Claims (2)
Изобретение относитс к электроэнергетике и предназначено дл коммуташш различных потребителей в энергосистемах переменного тока. Известно устройство коммутации, содержащее параллельно соед1шенные конта ты электромеханического коммутатора и полупроводниковый коммутатор . Недостатком указанного устройства вл етс относительно высокое внутреннее сопротивленне полупроводникового коммутатора, что гфиводкт к потер м и снижению КПД всего устройства. . . Наиболее близким по тех1л1ческой сущности к предлагаетлому изобретению 5юп етс устройство коммутации перетлен кого тока, содержащее командный элален включенный между источником напр же и управлени и обмоткой электромеханического коммутатора, датчик напр жени сети перемо1Ного тока, логический элемент И, а также последовательно соединенные с нагрузкой и включенные в параллельные цепи замь саншие контакты электромеханического jsoMMyTaTopa и попупроводшЕковый коммутатор, к управ- лдаощему электроду которого подключены последовательно соединенные выпр митель и дифференцирукдда цепочка 2 . Это устройство обеспечивает безыскровую и безьиерционную коммуташоо нагрузит. Но при коммутатхии нагрузок, мощность которых соизмерима с мощностью источника электроэнергии, в сети возникают колебан1Ю амплитуды напр жени . Цель изобретени - уменьшение колебаний напр жени сети при коммуташш нагрузки, мощность которой соизмерима с мощностью источника напр жени управлени . Цель достигаетс тем, что в устрой-, ство введены датчик тока, формирователь пилообразного на1ф жеш1Я, генератор пилообразного напр жени с входным и выходным ключами, логические элементы НЕ и ИЛИ, ключ цепи обмотки, пепь задержки и компаратора, датчик тока в цепь замьтак цих контактов электро38 механического коммутатора, выход комму татора подключен к дифференцирующей це почке, один из егчэ входов через формиро ватель. пилообразного напр жени подключ к выходу датчика напр жени , а другой его вход через последовательно соединенные выходной ключ, генератор пилообразного напр жени и входной ключ к источнику напр жени управлени , к которому через ключ цепи обмотки подсоединена обмотка электромеханического коммутатора, причем управл51ю11Шй вход выходного ключа подключен к выходу логического элемента И, управл ющий вход входного ключа - к выходу логического элемента ИЛИ, один из управл ющих входов ключа цепи обмотки подключен к цепи задержки, другой - к выходу логического элемента НЕ, одни из входов указанных логических элементов подключены к выходу командного элемента, а другие входы,.логических элементов И и ИЛИ - к выходу датчика тока. На фиг. 1 изображена блок-схема. устройства коммутации; на- фиг. 2 - диаграмма , по сн юща его работу. Устройство содержит включенные последовательно с нагрузкой 1 и параллель но соединенные между собой замыкающий контакт 2 электромеханического коммутатора н пол тгроводниковый коммутатор 3 {например, симистор), датчик тока 4, включенный в цепь замыкающего контакт 2 электромеханического коммутатора, ком паратора 5, выход которого подключен через последовательно соединенные дифференцирующую цепочку 6 и выпр митель 7 к управл ющему электроду полупроводникового коммутатора, один из входов - через формирователь 8 пилообразного напр жени - к выходу датчика 9 напр жени , а другой через последовательно соединенные входной ключ Ю, генератор 11 пилообразного напр жени и выходной ключ 12 - к источнику 13 напр жени управлени , к которому через ключ t4 цепи обмотки подсоединена обмотка 15 электромеханического коммутатора, приче к цеп м управлени входного ключа Ю подсоединен выход логического элемента И 16, к цеш| управлени выходного ключа 12 - выход логического элемента ИЛ 17, к цеп м управлени электронного ключа цепи обмотки - параллельно соединенные логический элемент НЕ 18 и цеп 19 задержки. Входы указанных догически элементов соединены с выходом командНО1Ю эл© 1ента 2О, вход которого подклю чен к источнику напр жени управлени . 4 а другие входы элементов И и ИЛИ соединены с выходом датчика тока. В качестве командного элемент/ могут быть использованы ключ, кнопка, релейный датчик и т.д. Устройство работает следующим образом . В исходном состо нии система обесточена , к устройству приложена переменное напр жение, сигнал на выходе командного элемента 2О и датчика 4 тока отсутствует , входной ключ Ю замкнут, а выходной ключ 12 и ключ 14 цепи обмотки разомкнуты. Уровень напр жени генератора 11 ниже уровн формировател 8. При необходимости включени нагрузки I на выходе командного элемента 2О по вл етс посто нный сигнал, который поступает на входы элемента И 16, ИЛИ 17, НЕ 18 ив цепи 19 задержки. Затем включаетс выходной ключ 12 и готовитс цепь выключени входного ключа 1О. После замыкани выходного электронного ключа 12 генератор 11 пилообразного напр жени начинает вырабатывать медленно нарастающее пилообразное напр жение, которое через входной ключ Ю поступает на один из входов компаратора 5. На другой вход компаратора поступает пилообразное напр жение с формировател 8 пилообразного напр жен ни . Синхронизаци развертки напр жени формировател 8 с напр же|шем питающей сети осуществл етс с помощью датчика 9 напр жени , фиксирующего момент прохождени через нулевое значение напр жени сети. Компаратор 5 сравнивает два сигнала и в момент их равенства формирует на выходе импульс напр жени , длительность которого определ етс отношением амплитуд напр жений указанных входных сигналов. Дифференцирующа цепочка 6 формирует импульсы, соответствующие переднему и заднему фронтам выходного пр моугольного напр жени компаратора 5, а вьшр митель 7 пропускает импульсы, соответствующие переднему фронту выходного напр жени , которые поступают на управл ющий электрод полу- проводникового коммутатора 3. В результате происходит плавное изменение угла его открыти .