 4a schließen sich aufeinanderfolgend, was vor allem die Aufrechterhaltung der Zündung der Thyristoren nach der Freigabe des Betätigungsknopfes des Kontaktes M1 und das Kurzschließen der Thyristoren sicherstellt. Aus diesem Grunde wird der Kontakt 4a bei einem Zurückprellen sofort durch die Thyristoren kurzgesohlossen, wodurch jede Gefahr einer Funkenbildung vermieden wird.The switch arrangement is shown in the switched-off state. To switch on the contact M, is closed briefly. When the diode 10 is conductive, it lets the control electrode of the thyristor 2 become positive via the resistor, so that it becomes conductive. In the following half cycle, the thyristor 7 becomes conductive, since the diode 12 has become permeable. The resistors 9 and 11 in parallel with the corresponding diodes stabilize the control electrode circuits. Therefore, current flows in the consumer regardless of the half-period, coil 3 is energized, contacts 8 and 4a close one after the other, which above all ensures that the thyristors continue to fire after the actuation button of contact M 1 has been released and that the thyristors are short-circuited . For this reason, the contact 4a is immediately short-circuited by the thyristors in the event of a bounce back, thereby avoiding any risk of spark formation.
Zum Ausschalten wird der den Kontakt A. öffnende Knopf gedrückt, wodurch der Erregerstrom des Elektromagneten unterbrochen wird. Der Kontakt 4a wird ohne FunkAildung geöffnet, da der Strom durch die Thyristoren fließt, und am Hubende öffnet sich der Kontakt 8, wodurch an die Thyristoren der Sperrbefehl gegeben wird, so daß diese edöschen, sobald im Verbraucher der Strom durch Null hindurchgeht.To switch off, press the button that opens contact A. whereby the excitation current of the electromagnet is interrupted. The contact 4a is opened without radio formation, since the current flows through the thyristors, and at the end of the stroke the contact 8 opens, whereby the blocking command is given to the thyristors is so that this eöschen as soon as there is electricity in the consumer passes through zero.
In Fig. 3 ist eine andere Ausführungsform für den Zündstromkreis der Thyristoren 2 und 7 der vorangehend beschriebenen Schaltung dargestellt. Jede Steuerelektrode ist mit der Kathode des jeweiligen Thyristors über einen Widerstand in Reihenschal· tung mit einer Zenerdiode von entsprechenden Rifchtungssinn und 16 bzw. 15 und 17 verbunden.In Fig. 3, another embodiment for the ignition circuit of the thyristors 2 and 7 is that described above Circuit shown. Each control electrode is connected in series with the cathode of the respective thyristor via a resistor direction with a zener diode of the appropriate sense of direction and 16 and 15 and 17, respectively.
Fig. 4 zeigt ein abgeändertes Schaltbild einer Blnphasensohaltung, bei welcher der HauptStromkreis in Reihenschaltung einenFig. 4 shows a modified circuit diagram of a single phase holding in which the main circuit is connected in series
9 0 9832/06429 0 9832/0642
Verbraucher 1 und je eine Antiparallelschaltung aus einer Diode und einem Thyristor umfaßt. Ein mechanischer Kontakt 4b liegt parallel zu den Antiparallelschaltungen. Er wird durch einen Elektromagneten gesteuert, dessen Spule 3 in Reihe mit der Primärwicklung eines Transformators 20 und mit einem Widerstand 21 an die Klemmen des Verbrauchers 1 angeschlossen ist.Consumers 1 and each includes an anti-parallel connection of a diode and a thyristor. A mechanical contact 4b is parallel to the anti-parallel circuits. He's going through an electromagnet controlled, the coil 3 of which is in series with the primary winding of a transformer 20 and with a resistor 21 is connected to the terminals of consumer 1.
Ein Ruhekontakt A2 ist an die Sekundärwicklung des Transformators 20 angeschaltet. Wenn der Stromkreis der Sekundärwicklung unterbrochen ist, reicht die Impedanz der Primärwicklung des Transformators aus, um den Erregungsstrom in der Spule 3 praktisch zu unterbrechen.A normally closed contact A 2 is connected to the secondary winding of the transformer 20. When the circuit of the secondary winding is interrupted, the impedance of the primary winding of the transformer is sufficient to practically interrupt the excitation current in the coil 3.
