RU131924U1 - DC IN-CIRCUIT BREAKER - Google Patents

DC IN-CIRCUIT BREAKER Download PDF

Info

Publication number
RU131924U1
RU131924U1 RU2013113158/08U RU2013113158U RU131924U1 RU 131924 U1 RU131924 U1 RU 131924U1 RU 2013113158/08 U RU2013113158/08 U RU 2013113158/08U RU 2013113158 U RU2013113158 U RU 2013113158U RU 131924 U1 RU131924 U1 RU 131924U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
terminal
current transformer
current
primary winding
common point
Prior art date
Application number
RU2013113158/08U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Владимирович Пустынников
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"
Priority to RU2013113158/08U priority Critical patent/RU131924U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU131924U1 publication Critical patent/RU131924U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)

Abstract

Индуктивный размыкатель цепей постоянного тока, содержащий конденсатор, источник постоянного напряжения, плюсовой вывод которого соединен с первым выводом нагрузки и с катодом вентиля в первую общую точку, минусовой вывод источника постоянного напряжения соединен с катодом тиристора, а второй вывод нагрузки соединен с анодом вентиля во вторую общую точку, к которой подключен выходной зажим вторичной обмотки трансформатора тока, причем первичная обмотка трансформатора тока имеет в 5-10 раз большее число витков, чем вторичная обмотка, входной зажим вторичной обмотки трансформатора тока и анод тиристора соединены в третью общую точку с выходным зажимом первичной обмотки трансформатора тока, входной зажим первичной обмотки трансформатора тока соединен с первым зажимом резистора, причем второй зажим резистора подключен к первому зажиму коммутатора, а второй зажим коммутатора подключен к первой общей точке, отличающийся тем, что параллельно первичной обмотке трансформатора тока подключена катушка индуктивности, имеющая от 1,1 до 2 раз большую индуктивность и от 1,1 до 2 раз большую добротность, чем индуктивность и добротность первичной обмотки трансформатора тока, а конденсатор включен параллельно коммутатору.Inductive DC circuit breaker containing a capacitor, a constant voltage source, the positive terminal of which is connected to the first load terminal and to the cathode of the valve to the first common point, the negative terminal of the DC voltage source is connected to the cathode of the thyristor, and the second load terminal is connected to the valve anode to the second the common point to which the output terminal of the secondary winding of the current transformer is connected, and the primary winding of the current transformer has 5-10 times more turns than the secondary winding, the bottom terminal of the secondary winding of the current transformer and the anode of the thyristor are connected to a third common point with the output terminal of the primary winding of the current transformer, the input terminal of the primary winding of the current transformer is connected to the first terminal of the resistor, the second terminal of the resistor connected to the first terminal of the switch, and the second terminal of the switch connected to the first common point, characterized in that in parallel with the primary winding of the current transformer is connected an inductor having from 1.1 to 2 times the large inductance and from 1.1 to 2 times quality factor greater than the inductance and quality factor of the primary current of the transformer winding and a capacitor connected in parallel with the switch.

Description

Полезная модель относится к импульсной технике и может быть использована для коммутации силовых цепей постоянного тока имеющих большую индуктивность без размыкания контактов.The utility model relates to pulsed technology and can be used for switching DC power circuits having a large inductance without opening the contacts.

