RU2214645C2 - Dc hybrid switching device - Google Patents

Dc hybrid switching device Download PDF

Info

Publication number
RU2214645C2
RU2214645C2 RU2001115836A RU2001115836A RU2214645C2 RU 2214645 C2 RU2214645 C2 RU 2214645C2 RU 2001115836 A RU2001115836 A RU 2001115836A RU 2001115836 A RU2001115836 A RU 2001115836A RU 2214645 C2 RU2214645 C2 RU 2214645C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
terminal
transistor
pair
diode
contacts
Prior art date
Application number
RU2001115836A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001115836A (en
Inventor
В.В. Шипицын
Эльхан Шахбаба оглы Мурадов
А.Л. Худояров
Original Assignee
ООО "Технос"
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 ООО "Технос" filed Critical ООО "Технос"
Priority to RU2001115836A priority Critical patent/RU2214645C2/en
Publication of RU2001115836A publication Critical patent/RU2001115836A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2214645C2 publication Critical patent/RU2214645C2/en

Links

Abstract

FIELD: devices designed for switching dc circuits under load-carrying and emergency short-circuit conditions. SUBSTANCE: device has current relay, operating mechanism and its control system, and each pole is provided with two pairs of series- connected power contacts; connected in parallel with second pair of power contacts is semiconductor adapter built around transistor shorted out by opposing diode and protective circuit which is set up of series-connected varistor and capacitor shorted out by resistor. Protective circuit capacitor is shorted out by additional circuit set up of series-connected varistor and resistor. Connected in parallel with transistor is circuit of two series-connected resistors with series circuit of diode and capacitor inserted between their midpoint and control electrode of transistor; the latter capacitor is shorted out, in its turn, by resistor and auxiliary contact of device; newly introduced in device is also current transformer whose primary winding is inserted in transistor current circuit and secondary winding is connected through additional diode shorted out by resistor and through mentioned capacitor in parallel with transistor emitter and control junction. Newly introduced in device are also additional diode cumulatively connected in series with transistor, two dc voltage changers and their control system. Input terminals of first voltage changer, output terminals of second one, and diode are interconnected in series and connected through second pair of power contacts to load; input terminals of second voltage changer and of control system of both changers are connected to power supply of operating mechanism control system; input terminals of first voltage changer are connected to operating mechanism control system. EFFECT: enhanced speed of response and operating reliability. 5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к гибридным электрическим аппаратам, предназначенным для коммутации электрических цепей постоянного тока в нагрузочных режимах и аварийных режимах короткого замыкания. The invention relates to hybrid electrical apparatuses intended for switching DC electric circuits in load conditions and emergency short circuit conditions.

Известны гибридные коммутационные аппараты постоянного и переменного тока, содержащие электромеханическую контактную систему и полупроводниковую приставку, выполненную на тиристорах или транзисторах (Могилевский Г.В. Гибридные электрические аппараты низкого напряжения. - М.: Энергоатомиздат, 1986). Большинство из этих гибридных электрических аппаратов выполнено на однооперационных тиристорах, которые либо запираются питающей сетью переменного тока в течение tзап≥10 мс, что существенно увеличивает время отключения токов короткого замыкания и крайне нежелательно для защищаемого оборудования, либо требуют для принудительного выключения тиристоров коммутирующих конденсаторов, что усложняет схемы гибридных электрических аппаратов (см., там же, рис.1.1, 3.8, 1.21). В гибридных электрических аппаратах, выполненных на транзисторах, управление транзисторами осуществляется от вторичной обмотки трансформатора тока, первичная обмотка которого включена последовательно с электромеханическими контактами, в результате чего при изменении рабочего тока могут появиться неожиданные сигналы управления транзистором, особенно в режимах перегрузки или короткого замыкания, что затрудняет выключение транзистора в этих режимах, кроме того, нет второго электромеханического контакта, который бы обеспечивал полный разрыв цепи нагрузки и питающей сети (см. там же, рис.1.29 и 1.30). При принудительном отключении цепи постоянного тока, в которой практически всегда имеются индуктивности, возникают перенапряжения, опасные для полупроводниковых приставок гибридных аппаратов. С этой целью применяются нелинейные сопротивления или варисторы, включаемые обычно параллельно полупроводниковым приборам (см. там же, рис. 5.6 и 5.7). В этом случае, при повышенных значениях индуктивностей в цепи питания, длительность перенапряжений и протекания тока через варистор увеличиваются, и варистор может разрушаться, при этом питающее напряжение остается подключенным к нагрузке, и если в нагрузке имеет место короткое замыкание, гибридный аппарат не отключает ток короткого замыкания. Для защиты варистора в таких режимах известно включение последовательно с варистором зашунтированного резистором конденсатора, который, при длительном протекании тока через варистор, заряжается и предотвращает выход из строя варистора (см. Шипицын В. В. и др. Автономный последовательный инвертор. - А.С. СССР 1328908, 1987. БИ 29). Однако при выборе этого конденсатора с минимальной установленной мощностью, т.е. с минимальным возможным рабочим напряжением, он при заряде также может выйти из строя, и короткозамкнутая цепь также останется без защиты, особенно если используется электролитический или ему подобный конденсатор.Known hybrid switching devices of direct and alternating current, containing an electromechanical contact system and a semiconductor prefix made on thyristors or transistors (Mogilevsky GV Hybrid low-voltage electric devices. - M .: Energoatomizdat, 1986). Most of these hybrid electric vehicles carried out on single-purpose thyristors, which are either locked the AC power supply network for spare t ≥10 ms, which significantly increases the time off short-circuit currents and is highly undesirable for the equipment to be protected, or require to forcibly turn off thyristors switching capacitors, which complicates the circuitry of hybrid electric devices (see, ibid., Fig. 1.1, 3.8, 1.21). In hybrid electric devices made on transistors, transistors are controlled from the secondary winding of a current transformer, the primary winding of which is connected in series with electromechanical contacts, as a result of which, when the operating current changes, unexpected transistor control signals may appear, especially in overload or short circuit modes, which makes it difficult to turn off the transistor in these modes, in addition, there is no second electromechanical contact, which would ensure full rupture of the load circuit and the mains (see ibid., Fig.1.29 and 1.30). When the DC circuit is forcedly disconnected, in which there are almost always inductances, overvoltages occur that are dangerous for the semiconductor prefixes of hybrid devices. To this end, nonlinear resistances or varistors are used, which are usually switched on in parallel with semiconductor devices (see ibid., Fig. 5.6 and 5.7). In this case, with increased values of inductances in the supply circuit, the duration of overvoltage and current flow through the varistor increases, and the varistor can be destroyed, while the supply voltage remains connected to the load, and if there is a short circuit in the load, the hybrid device does not disconnect the short current short circuits. To protect the varistor in such modes, it is known to turn on a capacitor shunted by the resistor in series with the varistor, which, when the current flows through the varistor for a long time, is charged and prevents the varistor from malfunctioning (see Shipitsyn V.V. et al. Autonomous serial inverter. - A.C. USSR 1328908, 1987. BI 29). However, when choosing this capacitor with a minimum installed power, i.e. with the lowest possible operating voltage, it can also fail when charged, and the short-circuited circuit will also remain unprotected, especially if an electrolytic or similar capacitor is used.

При отключении нагрузки постоянного тока, например двигателей постоянного тока, может иметь место генераторный режим, при этом начинает протекать ничем не ограниченный обратный ток, если полупроводниковый аппарат выполнен на основе транзистора, зашунтированного встречным диодом, что затрудняет процесс отключения двигательных нагрузок постоянного тока. When a DC load is disconnected, for example, DC motors, a generator mode can occur, and an unlimited reverse current starts flowing if the semiconductor device is based on a transistor shunted by a counter diode, which complicates the process of disconnecting DC motor loads.

