SU508815A1 - Устройство дл буздуговой коммута-ции цепей переменного тока - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к низковольтным электрическим аппаратам, в частности ж коммутационным аппаратам с бездуговой коммутацией .

Известны устройства дл  бездуговой коммутации цепей переменного тока, содержащие контактор и тиристорный коммутатор, подключенный параллельно главным контактам, трансформатор тока, первична  обмотка которого включена последовательно с главными контактами, а к вторичным обмоткам через выпр мители подсоединены накопительные конденсаторы и датчик наличи  напр жени  на контактах.

Однако во включенно.м состо нии контактора в цепи управлени  бесконтактного элемента из-за протекани  вторичного тока непрерывно выдел етс  значительна  мощность (дл  нормальной работы контактоса достаточно подавать управл ющий сигнал только в момент размыкани  контактов). Трансформатор тока имеет значительные габариты, обусловленные тем, что во всем диапазоне рабочих токов контактора он не должен насыщатьс , обеспечива  при этом достаточный ток дл  включени  бесконтактных элементов. Кроме того, возможно дуговое размыкание цепи при малых токах в коммутируемой цели , когда вторичный ток ниже тока включени  бесконтактного элемента.

Цель изобретени  - повышение надежности работы коитактора при уменьщении его габаритов за счет существенного уменьщени  выдел емой мощности в цепи управлени  во

включенном состо нии контактора и значительного сокращени  зоны токов, при которых возможно горение дуги.

Это достигаетс  тем, что в предлагаемом устройстве дл  бездуговой коммутации цепей

переменного тока цепи управлени  тиристорами снабжены полупроводннковыми ключами , управл емыми общим датчиком паличи  напр жени  на контактах.

Это значительно повышает надежность устройства , так как управл ющий импульс на тиристорный коммутатор подаетс  только в момент размыкани  контактов, что исключает перегрузку тиристорного комл1утатора цепи управлени  и повышает срок его службы.

Подача одноразовых импульсов на тиристорный ком.мутатор позвол ет примен ть в устройстве дл  бездуговой коммутации цепей переменного тока маломощный насыщающийс  трансформатор тока в сочетании с накопительными конденсаторами, что уменьшает мощность, выдел емую в цепи управлени  во включенном состо нии и уменьшает габариты устройства.

Применение накопительных конденсаторов

практически полностью исключает ток, при

котором возможно дуговое размыкание контактов .

На фиг. 1 приведена принципиальна  схема предлагаемого устройства дл  бездуговой коммутации цепей переменного тока (один полюс); на фиг. 2 - один из возможных вариантов конкретного выполнени  дл  промышленного использовани  (также один полюс ) .

Параллельно главным контактам 1 контактора в пр мом и обратном направлени х по отношению друг к другу подключены два управл емых бесконтактных элемента 2 и 3 (на фиг. 1 дл  удобства описани  они изображены в виде тиристоров). Основиььм элементом схемы управлени   вл етс  маломош,ный насыщающийс  трансформатор тока 4, первична  обмотка 5 которого включена последовательно с контактами 1, а две вторичные обмотки 6 и 7 через выпр мители 8 и 9 включены иа накопительные конденсаторы 10 и 11, каждый из которых через свой ключ 12 и 13, управл емый датчиком напр жени  14 ла контактах, подключен к управл ющим цел м тиристоров 2 и 3 соответственно.

Контактор переменного тока с бездуговой коммутацией работает следующим образом.

При замыкании контактов 1 и возникповении тока в главной кепи трансформатор тока 4 через выпр мители 8 и 9 попе;ременно зар л ает накопительные конденсаторы 10 и 11. Уровень напр жени  на этих конденсаторах, определ емый энергией, необходимой дл  включени  тиристоров, ограничиваетс  стабилитронами 15 и 16.