Eine Hilfswechselstromquelle 22 speist über einen Widerstand 23 die Primärwicklung des Transformators 24 einer Oleichrichterschaltung 25 und 26, welche die Steuerspannung für die Thyristoren über Widerstände 27 und 28 liefert.An auxiliary AC power source 22 feeds through a resistor 23 the primary winding of the transformer 24 of a rectifier circuit 25 and 26, which supplies the control voltage for the thyristors via resistors 27 and 28.
/ruhe Ein mit dem Hauptkontakt 4b betätigter Hilfskontakt 29, liegt in Reihe mit einem Ruhekontakt Mg an den Klemmen der Primärwicklung des Transformators 24. Zum Einschalten wird der Kontakt Mg kurzzeitig geöffnet, um die Steuerspannung an die Thyristoren zu legen, welche leitend werden und einen Strom durch die Spule 3 fließen lassen, so daß aufeinanderfolgend/ rest An auxiliary contact 29 actuated with the main contact 4b is located in series with a normally closed contact Mg at the terminals of the primary winding of the transformer 24. To switch on the contact Mg is opened briefly in order to apply the control voltage to the To put thyristors, which are conductive and allow a current to flow through the coil 3, so that successively
der Kontakt 4b geschlossen und der Hilfskontaktthe contact 4b closed and the auxiliary contact
29 geöffnet werden, wie beim vorangegangenen Beispiel.29 can be opened as in the previous example.
Das Ausschalten erfolgt durch kurzzeitiges Öffnen des Kontakts A0, wodurch die Erregung des Elektromagenten aufgehoben wird,
^ er
so daß/in seine Ruhestellung zurückkehrt und seine Kontaktfolge im entgegengesetzten Sinn abläuft.Switching off takes place by briefly opening the contact A 0 , whereby the excitation of the electric agent is canceled, ^ er
so that / returns to its rest position and its contact sequence takes place in the opposite sense.
Fig. 5 zeigt ein Schaltbild für ein symmetrisches Dreiphasensystem. An die Klemmen R, S und T des Netzes sind die Phasenlasten 1R, Ig, und !,ρ des Verbrauchers angeschlossen, die jeFig. 5 shows a circuit diagram for a symmetrical three-phase system. The phase loads 1 R , Ig, and!, Ρ of the consumer are connected to the terminals R, S and T of the network
909832/0642909832/0642
in Reihe mit einer Antlparalleleohaltung aus einer Diode und einem Thyristor 7R und 2R, 7g und 2g bzw. 7T und 2T geschaltet sind, wobei die der Last abgewandten Enden zusammen liegen. Solange kein Thyristor leitend gemacht worden ist, fließt kein Strom.Im Nebenschluß zu Jeder Antiparallelschal tung befindet sich ein Kontakt 4R, 4g und 4-,, die vom Schütz gesteuert werden, dessen Magnetspule 3 in Reihe mit einem Ruhekontakt A, und einem Widerstand 21 an den Klemmen der Phasenlast 1R des Verbrauchers liegt. Ein Hllfsruhekontakt 29, der ebenfalls von dem Schütz betätigt wird, befindet sich in Reihenschaltung mit einem Ruhekontakt M, und einem Widerstand 6 und ist mit den Klemmen einer Gleichstromquelle 5 verbunden, um über die Widerstände 3OD, JJO0 und 3On, die Steuerelektroden der entsprechenden Thyristoren zu polarisieren. Die Wirkungsweise entspricht der Einphasenschaltung nach Pig. 4, wobei die Kontakte A, und M, unmittelbar auf den gestuerten Kreis wirken, während die Kontakte A2 und Mp beide über einen Transformator wirken.are connected in series with a Antlparalleleohaltung from a diode and a thyristor 7 R and 2 R , 7 g and 2 g or 7 T and 2 T , the ends facing away from the load are together. As long as no thyristor has been made conductive, no Strom.Im shunted to each Antiparallelschal device is a contact 4 R , 4 g and 4- ,, which are controlled by the contactor, whose solenoid 3 in series with a normally closed contact A, and one Resistor 21 is connected to the terminals of the phase load 1 R of the consumer. An auxiliary break contact 29, which is also operated by the contactor, is connected in series with a break contact M and a resistor 6 and is connected to the terminals of a direct current source 5 in order to control electrodes via resistors 3O D , JJO 0 and 3O n to polarize the corresponding thyristors. The mode of operation corresponds to the Pig single-phase circuit. 4, where the contacts A, and M, act directly on the controlled circuit, while the contacts A 2 and Mp both act via a transformer.