Эффективность работы гибридного коммутационного аппарата в значительной мере зависит от быстродействия самого аппарата и датчиков тока. Применение трансформаторов тока и датчиков на их основе в цепях постоянного тока невозможно. Электромагнитные реле легко настраиваются в ток перегрузки и короткого замыкания, но выдают сигнал на отключение через несколько миллисекунд. Различного рода электронные датчики и нуль-органы обладают низкой помехоустойчивостью и термостойкостью, сложны в настройке. Герконовые реле имеют большое быстродействие, но чувствительны к магнитным полям и температуре, а также сложны в настройке. The efficiency of the hybrid switching device depends largely on the speed of the device itself and current sensors. The use of current transformers and sensors based on them in DC circuits is impossible. Electromagnetic relays are easily tuned to overload and short circuit currents, but give a trip signal after a few milliseconds. Various kinds of electronic sensors and null organs have low noise immunity and heat resistance, are difficult to configure. Reed relays have high speed, but are sensitive to magnetic fields and temperature, and are also difficult to configure.

Таким образом, все рассмотренные аналоги - бесконтактные или гибридные устройства - имеют те или иные недостатки. Thus, all the considered analogues - non-contact or hybrid devices - have one or another disadvantage.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является принятый в качестве прототипа гибридный коммутационный аппарат, который имеет в каждом полюсе первую и вторую пару силовых контактов, которые соединены последовательно, а также имеют общий привод и схему управления приводом, при этом параллельно одной из пар силовых контактов подключается бесконтактный коммутатор тока (см. Дикань С.В. и др. Гибридный коммутационный аппарат. - А.С. СССР 1746424, 1992. БИ 25). Недостатком прототипа является то, что в нем наряду с общим электромагнитным приводом имеется аварийный электромагнитный привод, отсутствует управление бесконтактным коммутатором, отсутствует защита от перенапряжений бесконтактного коммутатора, отсутствует быстродействующий датчик аварийного режима - короткого замыкания нагрузки, а ток короткого замыкания отключается контактной частью гибридного аппарата, что не позволяет полностью использовать возможности гибридного аппарата. The closest in technical essence to the present invention is a hybrid switching device adopted as a prototype, which has in each pole a first and second pair of power contacts that are connected in series, and also have a common drive and drive control circuit, while parallel to one of the power pairs contactless contact current switch (see Dikan S.V. et al. Hybrid switching apparatus. - AS USSR 1746424, 1992. BI 25). The disadvantage of the prototype is that in addition to the general electromagnetic drive there is an emergency electromagnetic drive, there is no control of the proximity switch, there is no protection against overvoltage of the proximity switch, there is no high-speed emergency mode sensor - short circuit load, and the short circuit current is disconnected by the contact part of the hybrid device, which does not allow to fully use the capabilities of the hybrid device.

Все эти недостатки аналога устранены в предлагаемом изобретении. All these disadvantages of the analogue are eliminated in the present invention.

Цель изобретения заключается в том, чтобы увеличить быстродействие и надежность работы гибридного коммутационного аппарата постоянного тока. The purpose of the invention is to increase the speed and reliability of the hybrid DC switching device.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем. The essence of the invention is as follows.

Гибридный коммутационный аппарат постоянного тока содержит два первых силовых неподвижных контактных вывода для подсоединения к питающей сети, два вторых силовых неподвижных контактных вывода для подсоединения к нагрузке, реле тока, привод и систему управления приводом с кнопками "Пуск" и "Стоп", а также в каждом полюсе содержит первую и вторую пару силовых коммутирующих контактов, соединенных последовательно, при этом параллельно второй паре силовых коммутирующих контактов подсоединена полупроводниковая приставка, содержащая транзистор и первый встречно-параллельный диод, при этом параллельно транзистору подсоединена цепь из последовательно соединенных первого варистора и первого конденсатора, зашунтированного первым резистором, а между одним из силовых выводов транзистора и его управляющим электродом подсоединены параллельно соединенные второй конденсатор, второй резистор и второй варистор. The hybrid DC switching device contains two first power fixed contact terminals for connecting to the mains, two second fixed power contact terminals for connecting to the load, a current relay, a drive and a drive control system with the Start and Stop buttons, as well as each pole contains the first and second pair of power switching contacts connected in series, while a semiconductor prefix containing transi is connected in parallel with the second pair of power switching contacts Torr and the first anti-parallel diode, the parallel transistor is connected chain of serially connected first varistor and a first capacitor shunted by a first resistor, and between one of the power terminals of the transistor and its control electrode connected parallel-connected second capacitor, a second resistor and a second varistor.

Новым является то, что для увеличения быстродействия при включении и отключении нагрузки дополнительно введены третий и четвертый резисторы, которые соединены последовательно между собой и подсоединены к разным выводам транзистора, второй диод и третий конденсатор, которые соединены последовательно между собой и подсоединены к общей точке третьего и четвертого резисторов и к управляющему электроду транзистора, таким образом, чтобы ток заряда третьего конденсатора был отпирающим для транзистора, введены также пятый резистор и пара нормально открытых блок-контактов, которые соединены параллельно между собой и подсоединены параллельно третьему конденсатору, введены также трансформатор тока, третий диод и шестой резистор, при этом в качестве первичной обмотки трансформатора тока использована шина, соединяющая один из силовых выводов транзистора с вторым выводом второй пары силовых коммутирующих контактов, а вторичная обмотка и третий диод, зашунтированный шестым резистором, соединены последовательно между собой и подсоединены к упомянутому силовому выводу транзистора и общей точке второго диода и третьего конденсатора таким образом, чтобы при нарастании тока в транзисторе ток заряда третьего конденсатора был отпирающим для транзистора. New is that to increase the speed when turning on and off the load, third and fourth resistors are additionally introduced, which are connected in series with each other and connected to different terminals of the transistor, a second diode and a third capacitor, which are connected in series with each other and connected to a common point of the third and fourth resistors and to the control electrode of the transistor, so that the charge current of the third capacitor is unlocked for the transistor, the fifth resistor and a pair of open contacts, which are connected parallel to each other and connected in parallel with the third capacitor, a current transformer, a third diode and a sixth resistor are also introduced, while a bus connecting one of the power terminals of the transistor to the second terminal of the second pair is used as the primary winding of the current transformer power switching contacts, and the secondary winding and the third diode, shunted by the sixth resistor, are connected in series with each other and connected to the aforementioned power output trans ora and the common point of the second diode and the third capacitor so that a current with an increase in transistor current third capacitor charge was unlocking transistor.

Для надежной защиты от перенапряжений транзистора и самой защитной цепи введены третий варистор и седьмой резистор, которые соединены последовательно и подсоединены параллельно первому конденсатору. For reliable overvoltage protection of the transistor and the protective circuit itself, a third varistor and a seventh resistor are introduced, which are connected in series and connected in parallel to the first capacitor.

Для предотвращения протекания встречного по отношению к полярности напряжения питающей сети тока, при наличии генераторного режима, например, в момент отключения двигателя постоянного тока, введен четвертый диод, при этом он одним выводом соединен с вторым выводом первичной обмотки трансформатора тока, а вторым выводом - с первым выводом второй пары силовых неподвижных контактов для подсоединения к нагрузке и с вторым выводом второй пары силовых коммутирующих контактов, при этом диод подсоединен таким образом, чтобы через него протекал прямой ток по отношению к полярности напряжения питающей сети. In order to prevent the opposite of the polarity of the voltage of the current supply network, in the presence of the generator mode, for example, at the time of switching off the DC motor, a fourth diode is introduced, while it is connected to the second terminal of the primary winding of the current transformer by one output, and the second output to the first output of the second pair of power fixed contacts for connection to the load and with the second output of the second pair of power switching contacts, while the diode is connected so that it flows through it forward current with respect to the polarity of the supply voltage.

