SU1191964A1 - Трехфазный быстродействующий гибридный контактор - Google Patents

Abstract

ТРЕХФАЗНЫЙ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩШ . ГИБРИДНЫЙ КОНТАКТОР, содержащий в каждом полюсе силовые контакты, три диодных выпр мительных моста, три последовательные цепи, кажда  из которых включает в себ  тиристор, катушку индуктивности и предварительно зар жаемый конденсатор, катушку привода размыкани  силовых контактов и тиристор, причем каждый выпр мительный мост своими входами шунтирует соответствующий силовой контакт, к выходам каждого выпр мительного моста подключена указанна  последовательна  цепь, катушка привода размыкани  силовых контактов и тиристор соединены последовательно, отличающийс  тем, что, с целью расширени  эксплуатационных возможностей и улучшени  массогабаритных показателей устройства, в него введены разв зывающие диоды и три последовательные цепи, кажда  из которых содержит два тиристора, соединенных i своими анодами, каждый из предварительно зар жаемых конденсаторов че (Л рез два разв зывающих диода подклюС чен параллельно цепи, содержащей катушку привода размыкани  силовых контактов и тиристор, к входам каждого выпр мительного моста подключена одна КЗ указанных последовательных цепей, содержащих два тиристора. со со о 4

Description

1 1

Изобретение относитс  к низковольтным электрическим аппаратам переменного тока- контакторам, пускател м , переключател м и может быть использовано при создании быстродействующих устройств автоматического ввода резервного питани  ответственных электроприемников, -относ щихс  к первой категории электроснабжени .

Целью изобретени   вл етс  расширение эксплуатационных возможностей и улучшение массогабаритных показателей устройства.

Достигаетс  эта цель в трехфазном быстродействующем гибридном контакторе переменного тока, содержащем в каждом полюсе силовые контакты,зашунтированные диодными выпр мительными мостами, в диагонал х которых включены цепи, образованные из последова- тельно соединенных тиристора, катушки индуктивности и предварительно зар женного конденсатора за счет того что привод размыкани  силовых контактов , преимущественно индукционно-динамический , выполнен общим дл  всех полюсов и его катутпка управлени  через тиристор и разв зывающие диоды подключена к упом нутым конденсаторам , а в диодных выпр мительных моетах , шунтирующих силовые контакты, два встречно включенных диода зашунтированы встречно- включенными тиристорами .

На фиг.1 приведена электрическа  схема контактора; на фиг.2 - электрическа  схема полупроводниковых ключей , шунтирующих койтакты; на фиг.З временные диаграммы, характеризующие процесс отключени .

На схеме контактора в полюсах фаз А, 6, С силовые контакты 1,2,3 зашунтированы соответствующими полупроводниковыми ключами 4,5,6,подключенными через соответствующие тиристоры 7,8, 9 и катушки индуктивности 10,11,12 к соответствующим предварительно зар женным конденсаторам 13,t4,15 (пол рность предварительного зар да конденсаторов обозначена без кружков), а конденсаторы 13,14,15 подключены чере разв зывающие диоды 16-21 к цепи, образованной из последовательно соединенных тиристора 22 и катушки управлени  23 общего привода размыкани  контактов, преимущественно индукционно-динамчческого .

642

В состав схемы полупроводниковых ключей (фиг.2) 4,5,6 входит диодный выпр мительный мост (диоды 24-27) и тиристоры 28 и 29, включенные параллельно и встречно соответствующим диодам 24 и 25.

На фиг.З приведены временные диаграммы: тока нагрузки контактора в фазе Л - i; тока в цепи катушки управлени  привода 22-dn; тока в цепи катушки индуктивности 10 - напр жени  на конденсаторе 13 - и.; рассто ни  между электродами силовых контактов 1 -X . Эти диаграммы характерны дл  режима принудительного отключени  тока нагрузки, начинающегос  в начальный момент времени t - 0.

Контактор работает .в .режимах включени , принудительного отключени  тока нагрузки в независимости от фазового угла коммутации; отключени  тока нагрузки в момент смены его пол рности (т.е. без создани  перенапр жений в. нагрузке индуктивного характера).

Работа контактора в режиме включени  заключаетс  в том, что при включении одновременно подаетс  управление на тиристоры 28 и 29 в полупроводниковых ключах 4,5,6 и подаетс  команда на замыкание контактов 1,2, 3. При этом ток нагрузки контактора вначале протекает через полупроводниковые ключи 4,5,6, а после замыкани  контактов 1,2,3 ток нагрузки начинает протекать через контакты. Длительность стадии управлени  тиристорами 28,29 при включении должна быть не менее времени замыкани  контактов . Благодар  такому принципу включени  обеспечиваетс  высокое быстродействие и отсутствие дугообразовани  на контактах при включении, поскольку падение напр жени  на ключах 4,5,6 значительно ниже напр жени  дугообразовани .

