SU731588A1 - Быстродействующее коммутационное устройство - Google Patents

Description

через нуль. Конденсатор разр жаетс  на обмотку иидукционно-дииамического привода , что приводит к размыканию контакта. Возникающа  при движении контакта дуга гаситс  при помощи дуть  сжатым воздухом . Наличие быстродействующего привода и синхронное его включение обеспечивает нормальную работу данного выключател  в цеп х переменного тока. Однако при этом увеличиваетс  врем  отключени  на половину периода частоты сети. При отключении данного выключател  в произвольный момент времени в сет х переменного тока, а также при использовании его в сет х посто нного тока необходимо иметь интенсив . ные дугогасительные устройства. Наличие дуги способствует износу контактов и зат гивает врем  отключени , определ емое временем горени  дуги. Кроме того, данный выключатель имеет сравнительно больщое врем  включени , определ емое скоростью срабатывани  механизма включени  контактов . Все это снижает надежность аппарата и ограничивает его функциональные возможности . Цель изобретени  - повысить быстродействие и расширить функциональные воз-, можности коммутационного устройства. Это достигаетс  тем, что быстродействующее коммутирующее устройство, содержащее силовые контакты, быстродействующий привод принудительного размыкани  контактов , управл юща  обмотка которого соединена с блоком формировани  отключающего импульса, включающим предварительно зар женный конденсатор и электронный ключ с блоком управлени  снабжено полупроводниковым элементом, подключенным параллельно цепи, состо щей из управл ющей обмотки и блока формировани  отключающего импульса, а также параллельно силовым контактам; в качестве полупроводникового элемента могут быть применены диод, тиристор, встречно-параллельно включенные тиристоры или симисторы. Наличие полупроводникового элемента обеспечивает бездуговое размыкание контактов в любой момент времени отключени  устройства и сокращает до минимума его врем  включени  и отключени , что повышает его быстродействие и расшир ет функциональные возможности. На фиг. 1 представлена принципиальна  схема предлагаемого быстродействующего коммутационного устройства; на фиг. 2-5 схемы, используемые в выключател х и переключател х посто нного и переменного тока; на фиг. 6 - временные диаграммы, по сн ющие работу устройства. Быстродействующее коммутационное устройство содержит силовые контакты 1, быстродействующий привод принудительного размыкани  контактов с управл ющей обмоткой 2, блок питани  3, содержащий предварительно зар женный конденсатор и электронный ключ со схемой управлени , полупроводниковый элемент 4, подключенный параллельно контактам и цепи, состо щей из блока питани  и обмотки. На фиг. 2 представлена схема силовой части бесконтактного выключател  посто нного тока, где в качестве быстродействующего привода применен нндукционно-дпнамический механизм с обмоткой, в качестве полупроводникового элемента использован днод 5, а блок питани  представл ет собой предварительно зар женный конденсатор 6, включенный последовательно с управл емым ключом - тиристором 7. На фиг. 6 дл  случа  отключени  выключател  (см. фиг. 2) посто нного тока приведены временные диаграммы: (t) -ток через контакт 1; (i) -ток через обмотку 2 индукционно-динамического привода; (t) -рассто ние между контактами в процессе отключени ; (t) -напр жение на контактах. При-отключении выключател  включаетс  тиристор 7 и блок А, протекающий через контакты 1, перетекает в цепь обмотки 2. В момент 2, когда ток iz в катушке достигает величины тока нагрузки /н, . При 4 ток через контакты мен ет направление . В момент времени з ток в обмотке 2 достигает величины тока трогани  и контакты 1 начинают размыкатьс . В процессе размыкани  контактов возникает незначительна  дуга. Когда напр жение f/t на контактах превышает напр жение (Уд отпирани  диода 5, ток перетекает в диод. Так как напр жение на размыкающихс  контактах не превышает напр жени  f/д, дуга гаснет и дальнейшее размыкание происходит без дуги. При диод закрываетс , возрастает нар жение на контактах, однако пробо  промежутка между контактами не происходит, так как они разощлись на значительное рассто ние . В отключенном состо нии контакты удерживаютс  защелкой или другим механизмом . На фиг. 3 приведена схема силовой части выключател  переменного тока. Отличительной особенностью данной схемы  вл етс  то, что в качестве управл емого ключа в блоке 3 питани  применен симистор 8, а в ачестве полупроводникового узла испольован тиристор 9. При отключении выклюател  импульсы управлени  одновременно подаютс  на тиристор 9 и симистор 8. Если ол рность напр жени  сети соответствует указанной на фиг. 3 без скобок, то работа схемы и процессы, происход щие в ней на первом этапе коммутации, аналогичны расмотренным . В процессе размыканн  контактов конденсатор 6 перезар жаетс  до напр жени  с пол рностью, указанной на фиг. 3 в скобках. Наличие симпстора 8 в хеме на фиг. 3, в отличие от схемы на