от ТС до О, а следовательно такое же изменение действующего напр жени на нагрузке от нул до номинального . Через некоторое врем , определ емое цепью 19 задержки, после полного открыти полупроводникового коммутатора 3, з 1Мьшаетс ключ 14 цепи об- МОТКИ И подаетс дапр ж@(ше на обмотку 15 электромеханического коммутатора, в результате чего замыкаетс замый:ак щий контакт 2 к в его цепи по вл етс ток, фиксируемый датчиком тока 4. Сигнал с датчика тока поступает на элементы И 16 и ИЛИ 17, Бсле ствне чего входной ключ Ю размыкаетс и подтверждаетс замкнутое cocTosnffle выходного ключа 12. В результате с полупроводникового коммутатора 3 снимаетс управл ющий сигнал. При отключений посто шлгй сигнал с вьоюда командного элемента 20 снимаетс , через элемент НЕ 18 подаетс сигнал на размыкание ключа 14 цепи обмотки и через элемент ,И 16 подаетс сигнал на замыкание вход кого ключа Ю, при этом на управл ющий электрод полупроводншсового коммутатора 3 поступают управл ющие импульсы и открывают последний. После размыкани замыкающего контакта 2 электромеханического коммутатора датчик тока 4 снимает сигнал с элементов И 16 и ИЛИ 17 в результате размыкаетс выходной ключ 12 и генератор 11 пилообразного напр жени вьфабатывает спадающее нагф се- ние, которое через замкнутый ключ Ю поступает на компаратор 5, где оно срав ниваетс с напр жением форл1фовател 8 пилообразного напр жени . В результате угол открыти полупроводникового коммутатора 3 измен етс от нул до 72 , а следовательно, измен етс действующее значение напр жени нагрузки от номинального до нул . На фиг. 2 изображена диаграмма напр жений при включении (а) и отключении (б) нагрузки. На диаграмме показано напр жение сети переменного тока УС напр жение формировател пилообразного напр жа1и Уфрц и генератора хшпообразного напр жени U,-f, {выходное напр жение компаратора U ; управл ющее напр жение полупроводникового коммутатора Uy ; напр жение нагрузки (при активном характере нагрузки) Uj . Таким образом, устройство коммутапи переменного тока позвол ет при включени плавно измен ть напр жение на нагрузке от нул до номинального и при выкпюче ;НИИ - от номинального до нул , что позвол ет уменьшить провалы напр жени при набросе нагрузки и всплески напр жени сети при сбросе нагрузки. При это масса и габариты полупроводникового ком мутатора относительно малы, так как он включаетс на врем , определ емое цепью задержки и генератором пилообразного 64 напр жени , что позвол ет обойтись без мощного радиатора. Кроме того, также, как и в кзв сгном , JB устройстве отсутствует электрический износ (дугообразование, искрение ) контактов, что позвол ет повысить срок службы устройства. Формула изобретени Устройстгво дл коммутации в энергчэ- системах перомишого тока, содержащее командный э ем« т, включенный между источником натф жешш управлени и обмоткой апектромеханического коммутатора , датчик нагф жени сети переменного тока, логический элемент И, а также последовательно соединенные с нагрузкой и включенные в параллельные цегш замыкающие контакты электромеханического коммутатора и полупроводниковый коммутатор , к управл ющему электроду которого подключены последовательно соединенные выпр митель и ди|)ференцирукща цепочка, отличающеес т&л, что, с целью уменьшени колебаний напр жени сети при коммутации нагрузки, мощность которой соизмерима с мощностью источника напр жени управлени , в устройство введены датчик тока, формирователь пилообразного нахф жени , генератор пилообразного напр жени с входным и выходным ключами, логические элементы НЕ и ИЛИ, ключ цепи обмотки, цепь задержки и компаратор, датчик тока включен в цепь замыкак цих контактов электромеханического коммутатора, выход компаратора Пгоиключен к дифференцирующей цепочке, один из его входов через формирователь пилообразного напр жени подключен к выходу датчика напр жени , а другой его вход через последовательно соединенные выходной ключ, генератор пилообразного напр жош и входной ключ к источнику напр жени ущ)авлени , к которому через ключ цепи ойло-пс подключ- а обмо1«а элект омеханического коммутатора, причем ущэавл ющий вход вь1ходного ключа подключен к выходу логического элемента И, управл к)щий вход входного ключа - к выходу логического элетлента ИЛИ, один из управл ющих входов ключа цепи подключен г цепи , другой - к вьрсоду логического элелента НЕ, один из входов указанных логических элементов подключены к выходу командного эле- мента, а другие входы логических элементов И и ИЛИ к выходу датчика тока . 