Известен бесконтактный размыкатель цепей постоянного тока [RU 120826 U1, МПК Н03К 17/00 (2006.01), опубл. 27.09.2012], выбранный в качестве прототипа, содержащий источник постоянного напряжения, плюсовой вывод которого соединен с первым выводом нагрузки и с катодом вентиля в первую общую точку, минусовой вывод источника постоянного напряжения соединен с катодом тиристора, а второй вывод нагрузки соединен с анодом вентиля во вторую общую точку, к которой подключен выходной зажим вторичной обмотки трансформатора тока, причем первичная обмотка трансформатора тока имеет в 5-10 раз большее число витков, чем вторичная обмотка. Входной зажим вторичной обмотки трансформатора тока и анод тиристора соединены в третью общую точку с выходным зажимом первичной обмотки трансформатора тока и первым зажимом конденсатора, входной зажим первичной обмотки трансформатора тока соединен в четвертую общую точку со вторым зажимом конденсатора и первым зажимом резистора, причем второй зажим резистора подключен к первому зажиму коммутатора, а второй зажим коммутатора подключен к первой общей точке.Known contactless circuit breaker DC [RU 120826 U1, IPC N03K 17/00 (2006.01), publ. 09/27/2012], selected as a prototype, containing a constant voltage source, the positive terminal of which is connected to the first load terminal and with the valve cathode to the first common point, the negative terminal of the constant voltage source is connected to the thyristor cathode, and the second load terminal is connected to the valve anode to the second common point, to which the output terminal of the secondary winding of the current transformer is connected, and the primary winding of the current transformer has 5-10 times more turns than the secondary winding. The input terminal of the secondary winding of the current transformer and the anode of the thyristor are connected to the third common point with the output terminal of the primary winding of the current transformer and the first clamp of the capacitor, the input terminal of the primary winding of the current transformer is connected to the fourth common point with the second terminal of the capacitor and the first clamp of the resistor, the second terminal of the resistor connected to the first terminal of the switch, and the second terminal of the switch is connected to the first common point.

Недостатком такого устройства является малая величина отключаемого тока нагрузки.The disadvantage of this device is the small disconnected load current.

Задачей полезной модели является увеличение величины отключаемого тока нагрузки.The objective of the utility model is to increase the disconnected load current.

Данная задача достигается тем, что индуктивный размыкатель цепей постоянного тока так же, как и устройство прототипа, содержит конденсатор, источник постоянного напряжения, плюсовой вывод которого соединен с первым выводом нагрузки и c катодом вентиля в первую общую точку, минусовой вывод источника постоянного напряжения соединен с катодом тиристора, а второй вывод нагрузки соединен с анодом вентиля во вторую общую точку, к которой подключен выходной зажим вторичной обмотки трансформатора тока, причем первичная обмотка трансформатора тока имеет в 5-10 раз большее число витков, чем вторичная обмотка. Входной зажим вторичной обмотки трансформатора тока и анод тиристора соединены в третью общую точку с выходным 1 зажимом первичной обмотки трансформатора тока, входной зажим первичной обмотки трансформатора тока соединен с первым зажимом резистора, причем второй зажим резистора подключен к первому зажиму коммутатора, а второй зажим коммутатора подключен к первой общей точке.This task is achieved by the fact that the inductive circuit breaker of the direct current circuits, like the prototype device, contains a capacitor, a constant voltage source, the positive terminal of which is connected to the first load terminal and with the valve cathode to the first common point, the negative terminal of the constant voltage source is connected to thyristor cathode, and the second output terminal is connected to the valve anode to the second common point to which the output terminal of the secondary winding of the current transformer is connected, and the primary winding of the transformer eye is 5-10 times greater number of turns than the secondary winding. The input terminal of the secondary winding of the current transformer and the anode of the thyristor are connected to the third common point with the output 1 terminal of the primary winding of the current transformer, the input terminal of the primary winding of the current transformer is connected to the first terminal of the resistor, the second terminal of the resistor connected to the first terminal of the switch, and the second terminal of the switch connected to the first common point.

Согласно полезной модели, параллельно первичной обмотке трансформатора тока подключена катушка индуктивности, имеющая от 1.1 до 2 раз большую индуктивность и от 1.1 до 2 раз большую добротность, чем индуктивность и добротность первичной обмотки трансформатора тока, а конденсатор включен параллельно коммутатору.According to the utility model, an inductance coil is connected parallel to the primary winding of the current transformer, having from 1.1 to 2 times greater inductance and from 1.1 to 2 times greater Q factor than the inductance and quality factor of the primary winding of the current transformer, and the capacitor is connected in parallel with the switch.