фнг. 2, позвол ет осуществить повторный перезар д конденсатор 6, что, в свою очередь , обеспечивает заппрание тиристора 9 при отключении выключател  в момент, когда пол рность напр жени  сети питани  соответствует указаиной иа фиг. 3 в скобках .

На фиг. 4 приведена схема быстродействующего коммутационного устройства, используемого в переключател х питани  посто нного тока. В отличие от схемы на фиг. 2 полупроводниковый элемент выполнен в виде двух встречно-параллельно включенных тиристоров 10 и И, а блок питани  представл ет собой предварительно зар женный конденсатор 6 и электронный ключ, выполненный на тиристорах 12-15 и диоде 16. Тиристор 12 обеспечивает быстрое включение коммутационного устройства, что важно при использовании его в переключател х . Тиристор 10 выполн ет функции, аналогичные диоду 5 в схеме на фиг. 2. Применение тиристора, а не диода объ сн етс  особенностью работы переключател . При переключении нагрузки на резервную сеть тиристор должен быть закрыт. Применение ключа, выполненного на тиристорах 12-15 и диоде 16, позвол ет осуществить зар д и подзар д конденсатора в процессе работы непосредственно от силовой сети. В этом случае клемма t/з подключаетс  ко второму полюсу сети, а зар д и подзар д конденсатора в процессе работы обеспечиваетс  путем включени  тиристоров 12, 15 или 13, 14.

На фиг. 5 приведена схема одной фазы переключател  питани  переменного тока. Переключение нагрузки 17 с основной сети (Uo) на резервную (Up) осуществл етс  двум  быстродействующими коммутационными устройствами. Схемы данных устройств отличаютс  от схемы, приведенной на фнг. 3, тем, что в качестве полупроводникового элемента использован симистор 18. Применение симистора обеспечивает минимальное врем  включени  устройства.Таким образом, наличие полупроводникового элемента в коммутацпонном устройстве , соединенного приведенным способом, обеспечивает бездуговое размыкание контактов и сокращает до минимума врем  включени  и отключени , что повыщает его надежность и расщнр ет функциональные возможности.

Экономический эффект при изготовлении по с.хеме предлагаемого устройства одного переключател  питани  переменного тока на 630 А, 380 В составл ет 1200 руб.

Claims (4)

1.Быстродействующее коммутационное устройство, содержащее силовые контакты, быстродействующий привод принудительного размыкани  контактов, управл юща  обмотка которого соединена с блоком формировани  отключающего импульса, включающим предварительно зар женный конденсатор и электронный ключ с блоком управлени , отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи  и расщирени  функциональных возможностей, оно снабжено полупроводниковым элементом , подключенным параллельно цепи, состо щей из заправл ющей обмоткн и блока формировани  отключающего импульса, а также параллельно силовым контактам.

2.Устройство по п. I, отличающеес  тем, что в качестве полупроводникового элемента использован диод.

3.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что в качестве полупроводникового элемента использован тиристор.

4.Устройство Г10 п. 1, отличающеес  тем, что в качестве полупроводникового элемента использованы встречно-включенные параллельные тиристоры илн симисторы.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР ЛЬ 347921, кл. Н ОЗК 17/56, 10.11.72.

2.Авторское свидетельство СССР № 335728, кл. Н 01Н 9/30, 01.03.72.

3.Патент Японии № 10427, кл. 5861, 1964.

+

0-0

+

-ИГ

- -ь

-0

r+)

+ S

ГЛ t:

+ Я

Up

f.