Для уменьшения времени обнаружения короткого замыкания в цепи нагрузки введены пятый диод, а также первый и второй трансформаторно-полупроводниковые преобразователи постоянного напряжения, при этом входные выводы первого преобразователя, выходные выводы второго преобразователя и пятый диод соединены между собой последовательно и подсоединены к первому выводу второй пары силовых коммутирующих контактов и к второму выводу второй пары силовых неподвижных контактов для подсоединения к нагрузке таким образом, чтобы питающее напряжение силовой цепи было запирающим для пятого диода, при этом выходные выводы первого преобразователя постоянного напряжения соединены с системой управления приводом, а входные выводы второго преобразователя постоянного напряжения подсоединены к источнику постоянного напряжения системы управления приводом, при этом к упомянутому источнику постоянного напряжения подсоединена входными выводами и система управления преобразователями, выходные выводы которой подсоединены к цепям управления первого и второго преобразователей постоянного напряжения. To reduce the detection time of a short circuit in the load circuit, a fifth diode is introduced, as well as the first and second transformer-semiconductor DC-DC converters, while the input terminals of the first converter, the output terminals of the second converter and the fifth diode are connected in series and connected to the first terminal of the second pair power switching contacts and to the second output of the second pair of fixed power contacts for connection to the load so that the supply voltage the power circuit was locking for the fifth diode, while the output terminals of the first DC / DC converter are connected to the drive control system, and the input terminals of the second DC / DC converter are connected to a constant voltage source of the drive control system, while the input terminals and the system are connected to said DC voltage source control converters, the output terminals of which are connected to the control circuits of the first and second DC converters voltage.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема гибридного коммутационного аппарата постоянного тока с одной парой силовых неподвижных контактов для подсоединения к питающей сети, с одной парой силовых неподвижных контактов для подсоединения к нагрузке, с двумя парами силовых коммутирующих контактов, с приводом для силовых коммутирующих контактов и его системой управления, с одной парой блок-контактов, с полупроводниковой приставкой и ее системой управления. The drawing shows a circuit diagram of a hybrid DC switching device with one pair of fixed power contacts for connecting to the mains, with one pair of fixed fixed contacts for connecting to the load, with two pairs of power switching contacts, with a drive for power switching contacts and its system control, with one pair of block contacts, with a semiconductor prefix and its control system.

В состав аппарата входят первый вывод 1 первой пары силовых неподвижных контактов для подсоединения к положительному полюсу питающей сети, первая пара 5 и 6 силовых коммутирующих контактов, реле тока с входными выводами 7 и 8 и выходными выводами 9 и 10, вторая пара 11 и 12 силовых коммутирующих контактов, первый вывод 3 второй пары силовых неподвижных контактов для подсоединения к нагрузке, второй вывод 4 второй пары силовых неподвижных контактов для подсоединения к нагрузке, второй вывод 2 первой пары силовых неподвижных контактов для подсоединения к отрицательному полюсу питающей сети, система управления 14 приводом 13 с кнопками "Пуск" 54 и "Стоп" 55, причем первая 5 и 6 и вторая 11 и 12 пары силовых коммутирующих контактов расположены на одном валу привода 13, при этом первый вывод 5 первой пары силовых коммутирующих контактов соединен с первым выводом 1 первой пары силовых неподвижных контактов для подсоединения к положительному полюсу питающей сети, второй вывод 6 первой пары силовых коммутирующих контактов соединен с первым входным выводом 7 реле тока, второй входной вывод которого 8 соединен с первым выводом 11 второй пары силовых коммутирующих контактов, второй вывод которой 12 соединен с первым выводом 3 второй пары силовых неподвижных контактов для подсоединения к первому выводу нагрузки, а второй вывод 4 этой второй пары силовых неподвижных контактов для подсоединения к второму выводу нагрузки соединен с вторым выводом 2 первой пары силовых неподвижных контактов для подсоединения к отрицательному полюсу питающей сети, при этом выходные выводы 9 и 10 реле тока соединены с системой управления 14 приводом 13 для силовых коммутирующих контактов 5, 6 и 11, 12; полупроводниковая приставка 15, содержащая транзистор с первым 16 и вторым 17 выводами и встречно-параллельный первый диод 18, которые через четвертый диод 19 подсоединены параллельно второй паре силовых коммутирующих контактов 11 и 12, первый варистор 20, соединенный последовательно с первым конденсатором 21, который зашунтирован первым резистором 22, а общая цепь с названными варистором, конденсатором и резистором подсоединена параллельно выводам транзистора 16 и 17, второй конденсатор 23, второй резистор 24 и второй варистор 25, которые соединены параллельно между собой и подсоединены к управляющему электроду 26 и второму выводу транзистора 17, третий резистор 27 и четвертый резистор 28, которые соединены последовательно между собой и подсоединены параллельно выводам транзистора 16 и 17, второй диод 29 и третий конденсатор 30, которые соединены последовательно между собой и подсоединены к общей точке резисторов 27 и 28 и к управляющему электроду транзистора 26, пятый резистор 31 и пара нормально открытых блок-контактов 32, которые соединены параллельно между собой и подсоединены параллельно конденсатору 30; трансформатор тока, содержащий первичную 33 и вторичную 34 обмотки, третий диод 35 и шестой резистор 36, при этом в качестве первичной обмотки 33 трансформатора тока использована шина, первый вывод которой соединен с вторым выводом 17 транзистора, а второй ее вывод соединен с первым выводом четвертого диода 19, второй вывод которого соединен с первым выводом 3 второй пары силовых неподвижных контактов для подсоединения к нагрузке и вторым выводом 12 второй пары силовых коммутирующих контактов, а вторичная обмотка 34 трансформатора тока соединена последовательно с третьим диодом 35, который зашунтирован шестым резистором 36, при этом полученная цепь подсоединена к второму выводу 17 транзистора и к общей точке второго диода 29 и первого вывода третьего конденсатора 30, второй вывод которого соединен с управляющим электродом 26 транзистора таким образом, чтобы при нарастании тока транзистора ток заряда третьего конденсатора 30 от вторичной обмотки трансформатора тока обеспечивал бы отпирающий сигнал для транзистора, при этом третий конденсатор 30 зашунтирован пятым резистором 31 и нормально открытыми блок-контактами 32; третий варистор 37 и седьмой резистор 38, при этом упомянутые варистор и резистор соединены между собой последовательно и подсоединены параллельно конденсатору 21; в состав аппарата также входят пятый диод 39, первый трансформаторно-полупроводниковый преобразователь постоянного напряжения с входными выводами 40 и 41 и выходными выводами 42 и 43, второй трансформаторно-полупроводниковый преобразователь постоянного напряжения с входными выводами 44 и 45 и выходными выводами 46 и 47, а также система управления преобразователями постоянного напряжения с входными выводами 48 и 49 и выходными выводами 50, 51, 52 и 53, при этом второй выходной вывод 47 второго преобразователя постоянного напряжения соединен с вторым выводом 4 второй пары силовых неподвижных контактов для подсоединения к нагрузке и с вторым выводом 2 первой пары силовых неподвижных контактов для подсоединения к питающей сети, а первый выходной вывод 46 второго преобразователя постоянного напряжения соединен с первым входным выводом 40 первого преобразователя постоянного напряжения, второй входной вывод которого 41 соединен с первым выводом пятого диода 39, второй вывод которого соединен с первым выводом 11 второй пары силовых коммутирующих контактов. при этом полученная цепь подсоединена к выводам 4 и 11 таким образом, чтобы напряжение питающей сети и напряжение на нагрузке в нормальном нагрузочном режиме были запирающими для пятого диода 39, при этом система управления преобразователями постоянного напряжения входными выводами 48 и 49 подсоединена к источнику питания системы управления приводом 14, а выходные выводы 50, 51, 52 и 53 подсоединены соответственно к цепям управления второго и первого преобразователей постоянного напряжения. Каждый преобразователь постоянного напряжения состоит из транзисторного инвертора, двухобмоточного трансформатора и выпрямителя, что позволяет при постоянном напряжении на входе и на выходе преобразователей согласовать уровень напряжения в цепях управления и питающей силовой сети, а также изолировать цепи источника питания системы управления приводом от силовых цепей. Оперативное включение аппарата производится кнопкой 54, а его оперативное отключение кнопкой 55. The apparatus includes the first output 1 of the first pair of fixed power contacts for connecting to the positive pole of the supply network, the first pair of 5 and 6 power switching contacts, current relays with input pins 7 and 8 and output pins 9 and 10, the second pair of 11 and 12 power switching contacts, the first terminal 3 of the second pair of power fixed contacts for connecting to the load, the second terminal 4 of the second pair of power fixed contacts for connecting to the load, the second terminal 2 of the first pair of power fixed contacts for connecting connection to the negative pole of the supply network, the control system 14 of the actuator 13 with the buttons "Start" 54 and "Stop" 55, and the first 5 and 6 and the second 11 and 12 pairs of power switching contacts are located on one shaft of the actuator 13, while the first output 5 the first pair of power switching contacts is connected to the first terminal 1 of the first pair of fixed power contacts for connecting to the positive pole of the supply network, the second terminal 6 of the first pair of power switching contacts is connected to the first input terminal 7 of the current relay, the second input terminal of which 8 connected to the first terminal 11 of the second pair of power switching contacts, the second terminal of which 12 is connected to the first terminal 3 of the second pair of fixed power contacts for connecting to the first load terminal, and the second terminal 4 of this second pair of fixed power contacts for connecting to the second load terminal is connected to the second terminal 2 of the first pair of fixed power contacts for connecting to the negative pole of the supply network, while the output terminals 9 and 10 of the current relay are connected to the control system 14 of the drive 13 for power ommutiruyuschih contacts 5, 6 and 11, 12; a semiconductor prefix 15 containing a transistor with first 16 and second 17 terminals and a counter-parallel first diode 18, which are connected through a fourth diode 19 in parallel with a second pair of power switching contacts 11 and 12, a first varistor 20 connected in series with the first capacitor 21, which is shunted the first resistor 22, and the common circuit with the named varistor, capacitor and resistor is connected in parallel with the terminals of the transistor 16 and 17, the second capacitor 23, the second resistor 24 and the second varistor 25, which are connected to parallel to each other and connected to the control electrode 26 and the second terminal of the transistor 17, the third resistor 27 and the fourth resistor 28, which are connected in series with each other and connected in parallel with the terminals of the transistor 16 and 17, the second diode 29 and the third capacitor 30, which are connected in series with each other and connected to a common point of the resistors 27 and 28 and to the control electrode of the transistor 26, the fifth resistor 31 and a pair of normally open block contacts 32, which are connected in parallel to each other and connected in parallel to the capacitor 30; a current transformer containing a primary 33 and secondary 34 windings, a third diode 35 and a sixth resistor 36, while a bus is used as the primary winding 33 of the current transformer, the first terminal of which is connected to the second terminal 17 of the transistor, and its second terminal is connected to the first terminal of the fourth diode 19, the second terminal of which is connected to the first terminal 3 of the second pair of power fixed contacts for connection to the load and the second terminal 12 of the second pair of power switching contacts, and the secondary winding 34 of the current transformer is connected by consequently with the third diode 35, which is shunted by the sixth resistor 36, while the resulting circuit is connected to the second terminal 17 of the transistor and to the common point of the second diode 29 and the first terminal of the third capacitor 30, the second terminal of which is connected to the control electrode 26 of the transistor so that when if the transistor current increases, the charge current of the third capacitor 30 from the secondary winding of the current transformer would provide a trigger signal for the transistor, while the third capacitor 30 is shunted by the fifth resistor 31 and the normal but open block contacts 32; a third varistor 37 and a seventh resistor 38, wherein said varistor and resistor are interconnected in series and connected in parallel to capacitor 21; the apparatus also includes a fifth diode 39, a first transformer-semiconductor DC voltage converter with input terminals 40 and 41 and output terminals 42 and 43, a second transformer-semiconductor DC voltage converter with input terminals 44 and 45 and output terminals 46 and 47, and also a control system for DC / DC converters with input terminals 48 and 49 and output terminals 50, 51, 52 and 53, while the second output terminal 47 of the second DC / DC converter is connected to the second terminal 4 of the second pair of fixed power contacts for connecting to the load and with the second terminal 2 of the first pair of fixed fixed power contacts for connecting to the mains, and the first output terminal 46 of the second DC / DC converter is connected to the first input terminal 40 of the first DC / DC converter, the second input terminal which 41 is connected to the first terminal of the fifth diode 39, the second terminal of which is connected to the first terminal 11 of the second pair of power switching contacts. the resulting circuit is connected to pins 4 and 11 so that the mains voltage and the voltage at the load in normal load mode are blocking for the fifth diode 39, while the control system of the DC / DC converters with input pins 48 and 49 is connected to the power supply of the control system drive 14, and the output terminals 50, 51, 52 and 53 are connected respectively to the control circuits of the second and first DC / DC converters. Each DC-voltage converter consists of a transistor inverter, a double-winding transformer and a rectifier, which allows for a constant voltage at the input and output of the converters to coordinate the voltage level in the control circuits and the power supply network, as well as isolate the power supply circuit of the drive control system from the power circuits. Operational turning on of the device is performed by button 54, and its operational disconnection by button 55.