Процесс принудительного отключени  тока нагрузки контактором состоит из п ти этапов коммутации. На первом этапе коммутации (интервал времени ) начинающегосй в момент включени  t О одиночным импульсом управлени , длительностью менее t тиристора 22, происходит перезар д конденсаторов 13,14,15 через катушку управлени  привода размыкани  контактов 23 током перезар да i, до напр жени  противоположнойпол рности , обозначенной на фиг.1 кружками. Одновременный перезар д конденсаторов в схеме обеспечиваетс  благодар  наличию разв зывающих диодов 16-21, Поскольку в контакторе используетс  привод размыкани  контактов импульсного действи , то благодар  протеканию импульса тока 1„ в катушке 23, подвижные электроды контактов 1,2,3 приход т в движение, На втором этапе коммутации (интервал времени ) в схеме происходит принудительное выключение тиристоров 22 под действием остаточного напр жени  на конденсаторах 13, 14,15, При этом врем  tg Ц (фиг,1), представленное схемой на восстановление запирающих свойств тиристоров 22, определ етс  собственным временем выключени  данного тиристора , К моменту времени t tj контакты 1,2,3 уже наход тс  в разомкнутом состо нии и между ними горит элек трическа  дуга. На третьем этапе коммутации (интервал времени tj). Начинаетс  третий этап коммутации одновременным включением одиночными импульсами управлени  тиристоров 7, 8,9 в-момент времени t tj,. При этом конденсаторы 13,14,15 начинают перезар жатьс  током ij -через соответствующие тиристоры 7,8,9, катушки индуктивности 10,11,12 и диоды выпр мительных мостов соответствующих долу проводниковых ключей 4,5,6до напр жени  первоначальной пол рности. Причем за врем  третьего этапа коммутации t Ч ток перезар да i. нараста ет до величины тока нагрузки i, благо дар  чему на четвертом этапе коммутации все диоды выпр мительных мостов полупроводниковых ключей 4,5,6 оказываютс  в провод щем состо нии и, как следствие, на интервале времени t, t t. падение напр жени  на шунтирующих контакты 1,2,3 полупроводниковых ключах практически становитс  равным нулю, т,е, обеспечиваетс  бездугова  коммутаци  контактов. Врем , отведенное схемой контактора на без- дуговую коммутацию t t. - t, , определ етс , величиной напр жени  на конденсаторах 13,14,15, параметрами катушек индуктивности 10,11,12, величиной емкости конденсаторов 13,14, 15, рассто нием между электродами контактов 1,2,3 к моменту времени t tj и должно превьшать сумму времен гашени  дуги и восстановлени  электрической прочности межэлектродных промежутков контактов 1,2,3, Четвертый этап коммутации заканчиваетс  в момент спада тока перезар да конденсатора i до величины тока нагрузки i в момент времени t t, Стади  выключени  контактов заканчиваетс  в момент времени выключени  tj t, На п том этапе коммутации (интервал времени .y), когда одновременна  проводимость всех диодов выпр мительных мостов 24-27 полупроводниковых ключей 4,5,6 нарушаетс  (поскольку не выполн етс  условие IK ) происходит дозар д конденсаторов 13,14,15 остаточным током нагрузки и восстановление напр жени  сети на разомкнутых контактах. Работа контактора в режиме отключени  тока нагрузки в момент смены его пол рности состоит в следующем, В момент отключени  одиночные импульсы управлени  одновременно подаютс  на тиристор 22 и тиристоры 28, 29 полупроводниковых ключей 4,5,6, При этом конденсаторы 13,14,15 перезар жаютс  аналогично указанному через катушку управлени  привода 23 и происходит размыкание контактов 1,2,3, шунтируемых включенными полупроводниковыми ключами 4,5,6, практически без дуги, В данном случае длительность импульсов, подаваемых на тиристоры 28,29, должна превьшать минимально допустимую, при которой обеспечиваетс  восстановление прочности межэлектродных промежутков разомкнутых контактов 1,2,3, Выключение полупроводниковых ключей 4,5j6 произойдет после сн ти  сигналов упр.влени  с тиристоров 28,29 полупроводниковых ключей в момент смены пол рности тока нагрузки соответствующей фазы (точка естественной коммутации тиристоров). Таким образом предлагаемое техническое решение позвол ет расширить эксплуатационные возможности контактора - он может работать как в режиме быстродействующего принудительного отключени  тока нагрузки в любой момент времени, так и в режиме отключени  тока нагрузки в момент естественной смены пол рности VoKa нагрузки , т,е, без создани  перенапр жений в сети; улучшить мйссогабаритные показатели контактора, поскольку уменьшаетс  суммарна  емкость конденсаторов в схеме (управление приводом размыкани  контактов осуществл етс  конденсаторамч всех полюсов, т.е. . , при увеличенной в число полюсов раз энергии) и габариты привода размыкани  (привод общий дл  всех полюсов),

Claims (1)

1. ТРЕХФАЗНЫЙ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ ГИБРИДНЫЙ КОНТАКТОР, содержащий в каждом полюсе силовые контакты, три диодных выпрямительных моста, три последовательные цепи, каждая из которых включает в себя тиристор, катушку индуктивности и предварительно заряжаемый конденсатор, катушку привода размыкания силовых контактов и тиристор, причем каждый выпрямительный мост своими входами шунтирует соответствующий силовой контакт, к выходам каждого выпрямительного моста подключена указанная последовательная цепь, катушка привода размыкания силовых контактов и тиристор соединены последовательно, отличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей и улучшения массогабаритных показателей устройства, в него введены развязывающие диоды и три последовательные цепи, каждая из которых содержит два тиристора, соединенных своими анодами, каждый из предварительно заряжаемых конденсаторов через два развязывающих диода подключен параллельно цепи, содержащей катушку привода размыкания силовых контактов и тиристор, к входам каждого выпрямительного моста подключена одна из указанных последовательных цепей, содержащих два тиристора.

   fz96I6 П ПБ