Устройство для коммутации цепей питания потребителей электроэнергии

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в электросистемах как постоянного, так и переменного тока. Целью изобретения является снижение колебаний напряжения питания и электромагнитных помех, возникающих при коммутации. Устройство содержит полупроводниковый демпфирующий коммутатор 2, электромеханические индивидуальные 3 и вспомогательные 7 коммутаторы, блок управления 5 коммутаторами с командным узлом 6. Блок управления 5 содержит одновибраторы, управляемые с командного узла 6, выходом подключенные к обмоткам коммутаторов 7, к информационным входам триггеров и через логическую схему ИЛИ-НЕ к входу запуска генератора треугольного напряжения. Выход этого генератора подключен к входу коммутатора 2 и через пороговый узел к управляющим входам триггеров, выходы которых через усилители связаны с обмотками коммутаторов 3. Включение и выключение потребителей 4 сопровождаются линейными изменениями тока питания. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (1I) А1 (11 4 Н 01 Н 9/54

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТСРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

IlPH ГКНТ СССР (21) 4234522/24-07 (22) 27.04.87 (46) 30.05.89. Бюл. В 20 (71) Московский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) С.Б.Резников, В.В.Бочаров, Г.А.Дубенский, В.Г.Болдырев и А.А.Красильников (53) 621.3.014.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 758284, кл. Н 01 Н 9/30, 1978.

Авторское свидетельство СССР

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

ПИТАНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ (57) Изобретение относится к элект2 ротехнике и предназначено для использования в электро системах как постоянного, так и переменного тока.

Целью изобретения является снижение колебаний напряжения питания и электромагнитных помех, возникающих при коммутации. Устройство содержит полупроводниковый демпфирующий коммутатор 2, электромеханические индиви, дуальные 3 и вспомогательные 7 коммутаторы, блок управления 5 коммутаторами с командным узлом 6. Блок управления 5 содержит одновибраторы, управляемые с командного узла 6, выходом подключенные к обмоткам комму;таторов 7, к информационным входам триггеров и через логическую схему

1483503

ИЛИ-НЕ к входу запуска генератора треугольного напряжения. Выход этого генератора подключен к входу коммутатора 2 и через пороговый узел к управляющим входам триггеров, выходы

Предлагаемое устройство относится к электротехнике и предназначено для коммутации цепей питания различных потребителей в энергосистемах посто5 янного и переменного тока, Цель изобретения — снижение колебаний напряжения питания и электромагнитных помех, возникающих при коммутациях.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема силовой части и структурная схема каналов управления устройства для коммутации цепей питания потребителей электроэнергии; на фиг. 2— блок управления коммутаторами; на фиг. 3 — временные диаграммы для пояснения работы блока управления коммутаторами.

Устройство для коммутации цепей питания потребителей электроэнергии содержит питающую шину 1 (фиг. 1), полупроводниковый демпфирующий коммутатор 2, соединенный с ней первым своим выводом, электромеханические индивидуальные коммутаторы 3, контактная группа каждого из которых включена между соответствующей цепью питания потребителя 4 и питающей шиной, блок 5 управления коммутаторами, вход 30 которой соединен с командным узлом 6, электромеханические вспомогательные коммутаторы 7, контактная группа каждого иэ которых включена между соответствующей цепью питания потребителя 35 и вторым зажимом демпфирующего коммутатора 2. Демпфирующий коммутатор 2 состоит иэ диодного двухполупериодного выпрямительного моста 8 и транзистора 9, подключенного коллектор- 40 но-эмиттерной цепью к зажимам выпрямленного тока моста, причем первый зажим переменного тока моста подсоединен к питающей шине, а второй — к цеПям питания потребителей посредст- 45 которых через усилители связаны с обмотками коммутаторов 3. Включение и выключение потребителей 4 сопровождаются линейными изменениями тока питания. 3 ил. вом вспомогательной шины 10. Блок 5 управления коммутаторами рассмотрен в качестве примера для трехканального варианта. Однако число каналов коммутации может быть произвольным в зависимости от конкретного назначения. Блок 5 управления коммутаторами содержит три одновибратора ll (фиг. 2), каждый из которых имеет ото дельный вспомогательный вход запрета запуска. Основной управляющий вход каждого одновибратора 11 подключен к командному узлу 6, а выход — через усилитель мощности 12 к обмотке управления соответствующего электромеханического вспомогательного коммутатора 7. Выходы одновибраторов 11 соединены также с информационными входами соответствующих триггеров 13, выходы которых через соответствующие усилители 14 мощности подключены к обмоткам управления электромеханических индивидуальных коммутаторов 3, Кроме того, выход каждого одновибратора соединен с соответствующим входом логической схемы HJIH-НЕ 15, выход которой соединен со вспомогательными входами запрета запуска всех одновибраторов 11 и с входом запуска генератора 16 треугольного напряжения. Последний своим выходом через пороговый узел 17 соединен с управляющими входами триггеров 13 и через усилитель 18 соединен с базово-эмиттерной цепью транзистора 9 полупроводниковоro демпфирующего коммутатора 2.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии все электромеханические индивидуальные 3 и вспомогательные 7 коммутаторы с замыкающими контактами и полупроводниковый демпфирующий коммутатор 2 вык5