Первая 5, 6 и вторая 11, 12 пары силовых коммутирующих контактов, а также пара нормально открытых блок-контактов 32 расположены на общем валу привода, что на чертеже показано пунктирными линиями. The first 5, 6 and second 11, 12 pairs of power switching contacts, as well as a pair of normally open block contacts 32 are located on the common drive shaft, which is shown in dashed lines in the drawing.

При смене полярности напряжения питающей сети по сравнению с чертежом меняются соответственно направления прямого подсоединения транзистора и всех диодов в схеме. When changing the polarity of the supply voltage compared to the drawing, the directions of the direct connection of the transistor and all the diodes in the circuit respectively change.

Аппарат, схема которого приведена на чертеже, работает следующим образом. The apparatus, a diagram of which is shown in the drawing, operates as follows.

1-й режим - режим включения. Исходное состояние - нагрузка отключена. Выводы первой пары силовых коммутирующих контактов 5 и 6 и второй пары силовых коммутирующих контактов 11 и 12 разомкнуты, блок-контакты 32 разомкнуты, конденсаторы 21, 23 и 30 разряжены через соответствующие резисторы 22, 24 и 31, сигнал от реле тока 9, 10 отсутствует и не поступает в систему управления 14 приводом 13, сигнал от первого преобразователя постоянного напряжения 42, 43 также отсутствует и не поступает в систему управления 14 приводом 13, т.к. он получает питание от второго преобразователя постоянного напряжения 46, 47 через диод 39 и выводы второй пары силовых коммутирующих контактов 11 и 12, которые разомкнуты в исходном состоянии. 1st mode - on mode. Initial state - the load is disconnected. The conclusions of the first pair of power switching contacts 5 and 6 and the second pair of power switching contacts 11 and 12 are open, block contacts 32 are open, capacitors 21, 23 and 30 are discharged through the corresponding resistors 22, 24 and 31, there is no signal from the current relay 9, 10 and does not enter the control system 14 of the drive 13, the signal from the first DC / DC converter 42, 43 is also absent and does not enter the control system 14 of the drive 13, because it receives power from the second DC / DC converter 46, 47 through the diode 39 and the terminals of the second pair of power switching contacts 11 and 12, which are open in the initial state.