Полезная модель имеет следующие преимущества перед устройством прототипа:The utility model has the following advantages over the prototype device:

1. Благодаря подключению параллельно первичной обмотке трансформатора тока катушки индуктивности, имеющей от 1.1 до 2 раз большую индуктивность и от 1.1 до 2 раз большую добротность, чем индуктивность и добротность первичной обмотки трансформатора тока, в первичной обмотке трансформатора тока при размыкании коммутатора ток изменяется не от своего начального значения до нуля, как в устройстве прототипа, а от своего начального значения до отрицательного начального значения величины тока катушки индуктивности. Следовательно, бросок тока в первичной обмотке трансформатора тока полезной модели может в 1.1-2 раза превышать аналогичный бросок тока первичной обмотки трансформатора тока устройства прототипа, что приводит к увеличению величины отключаемого тока в нагрузке в 1.1-3 раза.1. Due to the parallel connection of the inductor to the current transformer’s primary winding, which has 1.1 to 2 times greater inductance and 1.1 to 2 times greater quality factor than the inductance and quality factor of the primary current transformer, the current does not change in the primary current transformer when the switch is opened its initial value to zero, as in the prototype device, and from its initial value to the negative initial value of the current value of the inductor. Therefore, the inrush current in the primary winding of the utility model current transformer can be 1.1-2 times higher than the similar inrush current of the primary current transformer of the prototype device, which leads to an increase in the disconnected current in the load by 1.1-3 times.

2. Путем изменения числа витков катушки индуктивности в 1.1-2 раза можно в 1.1-2 раза изменять величину напряжения вторичной обмотки трансформатора тока и, следовательно, плавно регулировать величину отключаемого тока в нагрузке без изменения параметров трансформатора тока.2. By changing the number of turns of the inductor 1.1-2 times, it is possible to change the voltage of the secondary winding of the current transformer 1.1-2 times and, therefore, continuously adjust the value of the disconnected current in the load without changing the parameters of the current transformer.

На фиг.1 представлена принципиальная схема индуктивного размыкателя цепей постоянного тока, на фиг.2 - диаграмма тока в нагрузке, на фиг.3 - диаграмма тока в катушке индуктивности, на фиг.4 - диаграмма тока в первичной обмотке трансформатора тока.Figure 1 presents a schematic diagram of an inductive circuit breaker of direct current circuits, figure 2 is a diagram of the current in the load, figure 3 is a diagram of the current in the inductor, figure 4 is a diagram of the current in the primary winding of a current transformer.

Индуктивный размыкатель цепей постоянного тока содержит источник постоянного напряжения 1 (фиг.1), минусовой вывод которого подключен к катоду тиристора 2, а плюсовой вывод источника постоянного напряжения 1 включен в первую общую точку с первым выводом нагрузки 3 и с катодом вентиля 4. Анод вентиля 4 образует вторую общую точку со вторым выводом нагрузки 3 и выходным зажимом вторичной обмотки 5 трансформатора тока. Входной зажим вторичной обмотки 5 трансформатора тока подключен в третью общую точку с анодом тиристора 2, с выходным зажимом первичной обмотки 6 трансформатора тока и входным зажимом катушки индуктивности 7. Входной зажим первичной обмотки 6 соединен в четвертую общую точку с выходным зажимом катушки индуктивности 7 и первым зажимом резистора 8. Второй зажим резистора 8 подключен к первому зажиму коммутатора 9 и первому выводу конденсатора 10, а второй зажим коммутатора 9 и второй вывод конденсатора 10 подключены к первой общей точке.The inductive circuit breaker of the direct current circuit contains a constant voltage source 1 (Fig. 1), the negative terminal of which is connected to the cathode of the thyristor 2, and the positive terminal of the constant voltage source 1 is connected to the first common point with the first load terminal 3 and with the valve cathode 4. The valve anode 4 forms a second common point with the second output terminal of the load 3 and the output terminal of the secondary winding 5 of the current transformer. The input terminal of the secondary winding 5 of the current transformer is connected to the third common point with the anode of the thyristor 2, with the output terminal of the primary winding 6 of the current transformer and the input terminal of the inductor 7. The input terminal of the primary winding 6 is connected to the fourth common point with the output terminal of the inductor 7 and the first the clamp of the resistor 8. The second clamp of the resistor 8 is connected to the first terminal of the switch 9 and the first terminal of the capacitor 10, and the second terminal of the switch 9 and the second terminal of the capacitor 10 are connected to the first common point.