Innerhalb des Rahmens der Erfindung kann die in Fig. 5 dargestellte Stern-Schaltung der mechanischen Kontakte durch eine Dreieck-Schaltung ersetzt werden derart, daß jeder Kontakt zwischen dem Verbindungspunkt einer Phasenlast mit der Antiparallelschaltung von zwei benachbarten Phasen angeordnet ist, d.h. ähnlich wie bei der in Flg. 4 dargestellten Einphasensohaltung. Within the scope of the invention, that shown in FIG. 5 can be used Star connection of the mechanical contacts can be replaced by a delta connection in such a way that every contact between the connection point of a phase load with the anti-parallel connection of two adjacent phases, i.e. similar to the one in Flg. 4 shown single-phase hold.
Bei den vorbeschriebenen Schalteranordnungen wird die gegenseitige Abhängigkeit der mechanischen Kontakte und der parallel zu ihnen liegenden Halbleiterventile dadurch sichergestellt, daß sich im Steuerstromkreis der Ventile ein mit dem Betätigungsmechanismus der Hauptkontakte fest verbundener Hilfskontakt befindet.In the switch arrangements described above, the mutual The dependency of the mechanical contacts and the semiconductor valves lying parallel to them are thereby ensured, that in the control circuit of the valves one with the actuating mechanism the main contacts are permanently connected to the auxiliary contact.
.A.A
909832/0642909832/0642
— Q —- Q -
Die gleiche Arbeitsfolge läßt sich bei anderen Schalterausführungen beispielsweise auch durch eine geeignete Wahl der Zeitkonstanten der Steuerkreise von Haupt« und Hilfskontakten erzielen. Die Erfindung bezieht sich auch auf solche Schaltungen mit elektrischer Verriegelung der Steuerkreise der Jeweiligen Kontakte. Wesentlich ist, daß zuerst das gesteuerte Ventil leitend gemacht wird und in diesem Zustand bleibt, und unmittelbar darauf der mechanische Kontakt geschlossen wird, während die umgekehrte Reihenfolge für die Ruhelage stattfindet: zuerst wird der mechanische Kontakt ohne Funkenbildung geöffnet, da das parallel dazu liegende Ventil leitend geblieben ist, und dann wird das Ventil gesperrt.The same sequence of operations can be used for other switch designs for example also by a suitable choice of the time constants of the control circuits of the main and auxiliary contacts achieve. The invention also relates to such circuits with electrical interlocking of the control circuits of the respective Contacts. It is essential that the controlled valve is made conductive first and remains in this state, and immediately afterwards the mechanical contact is closed, while the reverse order for the rest position takes place: first there is mechanical contact without sparking opened, because the valve lying parallel to it remained conductive, and then the valve is blocked.
Bei einer rein elektrischen Verriegelung kann übrigens ein und dieselbe Hilfsstromquelle über einen einzigen Ausschalter, der als Einschalt- und Abstelldruckknopf dient, die verschiedenen Steuerkreise speisen. Fig. 6 zeigt eine solche elektrische Verriegelung.In the case of a purely electrical lock, an and the same auxiliary power source via a single circuit breaker that serves as a switch-on and switch-off pushbutton that feeds the various control circuits. Fig. 6 shows such an electrical one Locking.
Die Last Iq der Phase R liegt in Reihe mit dem Thyristor 2«, zu welchem der mechanische Kontakt 4„ und die Diet!; J^ entgegengesetzt parallel geschaltet sind. Die Spule 3 des Ei^ktroipagneten 1st an die Klemmen der Hilfsstromquelle 31 für- einen Gleichstrom oder einen gleichgerichteten Wechselstrom über einen Schalter 32 angeschlossen. Ein Potentiometer 33» das an die gleiche Stromquelle über den gleichen Schalter angeschlossen ist, liefert über eine Diode 3^ und einen Widerstand 35 dauernd eine Steuerspannung für die Steuerelektrode des Thyristors 2R. Bin zweites Potentiometer 36, das zum ersteren parallelgesohaltet ist, lädt den Kondensator 37 auf, welcher den Widerstand 35 über eine Diode 38 speist. Infolge dee Kondensators 37« dessen Entladung in das Potentiometer 36 duroh eine weitere Diode 39 verhindert wird, speiet der Stromkreis die Steuerelektrode des Thyristors 2R mit Verzögerung. Daher hält beim Offnen des Schalters 32 der Stromkreis des Potentiometers 36, des Kondensators 37 und der Diode 38 den Thyristor 2«The load Iq of the phase R is in series with the thyristor 2 ", to which the mechanical contact 4" and the Diet !; J ^ are oppositely connected in parallel. The coil 3 of the electric magnet is connected to the terminals of the auxiliary power source 31 for a direct current or a rectified alternating current via a switch 32. A potentiometer 33 "that is connected to the same power source through the same switch, supplies through a diode 3 and a resistance 35 ^ permanently a control voltage for the control electrode of the thyristor 2 R. A second potentiometer 36, which is held in parallel with the first one, charges the capacitor 37, which feeds the resistor 35 via a diode 38. As a result of the capacitor 37 «whose discharge into the potentiometer 36 is prevented by a further diode 39, the circuit feeds the control electrode of the thyristor 2 R with a delay. Therefore, when the switch 32 is opened, the circuit of the potentiometer 36, the capacitor 37 and the diode 38 hold the thyristor 2 «
909832/0642909832/0642
gezündet, damit der Kontakt 4R genügend Zeit hat, sich ohne Funkenbildung zu öffnen. Die Zeitkonstante dieses Verzögerungskreises muß lediglich größer als diejenige der elektromechanischen Abschaltvorrichtung des Schütz sein.ignited so that contact 4 R has enough time to open without sparking. The time constant of this delay circuit only has to be greater than that of the electromechanical disconnection device of the contactor.