При подаче оператором кнопкой 54 "Пуск" в систему управления 14 приводом 13 сигнала на включение аппарата вначале замыкаются выводы первой пары силовых коммутирующих контактов 5 и 6, при этом на второй паре силовых коммутирующих контактов 11 и 12 появляется постоянное напряжение, это же напряжение появляется на транзисторе 16, 17 и последовательно соединенных резисторах 27 и 28, при этом для показанной на чертеже полярности на первом выводе транзистора 16 - коллекторе появляется положительный потенциал, а на втором выводе этого же транзистора 17 - эмиттере появляется отрицательный потенциал. Через резистор 27, диод 29 и конденсатор 30 на управляющий электрод 26 транзистора также поступает положительный по отношению к эмиттеру потенциал, что приводит к отпиранию транзистора 16, 17, при этом по цепи первый вывод 1 первой пары силовых неподвижных контактов для подсоединения к питающей сети - первый вывод 5 первой пары силовых коммутирующих контактов - второй вывод 6 первой пары силовых коммутирующих контактов - первый входной вывод 7 реле тока - второй входной вывод 8 реле тока - первый вывод 11 второй пары силовых коммутирующих контактов - первый вывод 16 транзистора - второй вывод 17 транзистора - первичная обмотка 33 трансформатора тока - четвертый диод 19 - первый вывод 3 второй пары силовых неподвижных контактов - нагрузка (которая на чертеже отсутствует, так как не входит в состав коммутационного аппарата) - второй вывод 4 второй пары силовых неподвижных контактов - второй вывод 2 первой пары силовых неподвижных контактов будет протекать ток. Направление намотки вторичной обмотки 34 трансформатора тока выбрано таким образом, чтобы при нарастании тока через транзистор 16, 17 напряжение на вторичной обмотке 34 трансформатора тока по цепи второй вывод 17 транзистора - вторичная обмотка 34 трансформатора тока - третий диод 35 и шестой резистор 36 - третий конденсатор 30 и шестой резистор 31 - управляющий электрод 26 транзистора увеличивало положительный потенциал на управляющем электроде 26 транзистора, что дополнительно увеличивает скорость отпирания транзистора 16, 17 и ограничивает напряжение на силовых выводах транзистора 16, 17 и на второй паре силовых коммутирующих контактов 11 и 12 на уровне прямого падения напряжения на транзисторе 16, 17 и диоде 19. When the operator presses the “Start” button 54 into the control system 14 of the drive 13 of the signal to turn on the device, the outputs of the first pair of power switching contacts 5 and 6 are closed first, and a constant voltage appears on the second pair of power switching contacts 11 and 12, the same voltage appears on transistor 16, 17 and series-connected resistors 27 and 28, while for the polarity shown in the drawing, the positive potential appears on the first output of transistor 16 - collector, and on the second output of the same transistor 17 - amy tere appears negative potential. Through a resistor 27, a diode 29, and a capacitor 30, a potential positive with respect to the emitter also arrives at the control electrode 26 of the transistor, which leads to the unlocking of the transistor 16, 17, while the first terminal 1 of the first pair of fixed power contacts for connecting to the mains is connected through the circuit - the first terminal 5 of the first pair of power switching contacts - the second terminal 6 of the first pair of power switching contacts - the first input terminal 7 of the current relay - the second input terminal 8 of the current relay - the first terminal 11 of the second pair of power switching contacts - p the first terminal 16 of the transistor - the second terminal 17 of the transistor - the primary winding 33 of the current transformer - the fourth diode 19 - the first terminal 3 of the second pair of fixed power contacts - load (which is not shown in the drawing, since it is not part of the switching device) - the second terminal 4 of the second pairs of power fixed contacts - the second terminal 2 of the first pair of power fixed contacts will flow current. The direction of the winding of the secondary winding 34 of the current transformer is selected so that when the current increases through the transistor 16, 17, the voltage on the secondary winding 34 of the current transformer in the circuit of the second terminal 17 of the transistor is the secondary winding 34 of the current transformer is the third diode 35 and the sixth resistor 36 is the third capacitor 30 and the sixth resistor 31 - the control electrode 26 of the transistor increased the positive potential at the control electrode 26 of the transistor, which further increases the unlocking speed of the transistor 16, 17 and limits the voltage at the power terminals of transistor 16, 17 and on the second pair of power switching contacts 11 and 12 at the level of direct voltage drop across transistor 16, 17 and diode 19.

Быстрейшему отпиранию транзистора 16, 17 способствует также замыкание блок-контактов 32 с некоторым интервалом задержки по отношению к моменту замыкания силовых коммутирующих контактов 5 и 6. The fastest unlocking of the transistor 16, 17 is also facilitated by the closure of the block contacts 32 with a certain delay interval with respect to the moment of closure of the power switching contacts 5 and 6.

При этом малом напряжении в результате работы привода 13 происходит замыкание второй пары силовых коммутирующих контактов 11 и 12 через небольшой временной интервал после замыкания блок-контактов 32, после чего ток переходит из цепи транзистора 16, 17 в цепь выводов второй пары силовых коммутирующих контактов 11 и 12, т.к. напряжение на замкнутых контактах 11 и 12 меньше, чем на транзисторе 16, 17 и диоде 19, тем более, что по мере снижения коллекторного напряжения на транзисторе 16, 17 отпирающий ток для транзистора 16, 17 снижается и напряжение на нем может возрастать. После замыкания выводов второй пары силовых коммутирующих контактов 11 и 12 процесс включения аппарата заканчивается. At this low voltage, as a result of the drive 13, the second pair of power switching contacts 11 and 12 closes after a short time interval after closing the contact contacts 32, after which the current passes from the transistor 16, 17 circuit to the terminals of the second pair of power switching contacts 11 and 12 because the voltage on the closed contacts 11 and 12 is less than on the transistor 16, 17 and the diode 19, the more so as the collector voltage on the transistor 16, 17 decreases, the unlocking current for the transistor 16, 17 decreases and the voltage on it can increase. After closing the terminals of the second pair of power switching contacts 11 and 12, the process of turning on the device ends.

Поскольку контакты 5 и 6 первой пары силовых коммутирующих контактов замыкаются при отсутствии тока, т.к. транзистор до замыкания этих контактов не отпирается, а вторая пара силовых коммутирующих контактов 11 и 12 замыкается при малом напряжении, электрический износ силовых коммутирующих контактов первой и второй пар при включении аппарата резко сокращается. Since contacts 5 and 6 of the first pair of power switching contacts are closed in the absence of current, because the transistor does not unlock before the closure of these contacts, and the second pair of power switching contacts 11 and 12 closes at low voltage, the electrical wear of the power switching contacts of the first and second pairs is sharply reduced when the device is turned on.

Если нет перегрузки, нет сигнала от реле тока 9, 10 в систему управления 14 приводом 13, если нет короткого замыкания в цепи нагрузки, диод 39 закрыт напряжением нагрузки или напряжением питающей сети, поэтому преобразователь постоянного напряжения 42, 43 не работает, т.к. на нем нет питающего напряжения и, следовательно, от него нет сигнала в систему управления 14 приводом 13. Уровень выходного напряжения преобразователя постоянного напряжения 46, 47 выбирается равным примерно половине номинального напряжения на нагрузке. Поэтому пока напряжение на нагрузке не снизится до половины номинального, питание на первый преобразователь постоянного напряжения 40, 41 не поступает, и он не выдает сигнал в систему управления 14 приводом 13 на отключение нагрузки. If there is no overload, there is no signal from the current relay 9, 10 to the control system 14 of the drive 13, if there is no short circuit in the load circuit, the diode 39 is closed by the load voltage or the supply voltage, so the DC / DC converter 42, 43 does not work, because . there is no supply voltage on it and, therefore, there is no signal from it to the control system 14 of the drive 13. The output voltage level of the DC / DC converter 46, 47 is chosen equal to approximately half the rated voltage at the load. Therefore, until the voltage at the load drops to half the rated voltage, power is not supplied to the first DC-DC converter 40, 41, and it does not provide a signal to the control system 14 of drive 13 to disconnect the load.

Второй процесс - это наиболее важный процесс отключения аппарата, который имеет три вида: 1) оперативное отключение; 2) отключение при перегрузке; 3) отключение при коротком замыкании нагрузки. The second process is the most important process of shutting down the device, which has three types: 1) operational shutdown; 2) shutdown during overload; 3) shutdown during short circuit load.

В первом случае сигнал на отключение подается оператором через кнопку 55 "Стоп", во втором случае сигнал на отключение приходит от реле тока 9, 10, в третьем случае сигнал на отключение может прийти от того же реле тока 9, 10 или от преобразователя постоянного напряжения 42, 43. In the first case, the shutdown signal is supplied by the operator via the Stop button 55, in the second case the shutdown signal comes from the current relay 9, 10, in the third case the shutdown signal can come from the same current relay 9, 10 or from the DC-voltage converter 42, 43.

При появлении сигнала на отключение гибридный аппарат работает следующим образом. When a shutdown signal appears, the hybrid device operates as follows.

В исходном состоянии выводы первой 5, 6 и второй 11, 12 пар силовых коммутирующих контактов замкнуты, нормально открытые блок-контакты 32 замкнуты, конденсаторы 21, 23 и 30 разряжены. In the initial state, the terminals of the first 5, 6 and second 11, 12 pairs of power switching contacts are closed, normally open block contacts 32 are closed, capacitors 21, 23 and 30 are discharged.

