Устройство для бездуговой коммутации цепей постоянного тока

Союз Советских

Социалистических

Республик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 200677, (21) 2499213/24-07 с присоединением заявки Мо (23) приоритет

Опубликовано 301280. Бюллетень Но 48

Дата опубликования описания 30 ° 12 ° 80 (51)М. Кл.з

Н 01 Н 9/30

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 396. .664(088.8) (72) Авторы изобретения

А. Г. Сосков и В. Г. Бенсман (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕЭДУГОВОЙ КОММУТАЦИИ

ЦЕПЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к области низковольтных аппаратов с бездуговой коммутацией.

Известны устройства бездуговой коммутации, содержащие контакты в цепи источника питания и блок их коммутации (Ц . Их недостатком является невысокая надежность.

Наиболее близким по техническим средствам и достигаемому результату к изобретению является устройство для бездуговой коммутации цепей постоянного тока, содержащее главные контакты в цепи источника питания, тиристор, параллельно которому под- . ключен блок его искусственной коммутации, диод и резистор (2) .

Недостатком этого устройства является то, что при замкнутом контакте по управляющему переходу тиристора постоянно протекает ток, величина которого равна или чуть больше тока управления тиристора. Поскольку величина тока управления у существующих мощных тиристоров в рабочем диапазоне температур лежит в пределах 0,3-0,6 А, то мощность, потребляемая устройством во включенном состоянии, будет значитель. ной.

Целью изобретения является снижение энергии, потребляемой устройством.

Эта цель достигается тем, что устройство для бездуговой коммутации цепей постоянного тока снабжено

RC-цепью, дополнительным диодом, транзистором, конденсатором и стабилитроном, причем RC-цепь включена между положительным выводом источника питания и управляющим электродом тиристора через транзистор, база-эмиттерный переход которого шунтирован диодом, база-коллекторный

15 переход дополнительным диодом, конденсатор подключен к выходу устройства, а стабилитрон через резистор включен между отрицательным выводом источника питания и точкой сое2Q динения катода тиристора и анода дополнительного диода.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема уст25 ройства.

Устройство содержит контакт 1, параллельно которому подключен тиристор 2. Блок принудительной ком- мутации тиристора состоит из тири30 стора 3, коммутирующего конденса792346 тора 4, дросселя 5, ограничивающего скорость нарастания тока через тиристор 3, зарядного блока б и схемы управления 7. Нагрузка 8 подключена к выходным клеммам устройства. Диод 9 включен последовательно в проводящем направлении с основным тиристором 2, причем катод диода 9 соединен с положительной выходной клеммой устройства, а анод диода 9 - с резистором 10, ограничивающим ток через управляющий. переход до требуемого уровня. Диод 11 шунтирует нагрузку для уменьшения перенапряжений на элементах устройства при отключении нагрузки.

Устройство также содержит транзистор 12, последовательную ЯС-цепь

{резистор 13 и конденсатор 14) и маломощный диод 15, шунтирующий эмиттерный переход транзистора 12 в непроводящем направлении. База транзистора 12 подключена к положительной выходной клевые, его коллектор— к управляющему электроду тиристора

2, а его эмнттер — к резистору 13

ЯС-цепи.

Стабилитрон 16, включенный между резистором 10 и отрицательной выходной клеммой, и конденсатор 17, подключенный к выходным клеммам, исключает ложное срабатывание основного тиристора 2 при скачкообразном набросе входного напряжения в отключенном состоянии устройства.

Устройство для бездуговой коммутации цепей постоянного тока работает следующим образом.

При включении устройства эаьыкается контакт 1 и напряжение источника подается на нагрузку 8. Одновременно предварительно заряженный до напряжения сети конденсатор

14 последовательной ЯС-цепи разряжается по следующей цепи: резистор

13, диод 15 и замкнутые контакты 1.

Постоянная времени разряда конденсатора 14 выбирается небольшой и составляет несколько мкс.

Поскольку входная цепь транзистора 12 эашунтирована замкнутыми контактами 1, то ток по коллекторному переходу транзистора 12 под действием напряжения на нагрузке не протекает. T.е. цепь управления тиристором 2 является обесточенной, и ток нагрузки протекает только по контакту 1. При этом потери энергии в цепи управления тиристора 2 отсутствуют °

После заьыкания главного контакта схемой управления 7 включается зарядное устройство б, обеспечивающее заряд коммутирующего конденсатора 4 до величины, необходимой для надежного запирания тиристора

2, с полярностью, указанной на чертеже без окружностей.