Beim Schließen des Schalters 32 liegt dagegen sofort eine Steuerspannung über den Stromkreis des Potentiometers 33* der Diode 34 und des Widerstandes 35 an der Steuerelektrode des Thyristors 2^, während sich der Kontakt 4„ kurz nachdem der Thyristor 2P leitend gemacht worden ist, schließt. Die Zeit-When the switch 32 is closed, on the other hand, a control voltage is immediately applied via the circuit of the potentiometer 33 *, the diode 34 and the resistor 35 to the control electrode of the thyristor 2 ^, while the contact 4 " closes shortly after the thyristor 2 P has been made conductive . The time-
ist konstante des ?trcmkreises der Elemente 34 und 35/vernachlässigbar und daher immer kleiner als diejenige der elektromechanischen Steuervorrichtung des Schütz.is the constant of the circle of elements 34 and 35 / negligible and therefore always smaller than that of the electromechanical Contactor control device.
Die gewünschte Arbeitsfolge wird also dadurch erhalten, daß die Zeitkontvcanter- der Steuerkreise so bemessen werden, daß diejenige der ölektromechanisehen Steuervorrichtung der mechanischen Kontakte immer kleiner als die Zeitkonstante der Verltungen 1st, wobei jeder Steuerstromkreis zwei in Parallelschaltung aufweist, von denen der eine und der andere verzögert anspricht. Dadurch wird immer die gewünschte Strotnflußfolge erreicht.The desired sequence of operations is thus obtained in that the time control circuits of the control circuits are dimensioned in such a way that that of the electromechanical control device of the mechanical Contacts always smaller than the time constant of the Verltungen 1st, each control circuit having two in parallel, one of which and the other responds with a delay. As a result, the desired current flow sequence is always achieved.
Anstelle der antiparallel geschalteten Ventile kann beispielsweise auch ein Ventil von der Art eines "symmetrischen Thyristors" mit zwei Leitungsrichtungen, von denen höchstens die eine ständig leitend Ist, verwendet werden.Instead of the valves connected in anti-parallel, for example also a valve like a "symmetrical thyristor" with two line directions, of which at most one is continuously conductive, can be used.
Durch die beschriebene Schaltfolge werden Spannungen sowohl mechanischer, elektrischer ale auch thermischer Art, welche Hauptursachen für den Verschleiß sind, vermieden. Die unkritlsohe, einfache Steuerung ergibt eine sehr hohe Zuverlässigkeit.The switching sequence described results in voltages of a mechanical, electrical and thermal nature, which The main causes of wear and tear are avoided. The uncritical simple control results in a very high level of reliability.