При появлении сигнала на отключение первыми размыкаются выводы второй пары силовых коммутирующих контактов 11 и 12, при этом на выводах этой второй пары силовых коммутирующих контактов 11 и 12 появляется напряжение, которое в начале хода контактов невелико. Это же напряжение прикладывается и к транзистору 16, 17, и к его управляющему электроду 26 с той же полярностью, как и при включении нагрузки по цепи первый вывод 11 второй пары силовых коммутирующих контактов - третий резистор 27 - второй диод 29 - замкнутые блок-контакты 32 - управляющий электрод 26 транзистора. Поэтому транзистор 16, 17 начинает открываться и через него потечет ток по цепи первый вывод 1 первой пары силовых неподвижных контактов - первый вывод 5 первой пары силовых коммутирующих контактов - второй вывод 6 первой пары силовых коммутирующих контактов - первый входной вывод 7 реле тока - второй входной вывод 8 реле тока - первый вывод 11 второй пары силовых коммутирующих контактов - первый вывод 16 транзистора - второй вывод 17 транзистора - первичная обмотка 33 трансформатора тока - четвертый диод 19 - первый вывод 3 второй пары силовых неподвижных контактов для подсоединения к нагрузке и второй вывод 12 второй пары силовых коммутирующих контактов - нагрузка - второй вывод 4 второй пары силовых неподвижных контактов для подсоединения к нагрузке - второй вывод 2 первой пары силовых неподвижных контактов для подсоединения к питающей сети. При протекании возрастающего тока через первичную обмотку 33 трансформатора тока на его вторичной обмотке 34 появится напряжение, которое по цепи второй вывод 17 транзистора - обмотка 34 трансформатора тока - третий диод 35 - замкнутые блок-контакты 32 - управляющий электрод 26 транзистора будет увеличивать отпирающий сигнал транзистора 16, 17. В результате этого ток из цепи выводов второй пары силовых коммутирующих контактов 11 и 12 перейдет в цепь транзистора 16, 17 первичной обмотки 33 трансформатора тока и диода 19, а напряжение на этой паре силовых коммутирующих контактов 11 и 12 не поднимется выше, чем прямое напряжение на открытом транзисторе 16, 17 и диоде 19, что обеспечивает сравнительно легкое гашение дуги на упомянутых контактах 11 и 12. When a trip signal appears, the outputs of the second pair of power switching contacts 11 and 12 are the first to open, while the voltage appears at the terminals of this second pair of power switching contacts 11 and 12, which is small at the beginning of the contact stroke. The same voltage is applied to the transistor 16, 17, and to its control electrode 26 with the same polarity as when turning on the load on the circuit, the first output 11 of the second pair of power switching contacts - the third resistor 27 - the second diode 29 - closed block contacts 32 - control electrode 26 of the transistor. Therefore, the transistor 16, 17 begins to open and current flows through the circuit through the first terminal 1 of the first pair of power fixed contacts - the first terminal 5 of the first pair of power switching contacts - the second terminal 6 of the first pair of power switching contacts - the first input terminal 7 of the current relay - the second input terminal 8 of the current relay - first terminal 11 of the second pair of power switching contacts - first terminal 16 of the transistor - second terminal 17 of the transistor - primary winding 33 of the current transformer - fourth diode 19 - first terminal 3 of the second pair of stationary power of the second contacts for connecting to the load and the second terminal 12 of the second pair of power switching contacts - the load - the second terminal 4 of the second pair of fixed power contacts for connecting to the load - the second terminal 2 of the first pair of fixed fixed contacts for connecting to the mains. When an increasing current flows through the primary winding 33 of the current transformer, a voltage will appear on its secondary winding 34, which is connected to the second terminal 17 of the transistor - the current transformer winding 34 - the third diode 35 - closed block contacts 32 - the control electrode 26 of the transistor will increase the unlock signal of the transistor 16, 17. As a result, the current from the terminals of the second pair of power switching contacts 11 and 12 will go to the circuit of the transistor 16, 17 of the primary winding 33 of the current transformer and diode 19, and the voltage on this pair of power the switching contacts 11 and 12 will not rise higher than the forward voltage on the open transistor 16, 17 and the diode 19, which provides a relatively easy arc extinction on the said contacts 11 and 12.

При размыкании силовых коммутирующих контактов 11 и 12 через некоторый временной интервал разомкнутся и блок-контакты 32, при этом по мере заряда конденсатора 30 напряжение и ток управления транзистором будут уменьшаться. Величина емкости конденсатора 30 выбирается такой, чтобы транзистор 16, 17 оставался открытым в течение времени размыкания силовых коммутирующих контактов 11 и 12. После заряда конденсатора 30 транзистор 16, 17 начинает закрываться и на нем может появиться перенапряжение, вызванное индуктивностью питающей сети. When the power switching contacts 11 and 12 are opened, the block contacts 32 will open after a certain time interval, and as the capacitor 30 is charged, the voltage and control current of the transistor will decrease. The capacitance 30 is selected so that the transistor 16, 17 remains open during the opening time of the power switching contacts 11 and 12. After the capacitor 30 is charged, the transistor 16, 17 starts to close and an overvoltage caused by the inductance of the supply network may appear on it.

С целью предотвращения перенапряжений и помех на управляющем электроде 26 транзистора при его выключении параллельно управляющему электроду 26 и эмиттеру 17 подсоединены конденсатор 23 и варистор 25, а также резистор 24 для компенсации тока управления, протекающего от резистора 27 через резистор 31 после заряда конденсатора 30. In order to prevent overvoltage and interference on the control electrode 26 of the transistor when it is turned off, a capacitor 23 and a varistor 25 are connected in parallel with the control electrode 26 and the emitter 17, as well as a resistor 24 to compensate for the control current flowing from the resistor 27 through the resistor 31 after charging the capacitor 30.

Если перенапряжение на транзисторе 16, 17 превысит заданный уровень, вступит в действие варистор 20, который будет уменьшать перенапряжение на транзисторе 16, 17, при этом будет заряжаться конденсатор 21, и напряжение на транзисторе будет плавно возрастать. Заряд конденсатора 21 ограничивает ток варистора 20 и предотвращает его выход из строя. Если при большом запасе электромагнитной энергии в индуктивности питающей сети напряжение на конденсаторе 21 превысит заданный уровень, вступит в действие варистор 37, что ограничит скорость нарастания напряжения на конденсаторе 21 и на транзисторе 16, 17, при этом величина резистора 38 выбирается такой, чтобы кратность тока цепи первый вывод 1 первой пары силовых неподвижных контактов - первый вывод 5 первой пары силовых коммутирующих контактов - второй вывод 6 первой пары силовых коммутирующих контактов - первый входной вывод 7 реле тока - второй входной вывод 8 реле тока - первый вывод 11 второй пары силовых коммутирующих контактов - первый варистор 20 - третий варистор 37 - седьмой резистор 38 - первичная обмотка 33 трансформатора тока - четвертый диод 19 - первый вывод 3 второй пары силовых неподвижных контактов для подсоединения к нагрузке - короткозамкнутая нагрузка - второй вывод 4 второй пары силовых неподвижных контактов для подсоединения к нагрузке - второй вывод 2 первой пары силовых неподвижных контактов по отношению к номинальному току нагрузки была небольшой, даже при разрушении варисторов 20 и 37, и первая пара 5 и 6 силовых коммутирующих контактов легко отключила бы этот ток. If the overvoltage at the transistor 16, 17 exceeds a predetermined level, the varistor 20 will come into effect, which will reduce the overvoltage at the transistor 16, 17, while the capacitor 21 will be charged, and the voltage at the transistor will gradually increase. The charge of the capacitor 21 limits the current of the varistor 20 and prevents its failure. If, with a large supply of electromagnetic energy in the inductance of the supply network, the voltage on the capacitor 21 exceeds a predetermined level, the varistor 37 will come into effect, which will limit the rate of rise of voltage on the capacitor 21 and on the transistor 16, 17, while the value of the resistor 38 is chosen so that the current multiplicity circuits the first terminal 1 of the first pair of power fixed contacts - the first terminal 5 of the first pair of power switching contacts - the second terminal 6 of the first pair of power switching contacts - the first input terminal 7 of the current relay - sec the first input terminal 8 of the current relay - the first terminal 11 of the second pair of power switching contacts - the first varistor 20 - the third varistor 37 - the seventh resistor 38 - the primary winding 33 of the current transformer - the fourth diode 19 - the first terminal 3 of the second pair of fixed power contacts for connection to the load - short-circuited load - the second terminal 4 of the second pair of power fixed contacts for connecting to the load - the second terminal 2 of the first pair of power fixed contacts with respect to the rated load current was small, even when destroyed and varistors 20 and 37, and the first pair 5 and 6 power switching contacts to easily shut off the current.