7 Источники информации, прин тые во внимание при I. Бруфман С. С. и др. Тиристорные переключатели переменного то 864364 ка. М., Энерги , 1969 , с.5О. рис. 43. The invention relates to electric power engineering and is intended for switching different consumers in AC power systems. A switching device is known that contains parallel connected contacts of an electromechanical switch and a semiconductor switch. The disadvantage of this device is the relatively high internal resistance of the semiconductor switch, which reduces losses and reduces the efficiency of the entire device. . . The closest in technical essence to the invention of the invention is a switching device of a tangled current containing a command elalen connected between a voltage source and control and a winding of an electromechanical switch, a voltage sensor of a network of alternating current, a logic element I, and also connected in series with the load and connected in parallel circuits, connect the electromechanical jsoMMyTaTopa contacts and the secondary switch, to the control electrode of which are connected in series connected straightener and differentiator chain 2. This device provides a non-spark and non-commuting switch. But when switching loads, the power of which is commensurate with the power of the source of electric power, oscillations of voltage amplitude arise in the network. The purpose of the invention is to reduce the voltage fluctuations of the network at commutation of the load, the power of which is commensurate with the power of the control voltage source. The goal is achieved by the fact that a current sensor, a sawtooth driver, a sawtooth generator with input and output keys, logic elements NOT and OR, a key of a winding circuit, a delay and a comparator, a current sensor in the circuit of a circuit are inserted into the device. the contacts of the electro- mechanical switch, the output of the switch is connected to the differentiating circuit, one of its entrances through the shaper. a sawtooth voltage is connected to the output of a voltage sensor, and its other input is via a serially connected output key, a sawtooth voltage generator and an input key to a control voltage source to which the winding of an electromechanical switch is connected via a winding key, and the control input of the output key is connected to the output of the AND gate, the control input of the input key - to the output of the OR gate, one of the control inputs of the key of the winding circuit is connected to the delay circuit, the other - to the output of the logical element NOT, one of the inputs of the specified logic elements is connected to the output of the command element, and the other inputs of the logical elements AND and OR to the output of the current sensor. FIG. 1 is a block diagram. switching devices; in FIG. 2 is a diagram explaining his work. The device contains connected in series with load 1 and in parallel interconnected closing contact 2 of an electromechanical switch on the field conductor switch 3 (for example, a triac), a current sensor 4 connected to the circuit of the closing contact 2 of an electromechanical switch, switch 5, the output of which is connected through serially connected differentiating chain 6 and rectifier 7 to the control electrode of the semiconductor switch, one of the inputs through shaper 8 shaper - the output of voltage sensor 9, and the other through serially connected input key Yu, generator 11 of sawtooth voltage and output key 12 - to source 13 of control voltage, to which winding 15 of electromechanical switch is connected via key t4 of winding circuit, and to control circuits the input key Yu is connected to the output of the logical element And 16, to tsesh | control of the output key 12 is the output of the logic element IL 17; to the control circuits of the electronic key of the winding circuit, parallel connected logical element HE 18 and delay circuit 19. The inputs of these dogically elements are connected to the output of a command of an electronic device, whose input is connected to a source of control voltage. 4 and the other inputs of the elements AND and OR are connected to the output of the current sensor. A key, a button, a relay sensor, etc. can be used as a command element. The device works as follows. In the initial state, the system is de-energized, an alternating voltage is applied to the device, there is no signal at the output of the command element 2O and current sensor 4, the input key H is closed, and the output key 12 and the key 14 of the winding circuit are open. The voltage level of the generator 11 is below the level of the generator 8. If it is necessary to turn on the load I, a constant signal appears at the output of the command element 2O, which is fed to the inputs of the AND 16, OR 17, HE 18 and in delay 19 circuits. Then, the output key 12 is turned on and the switching circuit of the input key 1O is prepared. After the output electronic key 12 is closed, the sawtooth voltage generator 11 begins to produce a slowly increasing sawtooth voltage, which through the input key U enters one of the inputs of the comparator 5. The sawtooth voltage from the driver 8 of the sawtooth voltage enters the other input of the comparator. The synchronization of the voltage sweep of the former 8 with the mains voltage is carried out by means of a voltage sensor 9 that records the moment of passage of the network voltage through a zero value. Comparator 5 compares the two signals and, at the moment of