RU2094882C1 - Устройство для бездуговой коммутации цепи с индуктивностью - Google Patents

Abstract

Устройство для бездуговой коммутации цепи с индуктивностью, содержащее главный контакт, зашунтированный цепочкой последовательно соединенных конденсатора и основного тиристора, между анодом и управляющим электродом которого подключен резистор, цепь нагрузки с преобладанием индуктивной составляющей, первый вывод второго резистора подключен к точке соединения катода основного тиристора, первой обкладки конденсатора и катода первого обратного диода, второй вывод указанного резистора подключен к аноду второго тиристора, катод которого подключен к второй обкладке конденсатора, к аноду первого обратного диода, к положительному выводу цепи нагрузки и второму выводу главного контакта, первый вывод которого соединен с положительным выводом источника питания и анодом основного тиристора, цепь нагрузки зашунтирована цепочкой последовательно соединенных второго обратного диода и нелинейно-резистивного элемента, анод второго обратного диода подключен к отрицательному выводу цепи нагрузки и отрицательному выводу источника питания, катод второго обратного диода подключен к первому выводу нелинейно-резистивного элемента, а их точка соединения через дроссель подключена к управляющему электроду второго тиристора, второй вывод нелинейно-резистивного элемента подключен к положительному выводу цепи нагрузки. 1 ил.

Description

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для коммутации электрических цепей в электротехнических установках различного назначения, содержащих катушки, питаемые постоянным током.

Известна схема искрогашения контактного коммутирующего аппарата (реле, контактор и др. ) [1] представляющая собой цепочку последовательно соединенных конденсатора и резистора, подключенную параллельно главному контакту аппарата. Схема обладает большими габаритами и имеет невысокую надежность.

Прототипом данного технического решения является устройство для бездуговой коммутации цепи с индуктивностью [2] содержащее главный контакт, зашунтированный цепочкой последовательно соединенных конденсатора и основного тиристора, между анодом и управляющим электродом которого подключен резистор, служащий для запуска основного тиристора при размыкании главного контакта. При завершении коммутации после заряда конденсатора основной тиристор отключается, а конденсатор разряжается через шунтирующий его резистор, величина сопротивления которого такова, что ток утечки резистора меньше тока отпускания основного тиристора, поэтому время разряда конденсатора велико, а это существенно увеличивает интервал времени между смежными коммутациями. Кроме того, конденсатор воспринимает при отключении всю энергию индуктивной нагрузки, поэтому он имеет большую емкость и габариты.

Цель изобретения расширение функциональных возможностей и уменьшение габаритов коммутирующего устройства.

В устройстве, содержащем общие с прототипом [2] главный контакт, зашунтированный цепочкой последовательно соединенных конденсатора и основного тиристора, между анодом и управляющим электродом которого подключен резистор, цепь нагрузки с преобладанием индуктивной составляющей, указанная выше цель по совершенствованию схемы устройства в предложенном изобретении достигается тем, что указанное устройство снабжено вторым тиристором, первым и вторым обратными диодами, вторым резистором, дросселем, нелинейно-резистивным элементом, при этом конденсатор зашунтирован первым обратным диодом и цепочкой последовательно соединенных второго резистора или второго тиристора, первый вывод второго резистора подключен к точке соединения катода основного тиристора, первой обкладки конденсатора и катода первого обратного диода, второй вывод указанного резистора подключен к аноду второго тиристора, катод которого подключен к второй обкладке конденсатора, к аноду первого обратного диода, к положительному выводу цепи нагрузки и второму выводу главного контакта, первый вывод которого соединен с положительным выводом источника питания и анодом основного тиристора, цепь нагрузки зашунтирована цепочкой последовательно соединенных второго обратного диода и нелинейно-резистивного элемента, анод второго обратного диода подключен к отрицательному выводу цепи нагрузки или отрицательному выводу источника, катод второго обратного диода подключен к первому нелинейно-резистивного элемента, а их точка соединена через дроссель подключена к управляющему электроду второго тиристора, второй вывод нелинейно-резистивного элемента подключен к положительному выводу цепи нагрузки.