Устройство работает следующим образом. При подаче управляющего импульса на тиристор 2, источник постоянного напряжения 1 подключается к нагрузке 3 и по цепи источник 1 - тиристор 2 - нагрузка 3 - вторичная обмотка 5 трансформатора тока протекает постоянный ток 11 (фиг.2). Одновременно срабатывает коммутатор 9, который подключает источник постоянного напряжения 1 через резистор 8 к параллельно включенным первичной обмотке 6 трансформатора тока и катушки индуктивности 7. В катушке индуктивности 7 возникает ток 12 IL(0_)К (фиг.3), а в первичной обмотке трансформатора тока 6 возникает ток 13 IL(0_)П (фиг.4), которые протекают от плюса к минусу источника постоянного тока 1. Поскольку добротность катушки индуктивности 7 от 1.1 до 2 раз выше добротности первичной обмотки 6 трансформатора тока, то ток IL(0_)К в 1.1-2 раза больше тока 13 IL(0_)П. Соответственно по первичной обмотке 6 трансформатора тока протекает постоянный ток 13, имеющий направление встречного включения относительно постоянного тока 11 вторичной обмотки 5 трансформатора тока, при этом величина тока 13 первичной обмотки 6, ограниченная резистором 8, в 5-10 раз меньше величины тока 11 вторичной обмотки 5 трансформатора тока.The device operates as follows. When applying a control pulse to the thyristor 2, the constant voltage source 1 is connected to the load 3 and the circuit source 1 - thyristor 2 - load 3 - the secondary winding 5 of the current transformer flows direct current 11 (figure 2). At the same time, a switch 9 is activated, which connects a constant voltage source 1 through a resistor 8 to a parallel connected primary winding 6 of the current transformer and inductor 7. A current 12 I L (0_) K occurs in the inductor 7 (Fig. 3), and in the primary winding current transformer 6 there is a current 13 I L (0_) P (figure 4), which flow from the plus to the minus of the DC source 1. Since the quality factor of the inductor 7 is 1.1 to 2 times higher than the quality factor of the primary winding 6 of the current transformer, then the current I L (0_) K 1.1-2 times more current a 13 IL (0_) p . Correspondingly, a direct current 13 flows through the primary winding 6 of the current transformer, having a direction of on-switching relative to the direct current 11 of the secondary winding 5 of the current transformer, while the current value of the primary winding 6, limited by the resistor 8, is 5-10 times less than the value of the secondary winding current 11 5 current transformers.