their equality, generates a voltage pulse at the output, the duration of which is determined by the ratio of the voltage amplitudes of the specified input signals. The differentiating chain 6 generates pulses corresponding to the leading and trailing edges of the output rectangular voltage of the comparator 5, and the transmitter 7 transmits the pulses corresponding to the leading edge of the output voltage that goes to the control electrode of the semiconductor switch 3. As a result, a smooth change occurs its angle is open. From TC to O, and therefore the same change in the operating voltage on the load from zero to nominal. After some time, determined by the delay circuit 19, after the semiconductor switch 3 is completely opened, the switch 14 of the winding circuit 14 is released and an additional @ @ is supplied (more than the winding 15 of the electromechanical switch, which closes the closed one: its current is detected by a current sensor 4. The signal from the current sensor arrives at elements 16 and OR 17, the input key ω opening and confirming the closed cocTosnffle of the output key 12. As a result, control is removed from the semiconductor switch 3 signal. When disconnecting, the continuous signal is removed from the command element 20, the NOT 18 signal is given to open the key 14 of the winding circuit and the AND 16 signal to close the input key Yu, and to the control electrode of the semiconductor switch 3, control pulses are received and the latter is opened. After the closing contact 2 of the electromechanical switch is opened, the current sensor 4 removes the signal from AND 16 and OR 17, as a result, the output switch 12 and the generator 11 of the sawtooth vfabatyvaet nagf decaying voltage of the CE, which is closed by Yu key fed to a comparator 5, where it Cf. nivaets with voltage forl1fovatel 8 sawtooth. As a result, the opening angle of the semiconductor switch 3 changes from zero to 72, and therefore, the effective value of the load voltage changes from nominal to zero. FIG. Figure 2 shows the voltage diagram for switching on (a) and disconnecting (b) the load. The diagram shows the voltage of the alternating current network (US) voltage of the saw driver of the saw-tooth voltage Ufrc and the generator voltage U, -f, {output voltage of the comparator U; control voltage of the semiconductor switch Uy; load voltage (with the active nature of the load) Uj. Thus, the AC switching device allows for switching the voltage on the load from zero to nominal and at discharge, and from SRT to nominal to zero, which reduces the voltage dips during load build-up and voltage drops during a reset. load. In this case, the mass and dimensions of the semiconductor switch are relatively small, since it is switched on for a time determined by the delay circuit and the generator of the sawtooth 64 voltage, which makes it possible to dispense with a powerful heatsink. In addition, just like in a crust, the JB device lacks electrical wear (arcing, sparking) of the contacts, which makes it possible to increase the service life of the device. Claims of the device for switching current voltage in power systems, containing a command switch, connected between the control source and the winding of the aptromechanical switch, an AC power supply sensor, an AND gate, and connected in series with the load parallel tsegsh closing contacts of an electromechanical switch and a semiconductor switch, to the control electrode of which are connected in series a rectifier and di | A chain, characterized by a & l, that, in order to reduce network voltage fluctuations when switching loads, the power of which is commensurate with the power of the control voltage source, a current sensor, a saw driver, and a saw voltage generator are inputted into the device keys, logic elements NOT and OR, a key of the winding circuit, a delay circuit and a comparator, the current sensor is included in the contact circuit of the electromechanical switch, the output of the comparator is connected to the differentiating One of its inputs is connected via a sawtooth driver to the voltage sensor output, and the other through its input through a serially connected output key, a sawtooth generator, and an input key to the voltage source source, to which ps is connected to an interchangeable switchgear of an electromechanical switch, and the pinning input of the idle switch is connected to the output of the AND gate and the control input of the input key to the output of the logic element OR, one of the control inputs of the key The circuit is connected to the circuit, the other is connected to the vertical of the logical element, one of the inputs of the specified logic elements is connected to the output of the command element, and the other inputs of the logical elements are AND and OR to the output of the current sensor. 7 Sources of information taken into account in I. Brufman, S. S., et al. Thyristor switches of alternating voltage 864364 ka. M., Energie, 1969, p. 5O. rice 43.
2. Л в терское свидетельство по за вке № 26О74О9/24-07, Н О1 Н 9/ЗО, 1978. ПН2. L in the Terek certificate according to the application No. 26О74О9 / 24-07, N O1 N 9 / ZO, 1978. PN
i UH N 17i UH N 17
Фи1.г r 7Phi1.g r 7