Представленная на чертеже схема устройства для бездуговой коммутации цепи с индуктивностью содержит главный контакт 1, зашунтированный цепочкой последовательно соединенных конденсатора 2 и основного тиристора 3, между анодом и управляющим электродом которого подключен резистор 4. Конденсатор 2 зашунтирован первым обратным диодом 5 и цепочкой последовательно соединенных второго резистора 6 и второго тиристора 7. Цепь нагрузки 8 зашунтирована цепочкой последовательно соединенных второго обратного диода 9 и нелинейно-резистивного элемента 10, точка соединения которых через дроссель 11 подключена у управляемому электроду второго тиристора 7.

Устройство работает следующим образом.

В исходном (включенном) состоянии из источника питания через главный контакт 1 в цепь нагрузки 8 протекает постоянный ток, тиристоры 3 и 7 закрыты, остальные цепи обесточены, а конденсатор 2 разряжен.

В момент размыкания главного контакта 1 (мостиковая стадия) возникает небольшое напряжение (несколько вольт), достаточное для образования тока отпирания тиристора 3, замыкающегося через резистор 4, управляющий переход тиристора 3 и конденсатор 2. В результате цепь из тиристора 3 и конденсатора 2 шунтирует главный контакт 1 и не позволяет развиться дуговому процессу при дальнейшем раздвижении его контакт-деталей. Для этого привод, обеспечивающий размыкание контакта, должен быть достаточно быстродействующим, а скорость нарастания потенциала заряжающегося конденсатора 2 должна быть ниже скорости увеличения межконтактного зазора. Шунтирующая цепочка 2-3 проводит ток нагрузки до тех пор, пока потенциал конденсатора 2 не начнет превышать напряжение источника питания и ток нагрузки, поддерживаемый индуктивностью нагрузки 8, начинает перетекать в шунтирующую цепочку 9-10. Цепочка 2-3 полностью обесточится тогда, когда потенциал конденсатора 2 станет равным напряжению источника питания плюс падение напряжения на элементах 9 и 10. В этот момент источник питания отключается от цепи нагрузки. Ранее накопленная в магнитном поле нагрузки энергии частично преобразовалась в энергию заряженного конденсатора 2 и частично осталась в поле индуктивности нагрузки 8. Последняя гасится в контуре 8-9-10 с постоянной времени этого контура. Для гашения энергии конденсатора 2 предназначен резистор 6, который подключается параллельно конденсатору 2 с помощью тиристора 7, который опирается напряжением нелинейно-резистивного элемента 10 при прохождении по нему тока нагрузки. Для обеспечения надежного запирания основного тиристора 3 после обесточивания отпирание тиристора 7 происходит с некоторым запаздыванием, что достигается включением в цепь управляющего электрода тиристора 7 дросселя 11. Обратный диод 5 не допускает перезаряда с изменением полярности на обкладках конденсатора 2 в случае, если мощный резистор 6 выполнен проволочным, то есть обладающим индуктивностью.

Схема устройства достаточно проста, имеет минимально возможное количество элементов, существенно расширяет функциональные возможности схемы, обладает высокой надежностью.

Claims (1)

1. Устройство для бездуговой коммутации цепи с индуктивностью, содержащее главный контакт, зашунтированный цепочкой последовательно соединенных конденсатора и основного тиристора, между анодом и управляющим электродом которого подключен резистор, цепь нагрузки с преобладанием индуктивной составляющей, отличающееся тем, что оно снабжено вторым тиристором, первым и вторым обратным диодами, вторым резистором, дросселем, нелинейно-резистивным элементом, при этом конденсатор зашунтирован первым обратным диодом и цепочкой последовательно соединенных второго резистора и второго тиристора, первый вывод второго резистора подключен к точке соединения катода основного тиристора, первой обкладки конденсатора и катода первого обратного диода, второй вывод указанного резистора подключен к аноду второго тиристора, катод которого подключен к второй обкладке конденсатора, к аноду первого обратного диода, к положительному выводу цепи нагрузки и второму выводу главного контакта, первый вывод которого соединен с положительным выводом источника питания и анодом основного тиристора, цепь нагрузки зашунтирована цепочкой последовательно соединенных второго обратного диода и нелинейно-резистивного элемента, анод второго обратного диода подключен к отрицательному выводу цепи нагрузки и отрицательному выводу источника питания, катод второго обратного диода подключен к первому выводу нелинейно-резистивного элемента, а их точка соединения через дроссель подключена к управляющему электроду второго тиристора, второй вывод нелинейно-резистивного элемента подключен к положительному выводу цепи нагрузки.