В момент времени t0 коммутатор 9 размыкается и первичная обмотка трансформатора тока 6 и катушка индуктивности 7 будут включены последовательно и по ним будет протекать общий ток IL(0+)К. В соответствии с обобщенным законом коммутации суммарное потокосцепление первичной обмотки трансформатора тока 6 и катушки индуктивности 7 в момент времени t0 не может измениться скачком, следовательно, в катушке индуктивности 7, имеющей большую индуктивность и более высокую добротность, чем первичная обмотка 6 трансформатора тока, формируется импульс тока 14, равный (IL(0_)К - IL(0+)К), причем ток не изменяет своего направления. В первичной обмотке 6 трансформатора тока ток меняет свое направление на противоположное и формируется импульс тока 15 равный (IL(0_)П - (- IL(0+)К)). Под действием импульса тока 15 во вторичной обмотке 5 трансформатора тока возникает импульс тока 16, превышающий в 5-10 раз ток 13 первичной обмотки трансформатора тока. Благодаря встречному включению обмоток 5 и 6 трансформатора тока импульс тока 15 переходит через нулевое значение, что приводит к отключению нагрузки 3 от источника постоянного напряжения 1. Запасенная в нагрузке 3 энергия при ее индуктивном характере шунтируется вентилем 4. Возникающее перенапряжение на коммутаторе 9 уменьшается при помощи конденсатора 10.At time t 0, the switch 9 is opened and the primary winding of the current transformer 6 and the inductor 7 will be connected in series and the common current IL (0 + ) K will flow through them. In accordance with the generalized law of switching, the total flux linkage of the primary winding of the current transformer 6 and inductor 7 at time t 0 cannot change abruptly, therefore, in the inductor 7, which has a greater inductance and higher quality factor than the primary winding 6 of the current transformer, is formed current pulse 14 equal to (I L (0_) K - I L (0+) K ), and the current does not change its direction. In the primary winding 6 of the current transformer, the current changes its direction to the opposite and a current pulse 15 is formed equal to (I L (0_) P - (- I L (0+) K )). Under the action of a current pulse 15, a current pulse 16 occurs in the secondary winding 5 of the current transformer, 5-10 times higher than the current 13 of the primary winding of the current transformer. Due to the on-switching of the windings 5 and 6 of the current transformer, the current pulse 15 passes through the zero value, which leads to the disconnection of the load 3 from the constant voltage source 1. The energy stored in the load 3 is shunted by the valve 4. When the inductive nature of it is 3, the resulting overvoltage on the switch 9 is reduced by capacitor 10.

С помощью программы Electronics Workbench были проведены исследования модели индуктивного размыкателя цепей постоянного тока с параметрами: напряжение источника постоянного тока 1-100 В, индуктивность первичной обмотки 6 повышающего трансформатора - 1 Гн, сопротивление первичной обмотки 6 повышающего трансформатора - 1 Ом, коэффициент трансформации трансформатора тока - 5, индуктивность нагрузки 3-5 Гн, индуктивность катушки индуктивности 7-1 Гн, активное сопротивление катушки индуктивности 7-0.5 Ом. При отключенной катушки индуктивности 6 величина отключаемого тока 11 в нагрузке 3 при размыкании коммутатора 9 составила 50 А, при подключенной катушки индуктивности 7 величина отключаемого тока 11 в нагрузке 3 при размыкании коммутатора 9 составила 140 А. Величина тока 13 в первичной обмотке 6 трансформатора тока в обоих случаях составила 10 А. Следовательно при подключении катушки индуктивности 7, имеющей в 2 раза большую добротность, чем добротность первичной обмотки 5 повышающего трансформатора, величина отключаемого тока 11 в нагрузке 3 увеличилась почти в 3 раза.Using the Electronics Workbench program, studies were carried out on a model of an inductive circuit breaker for direct current circuits with the following parameters: voltage of a direct current source 1-100 V, inductance of the primary winding 6 of a step-up transformer - 1 H, resistance of the primary winding 6 of a step-up transformer - 1 Ohm, current transformer transformation ratio - 5, load inductance 3-5 Gn, inductance of the inductor 7-1 Gn, the active resistance of the inductance 7-0.5 Ohms. When the inductor 6 is turned off, the value of the disconnected current 11 in the load 3 when the switch 9 is opened was 50 A, when the inductance 7 is connected, the value of the disconnected current 11 in the load 3 when the switch 9 is open was 140 A. The current value 13 in the primary winding 6 of the current transformer in both cases was 10 A. Therefore, when connecting an inductor 7, which has a 2 times higher quality factor than the quality factor of the primary winding 5 of the step-up transformer, the value of the disconnected current 11 in the load 3 increases It familiarizes almost 3 fold.