Как правило, при отключении номинального тока включение в работу варистора 37 не происходит, т.к. при номинальном токе энергия, запасенная в индуктивности питающей сети, не превосходит той энергии, которую может запасти конденсатор 21, т.к. из этих условий он выбирается. As a rule, when the rated current is turned off, the inclusion of the varistor 37 does not occur, because at rated current, the energy stored in the inductance of the supply network does not exceed the energy that capacitor 21 can store, because from these conditions he is chosen.

Однако при большой перегрузке и особенно при коротком замыкании нагрузки работа защитной цепи - варистор 37, резистор 38 весьма вероятна. However, with a large overload and especially with a short circuit of the load, the operation of the protective circuit is varistor 37, resistor 38 is very likely.

После окончания описанного переходного процесса в полупроводниковой приставке размыкаются контакты первой пары силовых коммутирующих контактов 5, 6 и процесс отключения на этом заканчивается при малом токе или полном его отсутствии, что уменьшает износ силовых коммутирующих контактов 5, 6 в процессе отключения. After the end of the described transient process, the contacts of the first pair of power switching contacts 5, 6 open in the semiconductor prefix and the disconnection process ends when the current is low or completely absent, which reduces the wear of the power switching contacts 5, 6 during the shutdown process.

Таким образом, в предлагаемом коммутационном гибридном аппарате по сравнению с прототипом обеспечиваются большее быстродействие и большая надежность. Thus, in the proposed switching hybrid apparatus in comparison with the prototype provides greater speed and greater reliability.

Реализация предложенного изобретения для достижения большего быстродействия и большей надежности будет произведена следующим образом. В коммутационном аппарате постоянного тока, имеющем реле тока 7, 8, 9, 10, систему управления 14 приводом 13, две пары силовых коммутирующих контактов 5, 6 и 11, 12, параллельно одной из пар 11, 12 будут подсоединены полупроводниковая приставка 15, преобразователи постоянного напряжения 42, 43 и 46, 47, а также диод 39. Все это будет реализовано фирмой "Технос". При этом быстродействие будет увеличено за счет оптимальной длительности интервала работы транзистора 16, 17, 26 при включении и отключении постоянного тока, а надежность возрастет за счет уменьшения износа силовых коммутирующих контактов 5, 6 и 11, 12 в процессе включения и отключения постоянного тока. Implementation of the proposed invention to achieve greater speed and greater reliability will be made as follows. In a DC switching apparatus having a current relay 7, 8, 9, 10, a control system 14 of a drive 13, two pairs of power switching contacts 5, 6 and 11, 12, a semiconductor prefix 15, converters will be connected in parallel to one of the pairs 11, 12 DC voltage 42, 43 and 46, 47, as well as diode 39. All this will be implemented by Technos. In this case, the speed will be increased due to the optimal duration of the operation of the transistor 16, 17, 26 when turning on and off the direct current, and reliability will increase by reducing the wear of the power switching contacts 5, 6 and 11, 12 during turning on and off the direct current.

Claims (5)

