Переключающее устройство для слаботочных трехфазных цепей

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 31.V.1963 (№ 839536/24-7) с пр!исоединением заявки №

Кл. 21с, 4502

Государственный комитет по делам изобретений и открытий СССР

Приоритет

Опубликовано 07Л 11,1965. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 17Х111.1965

МПК Н 02с

УДК 621.316.543(088.8) Авторы изобретения

М. И. Синельников

Заявитель

ПЕРЕКЛЮЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛАБОТОЧНЫХ

ТРЕХФАЗНЫХ ЦЕПЕЙ

1—

R>+R +R +R

Подписная группа № 91

В известных переключающих устройствах для коммутации напряжений и токов сразу в нескольких слаботочных радиотехнических цепях используются электромеханические реле. Однако для замыкания всех контактов за несколько микросекунд и строго одновременно во всех коммутируемых цепях эти реле не пригодны.

В предлагаемом устройстве для бесконтактной коммутации, повышения, надежности и управления конструкции в,качестве коммутирующих элементов применены диоды, которые включены в линейные провода трехфазной цепи. Управляющее напряжение подается одновременно,на все диоды через звезды, составленчые из активных сопротивлений, причем один полюс внешнего источника управляющего напряжения подсоединен к средней точке звезды, включенной параллельно генератору, а другой — к средней точке звезды, включенной параллельно нагрузке.

На !фиг. 1 и 2 изображены схемы трехфазного ключа; на фиг. 3 и 4 — схемы,переключающего устройства.

На фиг. 1 Г> — à — трехфазный источник (генератор), à R„— трехфазная нагрузка.

Коммутирующие элементы — диоды Д, — Дз включены в линейный провод. У!правляющее напряжение U через сопротивления R и R> подается одновременно на все диоды. При подаче его в положительном направлении диоды отпираются. Трехфазный ключ замкнут. При изменении полярности этого напряжения оно подается на диоды в обратном направлении

5 и т!рехфазный ключ разомкнут. Для нормальной .работы последнего необходимо, чтобы управляющее напряжение превосходило амплитуду фазного напряжения генератора и сред.ние точки генератора и нагрузки были разоб10 щены, так как в противном случае в каждой фазе потечет ток:

15 где R,—.âíóòðåííåå сопротивление фазы генератора.

Такой способ подачи управляющего напряжения не является единственным. Размыкать

20 трехфазный ключ можно и размыканием ключа К постоянного тока, включенного последовательно с источником Е управляющего напряжения (см. фиг. 2). Последнее,при замкнутом ключе К смещает диоды Д, — Дз в пря25 мом направлении. При разомкнутом ключе К в каждую фазу будут включены два диода навстречу друг другу, причем для одного полупериода переменного напряжения в обратном направлении будет включен один диод, 30 для другого — другой.

172885

Е=E, -, — E.

Важным преимуществом данного спссоба является возможность управления трехфазным ключом от маломо|цнсго источника управляющего напря>кения. Для сравнения отметим, что,при первом способе подачи управляющего напряжения для коммутации напряжения L и тока 1 необходимая мощность Ilcточника управляющего напряжения Р, оценивается как

P = ЗУ 1„, = 6UI 6Р,, где P, = UI — коммутируемая мощность. Поэтому трехфазные ключи, построенные по схеме, приведенной на фиг. 2, рационально использовать прп Оольшпх коммутируемых мощностях и тОках, а K1«o÷!1, .Cc!«>Ocí Hûе;!О педвой схеме, — для коммутации на:|ряжения.

Трехфазнсе переключающее устро:ство представляет собой комбинацию двух трехфазных.ключей. Существуют два варианта таких устройств, которые отличаются друг от друга способом по(ачп управляющего напряжения. В .переключателях обоих типов для реализации шести контактов (трех нсрмальн « открытых и трех нормально закрытых) требуется шесть диодов и девять сопротивлений.

Переключающее устройство icbm!. фиг. 3), которое управляется изменением !пслярностll управляющсго напряжения.,предназначено для односта сильного режима работы. При таком режиме переключатель длител«и(ое время находится в определенном состо>«нпи, потом на короткий срок происходит его переключение и затем снова надолго Он возвращается

В прежнее положение. Исходное состояние Ilcрекл«сча«сщсго устро;".Ст(:а задается с помощью изолированного пст,. !HI!KB смещения с отв0дом, что «поз««0(«яет «,0.1 |пть от него как на,io I0iK:«To.l 1o1-0 сме«цения Е,, и отрицательного Е:

Последовательно с источниками !полояительного и отрицательного смещений включены вторичные оомотки трансформатора, который играет роль изолированного источника управляющего напряжения. Последнее:подается HB диоды через вторичные об IDTKH трансформаторара.

Источник отрицательного смещения смещает диоды Д4 — Д«« в отрицательном направлении (E). При подаче импульса управляющего на«пряяения диоды Д, — Д2 запираются напря>кением U, — Е, где U4 — амплитуда отрицательного импульса управляющего напряжсния, снимаемого со вторичной обмотки трансформатора, соед:«ненно I последовательно с

«О .5

З0

35 ао

45 источником Е,. Диоды Д4 — Д6 отпираются, через них течет ток смещения: 2 Е2 д

О

R4+ R2 где U2 — амплитуда положительного импульса управляющего напря>кения, UB — падение напряжения на открытом диоде.

В том случае, если с помощью переключающего устройства коммутируются одинаковыс по амплитуде трехфазные напряжения, то

Uy — Е,, = Е» и Ь (= U2 = Е1 + Е2.

Отличительной особенностью переключающего устройства является то, что на запертые диоды действуют фазные напряжения обоих коммутируемых генераторов. Поскольку эти фазы случайны, то наибольшее напря>кение, действующее на запертые диоды, равно

Ь (,«», + U@;„,, где U „„H U, „,„„— амплитуды фазного напряжения первого и второго коммутируемых генераторов. Для нормальной работы !переключающего устройства необходимо, чтобы напря>кение запирания диодов

ПРЕВОСХОДИЛО C) ÌË1>«НаПРЯЯЕНИЙ (- фт + с фиг °

В том случае, если рассматриваемое переключающее устройство используется для симметричной коммутации, т. е. трехфазные ключи работают поочередно через примерно равные проме>кутки времени, схема его может быть упрощена, так как отпадает необходимость в источниках напряжения, фиксирующих исходное состояние переключающего устройства.

В устройстве, управлясмом переключением ключей, постоянного тока, которые включены последовательно с источниками смещения, в качестве источника положительного смещения также может быть использован один изолированный источник с отводом. В этом случае включение !диодов Д4 — Д в линию обратно вк 1«о !СНН10 диодов Д(— Д«ь Управля|ощее на.пряжение на ключи постоянного тока подается оТ изс IHpol«BHHol источника, которым может служить трансформатор.

Все сказанное о трехфазных переключающих устройствах можно распространить и на многофазные.

Предмет из об р етени я

Переключающее устройство для слаботочHbIx. трехфазных цепей, содержащих коммутирующие элементы в каждой фазе, Отлича«сщееся тем, что, с целью бесконтактной коммутации, !повышения надежности и упрощения устройства, в;качестве указанных коммутиру«ощих элементов применены включенные в линейные провода трехфазной цепи диоды, управляющее напри>кение на которые подается от внешнего источника, подключенного одним гслюссм к средней точке звезды, образованной а«(тивными collрстивлениями, подключеннъ|ми параллельно трехфазному источнику, и вторым пол|осом — к средней точке звезды, .подключенной параллельно нагрузке.