14 лючены, а на питающую шину 1 подано постоянное или переменное напряжения. Пусть в момент t =0 от команд 1 ного узла 6 импульс напряжения U .6 (фиг. 3) поступает по одному из каналов на основной вход одновибратора 11 того канала, потребитель 4 которого необходимо подключить к питающей шине 1. При этом одновибратор .11 формирует прямоугольный импульс напряжения U а соответствующий усилитель 12 мощности — импульс 1,, определенной длительности

Переднему фронту импульса U соответствует начало включения электромеханического вспомогательного коммутатора 7, т.е ° подключение нужного потребителя к всгомогательной шине 10. Кроме того, на входе логической схемы ИЛИ-HE !5 формируется напряжение U, =О, запускающее генератор .1б треугольного напряжения с выходным линейно изменяющимся напряжением U . (и усиленным напряжением

U <8 ) и запирающее (блокирующее) основные входы всех одновибраторов на время перекоммутации, исключая тем самым одновременную коммутацию цепей нескольких потребителей. С помощью напряжения произвоцится плавное от.пирание транзистора 9 полупроводни.кового демпфирующего коммутатора 2, т.е. плавное нарастание напряжения на вспомогательной шине 10.

В момент t полного отпирания транзистора 9 на выходе порогового узла 17 формируется синхроимпульс напряжения Б,7, поступающий на управляющие входы триггеров 1 3, вызывая срабатывание того триггера, на информационный вход которого подано

I напряжение U В момент t переключения триггера !3 на его выходе появляется сигнал П<з, который, будучи усиленным до напряжения Б„„, вызывает включение электромеханического индивидуального коммутатора 3, т.е. перевод питания данного потребителя со вспомогательной шины 10 на шину питания 1, Затем напряжение U, (! ) е начинает линейно уменьшаться до нуля

H к моменту времени t Dt, плавно запирая полупроводниковый демпфирующий коммутатор 2, Далее в момент. време-. ни Ь t обнуляется напряжение U, и соответствующий электромеханический вспомогательный коммутатор 7 возвра83503

55 щается в исходное состояние, а логическая схема ИЛИ-НЕ 15 снимает сигнал запрета U„q =0 со вспомогательных входов одновибраторов. Аналогично отрабатывается команда на подключение питания к любому из потребителей, Если в момент времени t поступи1 ла команда на отключение цепи питания включенного ранее потребителя, то, как видно из диаграмм на фиг., 3, все описанные выше процессы повторяются с той лишь разницей, что в момент появления импульса напряжения

U< соответствующий триггер 13 возвращается в исходное (нулевое) состояние, что приводит к отключению соответствующего электромеханического индивидуального коммутатора 3.

В тех случаях, когда допустимая рассеиваемая на коллекторно-эмиттерном переходе транзистора мощность не позволяет использовать его в линейном режиме, при данном напряжении, II данном токе и данной длительности t можно использовать полупроводниковый демпфируюший коммутатор, построенный по принципу широтно-импульсного модулятора со вспомогательным сглаживающим дросселем.

Формула изобретения

Устройство для коммутации цепей питания потребителей электроэнергии, содержащее электромеханический индивидуальный коммутатор с обмотко" управления и контактной группой, включенной между выводами для подключения питающей шины и цепи питания потребителя, полупроводниковый демпфирующий коммутатор с входом управления и электромеханический вспомогательный коммутатор с обмоткой управления и контактной группой, образующей вместе с последовательно соединенным полупроводниковым демпфнрующим коммутатором цепь, включенную параллельно контактной группе индивидуального коммутатора, а также блок управления коммутаторами с командньм узлом, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью снижения колебаний напряжения питания и электромагHHTkIblx помех, возникающих при коммутациях, в блок управления коммутаторами введены одновибратор, подключенный входом к командному уз1483503

Ор (Уц и(иа

Составитель В. Гудовский

Техред Л. Олийнык

Корректор Н.Король

Редактор M.Öèòêèíà

Заказ 2839/49 Тираж 695 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

133035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 лу, а выходом — к обмотке управления.

Ф вспомогательного коммутатора, генератор треугольного напряжения, пороговый узел и триггер, информационный вход которого связан с выходом одновнбратора и с входом генератора треугольного напряжения, выход кото1 рого подключен непосредственно к входу управления полупроводникового демпфирующего коммутатора и через пороговый узел — к управляющему входу триггера, причем командный узел выполнен в виде формирователя одиночных однополярных импульсов.