SU1319101A1 - Устройство дл коммутации цепей переменного и посто нного тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к коммутационным устройствам , предназначенным дл  применени  в электротехнических установках различного назначени , в том числе в импульсной технике. Цель изобретени  - повышение надежности устройства в работе путем устранени  искрообразовани  коммутирующих и управл ющих контактов. Дл  этого устройство дл  коммутации содержит дроссель с трем  обмотками, перва  из которых выполнена маловитковой, втора  много- витковой, а треть  выполнена идентичной многовитковой, а также силовые контакты вынесенные на выход устройства. В качестве управл ющих контактов используют контактную группу с переключающими контактами без размыкани  цепи и через размыкающий контакт указанной группы подключают к началу многовитковой обмотки начало третьей обмотки. Конец третьей обмотки соедин ют с выходным и входным выводами устройства. В этом случае управл емые контакты работают без искрообразовани , а треть  обмотка сокращает количество элементов по сравнению с известным устройством. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. с (Л 00 со

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  использовани  в электротехнических установках различного назначени , в том числе в импульсной технике .

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности.

На фиг. 1-3 представлены схемы устройства , варианты.

Устройство состоит из дроссел  с мало- витковой 1 и многовитковой 2 обмотками, силовых 3 и управл ющих 4 контактов, а также третьей обмотки 5.

Маловиткова  1 и многовиткова  2 обмотки (фиг. 1) соединены между собой через размыкающий управл ющий контакт 4 во встречно-параллельную цепь, один вывод которой подключен к зажиму источника питани , а другой к выводу силовых контактов 3. Второй вывод силовых контактов подключен к нагрузке. Начало третьей обмотки 5 подключено к замыкающему управл юще.му контакту 4, а конец ее - к общему выводу источника питани  и нагрузки .

Обмотки 1 и 2 (фиг. 2) соединены между собой через размыкающий управл ющий контакт 4 во встречно-последовательную цепь, котора  подключена к зажимам источника питани , а ВЬЕВОД общей точки начала этих обмоток соединен с выводом силовых контактов 3. Треть  обмотка 5 подключена так же, как и в варианте по фиг. 1, но только маркировка выводов изменена на противоположную.

Обмотки и 2 (фиг. 3) также соединены во встречно-последовательную цепь, подключенную к зажима.м источника питани  через размыкающий управл ющий контакт 4, причем источник питани  подсоединен к подвижному размыкающему контакту 4. Конец третьей обмотки 5 соединен с общим выводом начал обмоток 1 и 2.

Управл ющие контакты 4 выполнены переключающими без размыкани  цепи и содержат размыкающий и замыкающий контакты . При перемещении подвижного контакта во врем  коммутации в определенной позиции оба контакта оказываютс  кратковременно замкнутыми, а при дальнейщем движении подвижного контакта размыкающий контакт размыкаетс , а замыкающий остаетс  замкнутым и фиксируетс . Поскольку управл ющие контакты 4  вл ютс  быстродействующими, то момент обоюдного замкнутого состо ни  контактов весьма мал по сравнению с полным временем срабатывани  управл ющих контактов и посто нной времени многовитковых обмоток 2 и 5.

Треть  обмотка 5 дроссел  имеет такое же количество витков, среднюю длину витка , сечение провода и направление намотки, как и многовиткова  обмотка 2, т. е. обмотки 2 и 5 представл ют собой две ветви одной бифил рной обмотки, намотанной двойным проводом.

Дроссель с обмотками 1, 2 и 5 может быть выполнен на магнитопроводе из маг- нитом гкого материала.

Устройство работает следующим образом .

В рабочем состо нии силовые контакты 3 и размыкающие контакты 4 наход тс  в замкнутом состо нии. По маловитковой 1 0 и многовитковой 2 обмоткам протекают токи, обратно пропорциональные их числам витков. Величины этих токов определ ютс  равенством намагничивающих сил обмоток согласно выражению 5bw, 1г Wj ,

где 1, н Wi -ток и число витков маловитковой об.мотки 1;

i U W2 -то же, многовитковой обмотки 2.

0 За счет встречного направлени  токов в обмотках 1 и 2 потокосцеплени  этих обмоток взаимно скомпенсированы. В результате этого входное сопротивление дроссел  току нагрузки чисто активное и мало по ве личине. Например, дл  схемы (фиг. 1) оно равно эквивалентному активному сопротивлению встречно-параллельной цепи, состо щей из маловитковой 1 и многовитковой 2 обмоток, дл  схем (фиг. 2 и 3) сопротивление току нагрузки определ етс  активным

Q сопротивлением маловитковой обмотки.

Дл  отключени  цепи нагрузки, т. е. дл  размыкани  силовых контактов 3, производитс  переключение управл ющих контактов 4 в цепи многовитковой обмотки. При этом в устройстве происходит переходный

5 процесс, характер которого в рассматриваемых вариантах различен.

В момент обоюдно замкнутого состо ни  размыкающего и замыкающего контактов 4 в устройстве по первому варианту (фиг. 1)

Q ЭДС самоиндукции дополнительной обмотки 5 обусловливает бросок тока в многовитковой обмотке 2. Это приводит к нару- щению равновеси  потокосцеплений обмоток 1 и 2, что, в свою очередь, способствует скачкообразному увеличению индуктивнос5 ти маловитковой обмотки 1 и, следовательно , ее индуктивного сопротивлени . Последнее влечет за собой понижение тока нагрузки . После фиксации подвижного контакта 4 в конечном положении за.мыкающий контакт замкнут, а размыкающий разо.мкнут. Обмотки 2 и 5 оказываютс  включенными между собой последовательно и образуют бифил рную, т. е. безиндуктивную, обмотку . В результате этого потокосцепление маловитковой обмотки 1 резко возрастает,

5 обусловлива  столь же резкое возрастание ее индуктивного сопротивлени , а ток нагрузки падает практически до нул . В -тот мо- . мент, т. е. в момент бестоковой паузы, производитс  размыкание силовых контактов 3.