1. Гибридный коммутационный аппарат постоянного тока, содержащий два вывода первой пары силовых неподвижных контактов для подсоединения к питающей сети, два вывода второй пары силовых неподвижных контактов для подсоединения к нагрузке, реле тока, привод и систему управления приводом с кнопками "Пуск" и "Стоп", а также содержащий в каждом полюсе первую и вторую пару силовых коммутирующих контактов, полупроводниковую приставку, содержащую транзистор, первый диод, первый и второй конденсаторы, первый и второй варисторы, первый и второй резисторы, причем первая и вторая пары силовых коммутирующих контактов расположены на одном валу привода, при этом первый вывод первой пары силовых коммутирующих контактов соединен с первым выводом первой пары силовых неподвижных контактов для подсоединения к питающей сети, второй вывод первой пары силовых коммутирующих контактов соединен с первым входным выводом реле тока, выходные выводы которого соединены с системой управления приводом, а второй входной вывод реле тока соединен с первым выводом второй пары силовых коммутирующих контактов, второй вывод которой соединен с первым выводом второй пары силовых неподвижных контактов для подсоединения к нагрузке, а второй вывод второй пары силовых неподвижных контактов для подсоединения к нагрузке соединен с вторым выводом первой пары силовых неподвижных контактов для подсоединения к питающей сети, при этом первый вывод транзистора и первый вывод первого диода подсоединены к первому выводу второй пары силовых коммутирующих контактов, а вторые выводы транзистора и первого диода подсоединены к первому выводу второй пары силовых неподвижных контактов для подсоединения к нагрузке и к второму выводу второй пары силовых коммутирующих контактов, причем транзистор подсоединен в прямом направлении по отношению к полярности питающей сети, а первый диод в обратном направлении по отношению к полярности питающей сети, при этом к первому выводу транзистора подсоединен первый вывод первого варистора, второй вывод которого соединен с первыми выводами первого конденсатора и первого резистора, вторые выводы которых соединены с вторым выводом транзистора, при этом первые выводы второго конденсатора, второго резистора и второго варистора подсоединены к управляющему электроду транзистора, а их вторые выводы подсоединены к второму выводу транзистора, отличающийся тем, что введены дополнительно третий, четвертый и пятый резисторы, третий конденсатор, второй диод и пара нормально открытых блок-контактов, причем блок-контакты расположены на общем валу привода, при этом первый вывод третьего резистора соединен с первым выводом транзистора, второй вывод третьего резистора соединен с первым выводом четвертого резистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом транзистора, к общей точке третьего и четвертого резисторов подсоединен первый вывод второго диода, второй вывод которого соединен с первым выводом третьего конденсатора, второй вывод которого соединен с управляющим электродом транзистора, причем второй диод подсоединен таким образом, чтобы протекающий через него ток заряда третьего конденсатора был отпирающим для транзистора, при этом к первому выводу третьего конденсатора подсоединены первый вывод пятого резистора и первый вывод пары нормально открытых блок-контактов, а второй вывод пятого резистора и второй вывод пары нормально открытых блок-контактов подсоединены к второму выводу третьего конденсатора. 1. A hybrid DC switching device containing two terminals of the first pair of fixed power contacts for connecting to the mains, two terminals of the second pair of fixed power contacts for connecting to the load, current relay, drive and drive control system with the Start and Stop buttons ", as well as containing in each pole the first and second pair of power switching contacts, a semiconductor prefix containing a transistor, a first diode, first and second capacitors, first and second varistors, the first and second resis ora, and the first and second pairs of power switching contacts are located on the same drive shaft, while the first output of the first pair of power switching contacts is connected to the first output of the first pair of fixed power contacts for connection to the mains, the second output of the first pair of power switching contacts is connected to the first the input terminal of the current relay, the output terminals of which are connected to the drive control system, and the second input terminal of the current relay is connected to the first terminal of the second pair of power switching contact c, the second terminal of which is connected to the first terminal of the second pair of fixed power contacts for connecting to the load, and the second terminal of the second pair of fixed power contacts for connecting to the load is connected to the second terminal of the first pair of fixed power contacts for connecting to the mains, while the first terminal the transistor and the first terminal of the first diode are connected to the first terminal of the second pair of power switching contacts, and the second terminals of the transistor and the first diode are connected to the first terminal of the second pair fixed contacts for connecting to the load and to the second output of the second pair of power switching contacts, the transistor connected in the forward direction with respect to the polarity of the supply network, and the first diode in the opposite direction with respect to the polarity of the supply network, while connected to the first terminal of the transistor the first terminal of the first varistor, the second terminal of which is connected to the first terminals of the first capacitor and the first resistor, the second terminals of which are connected to the second terminal of the transistor, while the first the terminals of the second capacitor, the second resistor and the second varistor are connected to the control electrode of the transistor, and their second terminals are connected to the second terminal of the transistor, characterized in that an additional third, fourth and fifth resistor, a third capacitor, a second diode and a pair of normally open block contacts are introduced moreover, the block contacts are located on the common shaft of the drive, while the first terminal of the third resistor is connected to the first terminal of the transistor, the second terminal of the third resistor is connected to the first terminal of the fourth a resistor, the second terminal of which is connected to the second terminal of the transistor, connected to a common point of the third and fourth resistors is the first terminal of the second diode, the second terminal of which is connected to the first terminal of the third capacitor, the second terminal of which is connected to the control electrode of the transistor, and the second diode is connected in such a way so that the charge current of the third capacitor flowing through it is unlocked for the transistor, while the first output of the fifth resistor and the first are connected to the first output of the third capacitor the first output of a pair of normally open block contacts, and the second output of the fifth resistor and the second output of a pair of normally open block contacts are connected to the second output of the third capacitor. 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что введены дополнительно трансформатор тока с первичной и вторичной обмотками, третий диод и шестой резистор, причем в качестве первичной обмотки трансформатора тока использована шина, первый вывод которой соединен со вторым выводом транзистора, а второй вывод этой шины соединен с первым выводом второй пары силовых неподвижных контактов для подсоединения к нагрузке и с вторым выводом второй пары силовых коммутирующих контактов, при этом первый вывод вторичной обмотки трансформатора тока подсоединен к второму выводу транзистора, а второй вывод вторичной обмотки трансформатора тока соединен с первым выводом третьего диода и первым выводом шестого резистора, вторые выводы которых соединены с первым выводом третьего конденсатора, второй вывод которого соединен с управляющим электродом транзистора, причем направление намотки вторичной обмотки трансформатора тока и полярность подсоединения третьего диода выбраны такими, чтобы при нарастании прямого тока через транзистор ток в цепи второй вывод транзистора - вторичная обмотка трансформатора тока - третий диод - третий конденсатор - управляющий электрод транзистора был отпирающим для транзистора. 2. The apparatus according to claim 1, characterized in that an additional current transformer with primary and secondary windings, a third diode and a sixth resistor are introduced, moreover, a bus is used as the primary winding of the current transformer, the first terminal of which is connected to the second terminal of the transistor, and the second terminal this bus is connected to the first terminal of the second pair of power fixed contacts for connection to the load and to the second terminal of the second pair of power switching contacts, while the first terminal of the secondary winding of the current transformer is connected the second terminal of the transistor, and the second terminal of the secondary winding of the current transformer is connected to the first terminal of the third diode and the first terminal of the sixth resistor, the second terminals of which are connected to the first terminal of the third capacitor, the second terminal of which is connected to the control electrode of the transistor, the direction of the secondary winding of the current transformer and the polarity of the connection of the third diode is chosen so that when the direct current increases through the transistor, the current in the circuit is the second output of the transistor - the secondary transformer winding the current romator — the third diode — the third capacitor — the control electrode of the transistor was unlocked for the transistor. 3. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что введены дополнительно третий варистор и седьмой резистор, при этом первый вывод третьего варистора соединен с вторым выводом первого варистора, а второй вывод третьего варистора соединен с первым выводом седьмого резистора, второй вывод которого соединен с вторым выводом транзистора. 3. The apparatus according to claim 1, characterized in that an additional third varistor and a seventh resistor are introduced, wherein the first terminal of the third varistor is connected to the second terminal of the first varistor, and the second terminal of the third varistor is connected to the first terminal of the seventh resistor, the second terminal of which is connected to the second output of the transistor. 4. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что введен дополнительно четвертый диод, при этом первый вывод этого диода соединен с вторым выводом первичной обмотки трансформатора тока, а его второй вывод соединен с первым выводом второй пары силовых неподвижных контактов для подсоединения к нагрузке и с вторым выводом второй пары силовых коммутирующих контактов, при этом диод подсоединен в прямом направлении по отношению к полярности напряжения питающей сети. 4. The apparatus according to claim 1, characterized in that an additional fourth diode is introduced, wherein the first terminal of this diode is connected to the second terminal of the primary winding of the current transformer, and its second terminal is connected to the first terminal of the second pair of fixed power contacts for connecting to the load and with the second output of the second pair of power switching contacts, while the diode is connected in the forward direction with respect to the polarity of the supply voltage. 5. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что дополнительно введены пятый диод, а также первый и второй трансформаторно-полупроводниковые преобразователи постоянного напряжения с системой управления, при этом первый вывод пятого диода соединен с первым выводом второй пары силовых коммутирующих контактов таким образом, чтобы напряжение силовой питающей сети было запирающим по отношению к этому пятому диоду, второй вывод пятого диода соединен с первым входным выводом первого преобразователя постоянного напряжения, второй входной вывод которого соединен с первым выходным выводом второго преобразователя постоянного напряжения, второй выходной вывод которого соединен с вторым выводом второй пары силовых неподвижных контактов для подсоединения к нагрузке, при этом два выходных вывода первого преобразователя постоянного напряжения соединены с системой управления приводом, а два входных вывода второго преобразователя постоянного напряжения соединены с источником постоянного напряжения системы управления приводом, при этом к этому же источнику постоянного напряжения подсоединены входные выводы системы управления, выходные выводы которой соединены с цепями управления первого и второго преобразователей постоянного напряжения. 5. The apparatus according to claim 1, characterized in that the fifth diode is additionally introduced, as well as the first and second transformer-semiconductor DC / DC converters with a control system, wherein the first terminal of the fifth diode is connected to the first terminal of the second pair of power switching contacts in such a way so that the voltage of the power supply network is blocking with respect to this fifth diode, the second terminal of the fifth diode is connected to the first input terminal of the first DC-voltage converter, the second input terminal of which о is connected to the first output terminal of the second DC / DC converter, the second output terminal of which is connected to the second terminal of the second pair of fixed power contacts for connection to the load, while the two output terminals of the first DC / DC converter are connected to the drive control system, and the two input terminals of the second converter DC voltage connected to a constant voltage source of the drive control system, while to this same DC voltage source The input terminals of the control system are output, the output terminals of which are connected to the control circuits of the first and second DC-DC converters.
RU2001115836A 2001-06-14 2001-06-14 Dc hybrid switching device RU2214645C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001115836A RU2214645C2 (en) 2001-06-14 2001-06-14 Dc hybrid switching device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001115836A RU2214645C2 (en) 2001-06-14 2001-06-14 Dc hybrid switching device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001115836A RU2001115836A (en) 2003-06-27
RU2214645C2 true RU2214645C2 (en) 2003-10-20

Family

ID=31988190

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001115836A RU2214645C2 (en) 2001-06-14 2001-06-14 Dc hybrid switching device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2214645C2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3600664A (en) Overcurrent protection for solid-state voltage regulator
JP4447655B1 (en) Magnetic energy regenerative switch with protection circuit
EP0951126A1 (en) Compensation device and power transmission system using a compensation device
US4670830A (en) Method and apparatus for the protection of converter equipment with GTO thyristors against short circuit
RU2214645C2 (en) Dc hybrid switching device
JP3574599B2 (en) Inrush current prevention circuit with input overvoltage limit function
US6594130B2 (en) Method and circuit for the protection of a thyristor
JPH052452U (en) Semiconductor circuit breaker
SU815819A1 (en) Device for protecting circuits of direct and intermittent currents
SU520631A1 (en) Device for forcing the active inductive load
SU892558A2 (en) Device for protetive disconnection of contactic network with cyclic interruption load circuit
KR20230142791A (en) Vehicle charging voltage converter with reverse current blocking device
SU1100683A1 (en) Device for protecting reversible thyristor d.c.drive
RU2011259C1 (en) Device for short-circuit and overload protection of reversible converter
SU1398049A2 (en) Single-phase to three-phase voltage converter
Cheng et al. A DC Power Connector with Voltage Spike Suppression
SU1074672A1 (en) Power supply for d.c.arc welding
SU1206870A1 (en) Device for overvoltage protection of parallel d.c.load circuits
RU1788549C (en) Device for protection of three-phase electric installation against abnormal operating conditions
SU748371A1 (en) Short-circuiting protected ac voltage supply source
JPH09298885A (en) Protection of series inverter circuit
SU792425A1 (en) Device for overload and short-circuiting protection of dc network
SU1359847A1 (en) Device for protecting three-phase electric motor against emergency operating conditions
SU832644A2 (en) Device for deferential protection of dc network portions
SU1427476A2 (en) User overvoltage protection arrangement

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090615