ПОСКОЛЬКУ напр жение на замкнутых контактах не превышает дес тков милливольт, а уровень срабатывани  датчика напр жени  14 лежит значительно выше (пор дка 2-3 в), то ключи 12 и 13 разомкнуты, и на управление тиристорами 2 и 3 сигнал не поступает. При отключении контактора в момент размыкани  контактов 1 напр жение на них нарастает . Когда оно превышает уровень срабатывани  датчика 14, последний переводит ключи 12 и 13 в провод щее состо ние, и накопительные конденсаторы 10 и 11 начинают разр жатьс  на управл ющие переходы тиристоров 2 и 3. При этом ток, протекающий через контакты, под действием напр жени  на контактном промежутке отводитс  в тиристор, пол рность которого соответствует ианравлению тока в цепи. Напр жение на контактах нри этоМ не превышает величины пр мого падени  напр жени  на тиристоре, что исключает образование дуги. При полном перетекании тока из цепи контактов в тиристор сигнал с выхода трансформатора тока быстро спадает до нул . Так как врем  разр да накопительного конденсатора, выбираемое из уелоВИЯ надежного включени  тиристора, незначительно (пор дка нескольких дес тков микросекунд ), то отключение цепи происходит при первом переходе тока через нуль в провод щем тиристоре.

Как следует из приведенного описани , в данной схеме дл  включени  тиристоров примен етс  энерги  накопительных конденсаторов .

Предварительное накопление энергии е дальнейшим использованием ее за короткий промежуток времени позвол ет применить в схеме управлени  контактора малогабаритный трансформатор тока, мощность которого значительно меньше мощности управлени  тиристорами .

Поскольку включение тиристоров обеспечиваетс  не непосредственно от трансформатора тока, то это дает возможность выполнить его насыщающимс , что также снижает мощность , выдел емую в схе.ме управлени . Кроме того, минимальный отключаемый этим контактором ток без дуги значительно ниже, чем в случае, когда тиристоры управл ютс  непосредственно вторичны.м током трансформатора . Минимальный коммутируемый ток в данном случае определ етс  только таки.ми физическими параметрами магнитопровода трапсформатора тока, как коэрцетивна  сила и динамическа  магнитна  нроницаемость. Как правило, такой ток лежит ниже уровн  рабочих TOiKOB контактора.

В схеме, приведенной на фиг. 2, в качестве ключей 12 и 13 используютс  маломощный тиристор и транзистор. Последовательно включенный в коллекторную цепь транзистора стабилитрон исключает срабатывание ключа при напр жени х на накопительном конденсаторе ниже заданного уровн . Реально при переходе тока из |цепи контактов в тиристор накопительный конденсатор, предварительно разр женный перед этим на цепь управлени , вновь зар жаетс , хот  и незначительно , под действием как индуктивности рассе ни  вторичной обмотки, так и магнитной энергии, запасенной в магнитопроводе. Так как пара.метры цепи управлени  тиристоров 2 и 3 имеют очень большой разброс, то это небольшое напр жение могло бы вызвать ненужное повторное включение (особенно нежелательное в реверсивных схемах) одного из силовых тиристоров лри возникновении напр жени  на контактах после нервого прохождени  через нуль тока в цепи тиристоров 2 и 3.

Роль датчика напр жени  14 выполн ет маломощный импульсный трансформатор, подключенный через демпфирующую Т С-цепь к контактам 1. Вторичные обмотки импульсного трансформатора подключены к ключам 12 и 13. Схема работает аналогично описанной выше.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  бездуговой коммутации цепей переменного тока, содержащее контактор и тиристорный коммутатор, подключенный параллельно главным контактам, трансформатор тока, первична  обмотка которого включена последовательно с главными контактами , а к вторичным обмоткам через выпр мители подсоединены накопительные конденсаторы и датчик наличи  напр жени  на контактах , отличающеес  тем, что, с целью

   повышени  надежности, цепи управлени  тиристорами снабжены полупроводниковыми ключами, управл емыми общим датчиком наличи  .напр жени  на контактах.