Причем размыкание контактов 3 происходит без электрической дуги, так как ток и напр жение в момент их размыкани  по величине ниже пределов дугообразовани .

В момент резкого понижени  тока нагрузки , вызванного скачкообразным увеличением индуктивного сопротивлени  маловит- ковой обмотки 1, на концах ее по вл етс  перенапр жение, которое не воздействует на силовые контакты, так как вместе с напр жением источника питани  прикладываетс  к концам бифил рной обмотки, ветви которой составл ют обмотки 2 и 5.

В устройстве (фиг. 2) в момент обоюдно замкнутого состо ни  размыкающего и замыкающего контактов 4 в уравновешенную в магнитном отнощении систему, состо щую из обмоток 1 и 2, вводитс  коротко- замкнутый контур в виде короткозамкнутой через замыкающие контакты 4 обмотки 5. Так как результирующий магнитный поток в магнитной цепи дроссел  равен нулю, то короткозамкнутый контур не оказывает никакого вли ни  на работу устройства. Последующее размыкание размыкающего контакта 4 и фиксаци  его в конечном положении привод т к образованию бифил рной обмотки, ветви которой состо т из обмоток 2 и 5. Дальнейший переходный процесс в устройстве аналогичен процессу в схеме по фиг. 1.

В устройстве (фиг. 3) в момент обоюдно замкнутого состо ни  размыкающего и замыкающего контактов 4 ЭДС самоиндукции дополнительной обмотки 5, направленна  от начала к концу этой обмотки, обусловливает повышение потенциала на выводе начала маловитковой обмотки по сравнению с ее концом. Это приводит к понижению тока нагрузки и нарушению магнитного равновеси  дроссел , что сопровождаетс  по влением индуктивного сопротивлени  маловитковой обмотки .1. Переход подвижного контакта 4 в конечное положение , при которо.м замыкающий контакт замкнут (размыкающий разомкнут), приводит к отключению многовитковой обмотки 2 с встречно-направленным током по отношению к току в обмотке 1 и подключению дополнительной обмотки 5, ток в которой направлен согласно току обмотки 2. Это создает форсированное подмагничивание дроссел , в результате которого скачком возрастают потокосцепление маловитковой обмотки 1 и ее индуктивное сопротивление. При этом ток нагрузки резко падает, обеспечива  бестоковую паузу, в интервале которой производитс  бездуговое размыкание силовых контактов 3. Возникающее в устройстве коммутационное перенапр жение прикладываетс  к дополнительной обмотке 5.

Таким образом, вывод силовых контактов устройства за пределы индуктивного контура создает благопри тные возможности дл  защиты их от воздействи  коммутационных перенапр жений. Эта защита осуществл етс  с помощью введенной в дроссель третьей обмотки, индентичнои многовитковой, котора   вл етс  активным элементом при коммутации тока нагрузки. Наличие этой обмотки позвол ет исключить из схемы устройства разр дник, высо- коомные резисторы и тем самым упростить его.

0 Введение в устройство переключающих без размыкани  цепи дополнительных контактов исключает возможность возникновени  искры на контактах в момент коммутации , что устран ет их износ.

5

Claims (3)

1. Устройство дл  коммутации цепей переменного и посто нного тока с двум  входными выводами и двум  выходными

0

выводами, содержащее дроссель с трем 

обмотками, причем перва  - маловитко- ва , а втора  - многовиткова , силовые и управл ющие контакты, маловиткова  и многовиткова  обмотки включены встреч5 но-параллельно, отличающеес  тем, что, с целью повыщени  надежности, треть  обмотка выполнена идентично многовитковой, в качестве управл ющих контактов использована контактна  группа с переключающими контактами без размыкани  цепи,

0 силовые контакты включены последовательно между первым выводом встречно-параллельно включенных обмоток и первым выходным выводом устройства, начало многовитковой об.мотки через размыкающий контакт контактной группы с переключающими

5

контактами подключено к второму выводу

встречно-параллельно включенных обмоток, соединенному с первым в.ходным выводом устройства, конец многовитковой обмотки соединен с первым выводом указанных

0 встречно-параллельно включенных обмоток , начало третьей обмотки подключено через замыкающий контакт контактной группы с переключающими контактами к второму выводу встречно-параллельно включенных обмоток, конец третьей обмотки со5 единен с вторым входным выводом и вторым выходным выводом устройства.

2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что маловиткова  обмотка включена встречно-последовательно с многовитковой,

0 начало многовитковой обмотки через размыкающий контакт контактной группы с переключающими контактами соединено с вторым входным выводом устройства, а через замыкающий контакт контактной

группы с переключающими контактами с началом третьей обмотки.

3.Устройство по п. 2, отличающеес  тем, что конец третьей обмотки подключен к концу многовитковой обмотки.

ФигЛ

Фиг. 2

Фиг.д

Составитель Г. Корсиков Техред И. ВересКорректор Т. Колб

Тираж 698Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытии

113035, Москва; Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4