При отключении устройства в нача ле процесса размакания главного кон такта 1 на нем возникает напряжение, равное напряжению короткой дуги. Под действием этого напряжения по эмиттерному переходу транзистора

12 начинает протекать ток заряда конденсатора 14, который вызывает включение коллекторного перехода транзистора. Таким образом, включается цепь управления тиристором 2, 30 и по его управляющему переходу начинает протекать ток, ограниченный резистором 10. Величина сопротивления резистора 10 должна быть такова, чтобы обеспечить требуемую величину

)я тока управления основного тиристора при допустимых колебаниях напряжения сети и напряжения стабилизации стабилитрона 16.

Время протекания тока по управлящ ющему переходу тиристора 2 определяется .параметрами последовательной

RC""öåïè.

После включения основного тиристора 2 ток нагрузки из цепи главного контакта 1 переходит в цепь, состоящую иэ основного тиристора 2 и диода 9, чем обеспечивается бездуговое размыкание главного контакта

1. Прн этом конденсатор 14 разряжается по цепи: резистор 13, диод 15, ЗО диод 9 и тиристор 2. Падение напряжения на диоде 9 прикладывается в запирающем направлении к управляющему переходу основного тирнстора

2, чем обеспечивается снятие сигна35 ла управления с основного тиристора, По окончании процесса перетекания тока нагрузки иэ цепи главного контакта в цепь основного тиристора 2 и восстановлении электрической проч40 ности контакта схемой управления 7 включается тиристор 3. Параллельно основному тиристору 2 подключается предварительно заряженный конденсатор 4, который обеспечивает запира,@ HHe тиристора 2. Конденсатор 4 перезаряжается током нагрузки до напряжения, полярность которого указана на чертеже в окружностях. В процессе переэаряда конденсатора о 4 тиристор 2 не включается, поскольку к его управляющему переходу попрежнему прикладывается обратное напряжение, снимаемое с диода 9. По окончании перезаряда конденсатора тиристор 3 запирается, процесс отключения заканчивается. В отключенном состоянии устройства контакт 1 разомкнут, тиристор

2 выключен, и на нагрузку 8 напряжение не поступает. Для исключения

4Q ложного выключения тиристора 2 иээа скачкообраэиого изменения входного напряжения (например, наброс напряжения при включении вышестоящего выключателя) в устройство ввеЯ лены стабилитрон 16 и конденсатор

792346

Формула изобретения

Составитель Е.Калинкин

Редактор Г.Улыбина Техред Н. Вабурка Корректор Н.Стец

Заказ 95 7 3

Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета. СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП П атент, r. Ужгород, ул. Проехтная, 4

17. Величина напряжения пробоя ста-. билитрона 16 должна быть възае напряжения, возникающего на,конденсаторе 17 нри скачкообразном изменении входного напряжения от нуля до номинального значения. Величина емкости Конденсатора 17 выбираетСя равной емкости конденсатора 14. Тог да напряжение пробоя стабилитрона

16 дОлжно быть несколько выл половины величины номинального напряже-, ния питающей сети. В этом случае, хотя по эмиттерному переходу транзистора 12 и будет протекать ток при набросе входного напряжения, основной тиристор 2 не включится, поскольку напряжение на емкости 17 будет меньше напряжения пробоя стабилитронл 16.

Вместо стабилитрона 16 можно применить любой другой пороговый элемент.

Устройство для бездуговой комму,тации цепей. постоянного тока, со- е держащее главные контакты в цепи источника питания, тиристор, параллельно которому подключен блок его искусственной коммутации, диод и резистор, отличающееся тем, что, с целью снижения энергии, потребляемой устройством, оно снаб жено ЯС-цепью дополнительным диодом, транзистором, конденсатором и стабилитроном, причем RC-цепь включена между положительным выводом источника питания и управляющим элек10 тродом тиристора через транзистор, база-эмиттерный переход которого шунтирован диодом, база-коллекторный переход дополнительным диодом, конденсатор подключен к выходу уст15 ройства, а стабилитрон через резистор включен между отрицательным выводом источника питания и точкой соединения катода тиристора и анода дополнительного диода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Пономарев И.С. и др. Автоматическая аппаратура контроля. М., "Советское радио", 1975, с. 188.

2. Авторское свидетельство СССР

9 546029, кл. Н 01 Н 9/30, 1975.