Устройство для бездуговой коммутации электрической цепи

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН (19) (11) (SD 4 Н 01 Н 9/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИОАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ":-": -" . ::

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3825036/24-07 (22) 18.12,84 (46) 15.12.88. Бюл. М 46 (72) В.А.Будыко, А.Ф.Иванченко, В.М.Крохмаль, В.В,Коноваленко, Г.В.Нечволодов, Б.Н.Ласточкин и В.Д.Купцов (53) 621.3.064.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Н 1107186, кл. Н 01 Н 9/30, 1984.

Авторское свидетельство СССР

11 920898, кл. Н 01 Н 9/30, 1977. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕЗДУГОВОЙ

КОИМУТАЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ, содержащее полупроводниковый элемент, первый и второй выводы которого шунтированы замыкающим контактом, резистор, первый вывод которого подключен к управляющему электроду полу- проводннкового элемента, а второй вывод - к первому выводу источника питания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения надежности, упрощения конструкции и повышения быстродействия в качестве замыкающего контакта использована замыкающая контактная пара переключающей контактной группы, подвижный контакт кото" рой подключен к первому выводу полупроводникового элемента и к второму выводу источника питания, а неподвижный контакт размыкающей контактной пары переключающей контактной а группы соединен с управляющим электродом полупроводникового элемента, !

444903

Изобретение относится к коммутирующим устройствам и может быть использовано в целях постоянного и пе" ременного тока с емкостными, индуктивными и активными нагрузками, а также лампами накаливания.

Цель изобретения - повышение надежности путем бездугового формирования управляющего импульса самим за- 10 щищаемым контактом, а также упрощение конструкции и повышение быстро-, действия при включении нагрузки.

На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема устройства для цепи постоянного тока; на фиг. 2то же, для цепи переменного тока.

Устройство содержит переключающую контактную группу, подвижный контакт 1, который подключен к первому 20 выводу источника питания, например, +U», а неподвижный замыкающий контакт 2 соединен с нагрузкой Zz, например, емкостной 3, активной 4, ламповой 5, индуктивной б, эашунтирован- 25 ной диодом 7, которая подключена к второму выводу источника питания, Замыкающие контакты 1,и 2 шунтированы полупроводниковым элементом, для цепи постоянного тока - транзистором 8, 30 для цепи переменного тока - симисто, ром 9. Управляющий электрод симистора 9 (база транзистора 8) соединен с неподвижным контактом размыкающей; контактной пары 10 и через резистор 11 с вторым выводом источника питания. Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии транзистор 8 40 закрыт и находится в диодном режиме, так как его эмиттер и база замкнуты накоротко контактами l и 10. Ток в нагрузку Z ÷åðåý контакты 1 и 2 не поступает, а обратным током через 45 переход эмиттер — коллектор транзистора 8, находящегося в диодном режи" ме, можно пренебречь. При этом устрой ство потребляет от источника питания ток, проходящий по цепи; размыка- 50 ющая контактная пара 1,10 и резистор 11

При включении тумблера или реле подвижный контакт 2 приходит в движение, его давление на контакт. 10 умень55 шается, что приводит к увеличению переходного сопротивления контактной пары 1 и 10, Постоянно увеличиваюше" еся переходное сопротивление контактной пары 1,10 и резистор 11 образуют ,целитель напряжения, который обеспе- чивает переход транзистора 8 и режим насыщения, после чего контактная пара 1,10 размыкается, а переход база— эмиттер транзистора 8, находящегося в режиме насыщения, предотвращае r возникновение искровых и дуговых процессов, а также автоэлектронную эмиссию в зазоре контактов 1 и 10

На время, необходимое подвижному контакту l преодолеть контактный зазор и замкнуться с контактом 2, транзистор 8 создает для тока дополнительный, параллельный путь помимо контактов, при этом емкостная нагрузка 3 распределенная емкость длин j ных линий и кабелей, через которые может быть подключена активная нагрузка 4, заряжаются, а ламповая нагрузка 5 прогревается.

Разность потенциалов на койтактах 1 и 2 устанавливается равной напряжению насыщения перехода эмиттер— коллектор транзистора 8, которое всегда меньше напряжения горения короткой дуги (8-10В). По мере замыка- ния контактов 1 и 2 контактное давление, а следовательно, и переходное сопротивление изменяются, что приводит к изменению падения напряжения на них и перераспределению тока между .транзистором 8 и контактной парой

1 и 2. При падении напряжения на контактах 1 и 2 менее 0,5В (для кремниевого транзистора) транзистор 8 закрывается по своим коллекторным характеристикам и весь ток в нагрузку проходит уже через контакты 1 и 2.

Таким образом, при размыкании контактов l и 10 и замыкании контактов 1 и 2 искровые и дуговые процессы, а также автоэлектронная эмиссия не возникают.

При выключении тумблера или реле подвижный контакт 1 приходит в движение, его давление на контакт 2 уменьшается, что приводит к увеличению переходного сопротивления и падению напряжения на контактной паре 1 и 2.

Транзистор 8 из закрытого состояния переходит в активный режим и режим насыщения, перераспределяя ток между собой и контактами 1 и 2. Б момент разрыва контактов 1 и 2 напря жение на них равно напряжению пасыщения перехода коллектор — эмиттер транзистора 8, которое все да меньше

1444903

Составитель Ь.кецарис

Техред A.Кравчук

Корректор С.Шекмар

Редактор Е.Копча

Заказ 6513/55 Тираж 746 Подписное

BIIHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, .4 напряжения горения короткой дуги.

На время перелета подвижным контактом 1 и контактного зазора ток в нагрузку Й„ поступает через транзистор 8. При замыкании контактов 1 и 10 транзистор 8 закрывается, а нагрузка Е„ обесточивается.

Таким образом, при раэмыкании контактов 1 и 2 и замыкании контактов 1 и 10 искровые и дуговые процессы, а также автоэлектронная эмиссия не возникают.

Для сокращения потерь мощности, вызванных потреблением тока от источника питания по цепям контактная пара 1 и 10, резистор ll или переход эмиттер — база транзистора 8 резистор 11, в качестве резистора 11 целесообразно испольэовать злементъ других схем, постоянно находящихся под напряжением, либо в качестве транзистора 8 испольэовать составной транзистор.

Работа устройства при коммутации

10 цепей переменного тока (см,фиг.2) аналогична работе устройства на фиг.l, с тем отличием, что обесточивание нагрузки Z„ происходит не в момент замыкания контактов 1 и 10, 15 а в момент перехода переменного напряжения через нуль при замкнутых контактах 1 и 10.