Claims (1)

Индуктивный размыкатель цепей постоянного тока, содержащий конденсатор, источник постоянного напряжения, плюсовой вывод которого соединен с первым выводом нагрузки и с катодом вентиля в первую общую точку, минусовой вывод источника постоянного напряжения соединен с катодом тиристора, а второй вывод нагрузки соединен с анодом вентиля во вторую общую точку, к которой подключен выходной зажим вторичной обмотки трансформатора тока, причем первичная обмотка трансформатора тока имеет в 5-10 раз большее число витков, чем вторичная обмотка, входной зажим вторичной обмотки трансформатора тока и анод тиристора соединены в третью общую точку с выходным зажимом первичной обмотки трансформатора тока, входной зажим первичной обмотки трансформатора тока соединен с первым зажимом резистора, причем второй зажим резистора подключен к первому зажиму коммутатора, а второй зажим коммутатора подключен к первой общей точке, отличающийся тем, что параллельно первичной обмотке трансформатора тока подключена катушка индуктивности, имеющая от 1,1 до 2 раз большую индуктивность и от 1,1 до 2 раз большую добротность, чем индуктивность и добротность первичной обмотки трансформатора тока, а конденсатор включен параллельно коммутатору.
Figure 00000001
Inductive DC circuit breaker containing a capacitor, a constant voltage source, the positive terminal of which is connected to the first output terminal and to the cathode of the valve to the first common point, the negative terminal of the constant voltage source is connected to the cathode of the thyristor, and the second load terminal is connected to the valve anode to the second the common point to which the output terminal of the secondary winding of the current transformer is connected, and the primary winding of the current transformer has 5-10 times more turns than the secondary winding, the bottom terminal of the secondary winding of the current transformer and the anode of the thyristor are connected to a third common point with the output terminal of the primary winding of the current transformer, the input terminal of the primary winding of the current transformer is connected to the first terminal of the resistor, the second terminal of the resistor connected to the first terminal of the switch, and the second terminal of the switch connected to the first common point, characterized in that in parallel with the primary winding of the current transformer is connected an inductor having from 1.1 to 2 times the large inductance and from 1.1 to 2 times quality factor greater than the inductance and quality factor of the primary current of the transformer winding and a capacitor connected in parallel with the switch.
Figure 00000001
RU2013113158/08U 2013-03-25 2013-03-25 DC IN-CIRCUIT BREAKER RU131924U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013113158/08U RU131924U1 (en) 2013-03-25 2013-03-25 DC IN-CIRCUIT BREAKER

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013113158/08U RU131924U1 (en) 2013-03-25 2013-03-25 DC IN-CIRCUIT BREAKER

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU131924U1 true RU131924U1 (en) 2013-08-27

Family

ID=49164329

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013113158/08U RU131924U1 (en) 2013-03-25 2013-03-25 DC IN-CIRCUIT BREAKER

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU131924U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU130168U1 (en) INDUCTIVE-PULSE GENERATOR
WO2016046814A3 (en) A method and apparatus for controlling a load
US9312784B2 (en) Variable switching frequency power supply apparatus
CN105322798B (en) Multiple Output Flyback Converter
RU169475U1 (en) INDUCTIVE-PULSE GENERATOR
RU162229U1 (en) INDUCTIVE CURRENT PULSE GENERATOR
CN105144562B (en) Switching power unit
CN204013234U (en) A kind of power supply unit
CN103457472A (en) Switching power supply and lamp applying same
CN204068191U (en) AFDD fault electric arc protector
RU131924U1 (en) DC IN-CIRCUIT BREAKER
CN101937054A (en) IGCT (Integrated Gate Commutated Thyristor) frequency testing method and device
CN107026571A (en) A kind of switching power unit
RU2682367C1 (en) Inductive-pulse generator
CN206894505U (en) A kind of switching power unit
CN106026709A (en) Light-operated LED switch power supply based on overvoltage and overcurrent protection circuit
RU144235U1 (en) INDUCTIVE-PULSE GENERATOR
CN206180887U (en) Switch power supply circuit
RU159897U1 (en) INDUCTIVE CURRENT PULSE GENERATOR
RU156007U1 (en) INDUCTIVE-PULSE GENERATOR
CN210225244U (en) Oscillating power supply
RU2643665C1 (en) Inductance-capacitance oscillator
RU2806797C1 (en) Contactless dc circuit breaker
RU120826U1 (en) Non-contact DC circuit breaker
RU2682394C1 (en) Inductive-pulse generator

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20130916