Patentansprüche:Patent claims:
BAD ORIGINAL 909832/0642BATH ORIGINAL 909832/0642
Claims (14)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR559A FR1432592A (en) | 1964-12-31 | 1964-12-31 | Hybrid semiconductor contactor |
FR15852A FR88194E (en) | 1964-12-31 | 1965-05-05 | Hybrid semiconductor contactor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1515603A1 true DE1515603A1 (en) | 1969-08-07 |
Family
ID=26161415
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19651515603 Pending DE1515603A1 (en) | 1964-12-31 | 1965-12-30 | Switch arrangement for switching an AC-powered consumer on and off |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
BE (1) | BE674113A (en) |
CH (2) | CH474140A (en) |
DE (1) | DE1515603A1 (en) |
FR (2) | FR1432592A (en) |
NL (1) | NL6517170A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2612437A1 (en) * | 1975-03-27 | 1976-10-14 | Power Management Corp | ARC SUPPRESSION CIRCUIT |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3564345A (en) * | 1968-02-01 | 1971-02-16 | Western Electric Co | Bistable circuit |
DE3543804A1 (en) * | 1984-12-14 | 1986-06-19 | General Electric Co., Schenectady, N.Y. | Switch having arc commutation |
FR2626115B1 (en) * | 1988-01-19 | 1994-11-25 | Sgs Thomson Microelectronics | PROTECTION CIRCUIT AT THE OPENING OF A SWITCH |
-
1964
- 1964-12-31 FR FR559A patent/FR1432592A/en not_active Expired
-
1965
- 1965-05-05 FR FR15852A patent/FR88194E/en not_active Expired
- 1965-12-21 BE BE674113A patent/BE674113A/xx unknown
- 1965-12-30 NL NL6517170A patent/NL6517170A/xx unknown
- 1965-12-30 CH CH132168A patent/CH474140A/en not_active IP Right Cessation
- 1965-12-30 DE DE19651515603 patent/DE1515603A1/en active Pending
- 1965-12-30 CH CH1809265A patent/CH465031A/en unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2612437A1 (en) * | 1975-03-27 | 1976-10-14 | Power Management Corp | ARC SUPPRESSION CIRCUIT |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NL6517170A (en) | 1966-07-04 |
CH474140A (en) | 1969-06-15 |
BE674113A (en) | 1966-04-15 |
CH465031A (en) | 1968-11-15 |
FR1432592A (en) | 1966-03-25 |
FR88194E (en) | 1966-06-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3734989A1 (en) | DC CIRCUIT BREAKER AND METHOD FOR COMMUTING IT | |
EP0034845B1 (en) | Protection circuit | |
DE1513104A1 (en) | Electrical switchgear | |
EP0483591A2 (en) | Low tension switch device | |
DE1160923B (en) | Switching device for interrupting alternating currents | |
DE1515603A1 (en) | Switch arrangement for switching an AC-powered consumer on and off | |
EP0740407A2 (en) | Braking device for a series commutator motor | |
DE3231083A1 (en) | CIRCUIT FOR AUTOMATICALLY REDUCING THE POWER SUPPLIED TO A LOAD | |
DE1297220B (en) | Arrangement of step switches for transformers | |
DE4227719A1 (en) | Circuit layout and changeover switch for braking AC commutator motor - has top-dead-centre toggle action switch with intermediate dwell position to prevent mains short-circuit by arcing at contacts during braking | |
EP0556652A2 (en) | Electromechanical protection device | |
DE1005590B (en) | AC switchgear | |
DE2355514A1 (en) | Load transfer switch is for transformers with switching sections - each line switching circuit having main contactor and resistance contactor | |
DE866208C (en) | Arc-free switch, especially load switch for step control devices of transformers, chokes and the like. like | |
DE3204587A1 (en) | SWITCHING DEVICE FOR DC BRAKING OF A SINGLE-PHASE AC MOTOR | |
DE3123907C1 (en) | Switch arrangement having at least one electrical valve which can be preferably switched on by a pulse | |
AT242242B (en) | Circuit arrangement, in particular to avoid disturbances when switching on dormant DC-AC converters equipped with switching diodes, which are controlled by a square-wave current | |
DE664126C (en) | Arrangement for rapid switching on of electrical circuits by means of controlled discharge paths | |
DE69007761T2 (en) | Circuit arrangement for power supply to a load such as magnetron. | |
DE2847391A1 (en) | Contactless tap changer for distribution transformer - has unity ratio current transformer and having antiparallel thyristor pair connected across primary winding | |
DE1638478C (en) | Arrangement for load switching with step transformers with permanent contacts and only one semiconductor device | |
DE2523365A1 (en) | PHASE MONITOR FOR A THREE-PHASE ELECTRIC MOTOR | |
DE1900103C3 (en) | Device for controlling a three-phase asynchronous motor used as a feed motor in metal processing machines | |
DE410797C (en) | Circuit for rectifier systems with suction choke coils | |
DE850173C (en) | Arrangement to suppress the formation of arcing at electrical contacts |