Электронный коммутатор сети переменного тока

 

Изобретение может быть использовано для облегченной коммутации силовой нагрузки с обеспечением пониженного уровня сетевых помех от коммутации. Цель изобретения - повышение надежности и расширение функциональных возможностей устройства . Коммутатор содержит ключ 1 запуска , силовой блок 2, образованный управляемыми электронными ключами 3-5, и блоки 6-8 управления, включаюш,ие нульорган 12 и выходной блок 13. Введение в каждый блок 6-8 элементов 2 ИЛИ-НЕ 14-18 и инверторов 19-21 позволяет обеспечить необходимую задержку импульсов управления не только при включении управляемых силовых электронных ключей 3-5, но и при их отключении. Кроме того, управление коммутацией от одного ключа 1 запуска и при любом количестве фаз сети не накладывает ограничений на выполнение силового блока. I з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1383481

А1

yg 4 Н 03 К 17 60, 17/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ l3

4@,.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4140617/24-21 (22) 28.10.86 (46) 23.03.88. Бюл. № 11 (71) Всесоюзный сельскохозяйственный институт заочного образования (72) Л. П. Шичков и В. М. Поляков (53) 621.374 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1064462, кл. Н 03 К 17/56, 1982.

Авторское свидетельство СССР № 1210216, кл. Н 03 К 17/56, 1984. (54) ЭЛЕКТРОННЫЙ КОММУТАТОР

СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение может быть использовано для облегченной коммутации силовой нагрузки с обеспечением пониженного уровня сетевых помех от коммутации. Цель изобретения — повышение надежности и расширение функциональных возможностей устройства. Коммутатор содержит ключ 1 запуска, силовой блок 2, образованный управляемыми электронными ключами 3 — 5, и блоки 6 — 8 управления, включающие нульорган 12 и выходной блок 13. Введение в каждый блок 6 — 8 элементов 2

ИЛИ вЂ” НЕ 14 — 18 и инверторов 19 — 21 позволяет обеспечить необходимую задержку импульсов управления не только при включении управляемых силовых электронных ключей 3 — 5, но и при их отключении.

Кроме того, управление коммутацией от одного ключа 1 запуска и при любом количестве фаз сети не накладывает ограничений на выполнение силового блока. ! з.п. ф-лы, ил.

1383481

Изобретение относится к технике бесконтактной коммутации нагрузки с питанием от сети переменного тока, в частности к силовым коммутаторам, срабатывающим при нулевом уровне сетевого напряжения, и может быть использовано для облегченной коммутации силовой нагрузки с обеспечением пониженного уровня сетевых помех от коммутации.

Цель изобретения — повышение надежности и расширение функциональных возможностей.

На чертеже представлена функциональная схема электронного коммутатора сети переменного тока.

Устройство содержит ключ 1 запуска, силовой блок 2, который образован управляемыми силовыми электронными ключами 3 — 5, и блоки 6--8 управления, количество которых соответствует числу фаз А, В, С сети переменного тока.

Силовой блок 2 включен последовательно между сетью переменного тока (фазы А, В, С) и нагрузкой.

Первый вход 9 каждого блока управления соединен с выходом ключа 1 запуска, второй вход 10 каждого блока управления соединен с соответствующей фазой (А, В, С) сети переменного тока, выход 11 каждого блока управления соединен с соответствующим ключом (3, 4, 5) силового блока 2.

Все блоки управления выполнены идентично, поэтому на чертеже приведено выполнение только одного блока, например, первого 6. Блок 6 управления содержит нуль-орган 12, выходной блок 13, пять элементов 2ИЛИ-НЕ 14 — 18 и три инвертора 19 — 21. Вход нуль-органа 12 соединен с вторым входом !0 блока 6 управления, выход выходного блока 13 соединен с выходом 11 блока 6 управления, первый вход первого элемента 14 соединен с выходом нуль-органа 12, а выход — с первыми входами второго и третьего элементов 15 и 16, выход второго элемента 15 подключен к второму входу первого элемента 14 и к первому входу четвертого элемента 17, второй вход второго элемента 15 соединен с выходом первого инвертора 19, вход которого подключен к первому входу 9 блока 6 и через второй и третий инверторы 20 и 21 — к второму входу третьего элемента 16, выход которого соединен с первым входом пятого элемента 18, второй вход которого подключен к выходу четвертого элемента 17, а выход пятого элемента !9 соединен с вторым входом четвертого элемента 17 и с входом выходного блока 13. Управляемые силовые электронные ключи 3 — 5 могут быть выполнены как на тиристорах (симисторах), так и на транзисторах и включаться по известным схемам как коммутатора переменного напряжения, так и коммутатора постоянного напряжения, т. е. силовой блок 2 может быть с выходом на переменном токе либо на постоянном токе.

Нуль-орган 12 предназначен для стробирования прохождения переменного напряжения данной фазы через нулевое значение.

Коммутатор работает следующим образом.

Переменное напряжение сети прикладывается к блокам 6 — 8 управления и силовому блоку 2 с управляемыми силовыми электронными ключами 3 — 5, к выходу которого подключена нагрузка.

При отсутствии сигнала на включение коммутатора от ключа 1 запуска (ключ ра15 зомкнут) в каждом блоке 6 — 8 управления на выходе инвертора 19 и на выходе элемента 16 присутствует сигнал логической

«1», блокирующий включение последовательно соединенных каскадов «памяти» на элементах 14, 15 и 17, 18 и тем самым блокирующий прохождение импульсов стробирования от нуль-органа 12 на управление через выходной блок 13 ключами 3 — 5 силового блока 2.

При появлении сигнала логической «1» на выходе ключа 1 запуска (ключ замкнут) на выходе инвертора 19 и элемента 16 устанавливается сигнал «О», снимающий блокировку каскадов «памяти» на элементах 14, 15 и 17, 18, после чего первым импульсом стробирования с выхода нуль-органа 12 каскады «памяти» на элементах 14, 15 и.!7, 18 мгновенно переключаются в «1» и блокируются в этом состоянии независимо от дальнейшего состояния сигнала на выходе нульоргана 12 за счет положительной обратной связи в каскадах «памяти» с выхода элементов 15 и 18 на другие входы элементов 14 и 17. Сигналом «1» через выходной блок 13 управляемые электронные ключи 3 — 5 силового блока 2 пофазно подключают нагрузку к сети при нулевом уровне сетевого напряжения в каждой фазе.

40 Нагрузка остается подключенной к сети до тех пор, пока ключ 1 запуска держит на своем выходе сигнал «1» (ключ остается замкнутым).

При появлении сигнала логического «О» на выходе ключа 1 запуска (ключ разомк45 нут) сразу же сигналом «1» с выхода инвертора 19 деблокируется входной каскад

«памяти» на элементах 14 и 15, и на выходе элемента 15 устанавливается сигнал «О». В то же время каскад «памяти»на элементах 17 и 18 остается в прежнем заблокированном обратной связью состоянии. И хотя на выходе ключа 1 запуска сигнал «О» (ключ разомкнут) при напряжении сети данной фазы отличном от нуля на выходе нуль-органа 12 сигнал «О», 55 которому иа выходе элемента 14 при деблокированной входной «памяти» на элементах 14 и 15 соответствует сигнал «1», который через элемент 16 продолжает блокировать выход1383481

Формула изобретения

Составитель Г. Терешина

Редактор В. Бугренкова Техред И. Верес Корректор М. Демчик

Заказ 920/54 Тираж 928 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ную «память» на элементах 17 и 18, а следовательно, нагрузка остается подключенной к сети до появления первого стробирующего импульса «1» на выходе нуль-органа 12. Этим сигналом «1» деблокируется в конечном итоге выходная «память» на элементах 17 и 18, и нагрузка отключается от сети пофазно при нулевом уровне напряжения в каждой фазе даже в том случае, если силовые электронные ключи

3/5 полностью управляемые, например тран10 зисторные. Инверторы 20 и 21 используются для создания необходимой временной задержки на деблокирование выходной

«памяти» на элементах 17 и 18 при деблокировании входной «памяти» на элемен- 15 тах 14 и 15, т. е. чтобы обеспечить их надежную и мгновенную последовательную деблокировку по сигналу «О» от ключа 1 запуска по цепям через инвертор 19 и инверторы 20 и 21, и элемент 16.

По сравнению с известными технически- 20 ми решениями введение в каждый блок управления пяти двухвходовых логических элементов 2 ИЛИ-НЕ и трех инверторов позволяет помимо повышения надежности обеспечить необходимую задержку импульсов управления силовым блоком коммутатора не только при включении управляемых силовых электронных ключей, а также и при их отключении. Поэтому наряду с тиристорами (симистора ми) в силовом блоке могут быть использованы транзис- 30 торы, запираемые тиристоры и тиристоры с искусственной цепью коммутации. Кроме того, управление коммутацией от одного ключа запуска и при любом количестве фаз сети не накладывает ограничений на выполнение силового блока, который может 35 быть любым известным с выходом как на переменном, так и на постоянном токе с использованием различных типов управляемых силовых электронных ключей.

1. Электронный коммутатор сети переменного тока, содержащий ключ запуска, силовой блок, который образован управляемыми силовыми электронными ключами, и блоки управления, количество которых соответствует числу фаз сети, выход ключа запуска соединен с первым входом каждого блока управления, второй вход каждого блока управления соединен с соответствующей фазой сети переменного тока, выход каждого блока управления соединен с соответствующим управляемым силовым электронным ключом силового блока, силовой блок включен последовательно между сетью переменного тока и нагрузкой, каждый блок управления содержит нуль-орган и выходной блок, вход нуль-органа соединен с вторым входом блока управления, выход вь1ходного блока соединен с выходом блока управления, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в каждый блок управления введены пять элементов 2ИЛИ-НЕ и три инвертора, первый вход первого элемента 2ИЛИ-НЕ соединен с выходом нуль-органа, а выход — с первыми входами второго и третьего элементов 2ИЛИ-НЕ, выход второго элемента 2ИЛИ-НЕ соединен с вторым входом первого элемента 2ИЛИ-HE и с первым входом четвертого элемента

2ИЛИ- НЕ, второй вход второго элемента

2ИЛИ- HE соединен с выходом первого инвертора, вход которого соединен с первым входом блока управления и через второй и третий инверторы — с вторым входом третьего элемента 2ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первым входом пятого элемента 2ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента

2ИЛИ-НЕ, а выход пятого элемента 2ИЛИНЕ соединен с вторым входом четвертого элемента 2ИЛИ- НЕ и с входом выходного блока.

2. Коммутатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, управляемые силовые электронные ключи выполнены на тиристорах (симисторах) или на транзисторах и образуют силовой блок с выходом на переменном токе или силовой блок с выходом на постоянном токе.