Контактор переменного тока с бездуговой коммутацией

 

О П И С А Н И Е 335728

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Саюа Советских

Социалистических

Республик

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 06Л.1969 (№ 1300729/24-7) с присоединением заявки № 1383372/24-7)

Приоритет—

Опубликовано 11.1Ч.1972. Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 16Л".1972

М Кл. H 0111 9/30 комитат Ilo делам ивоарвтвииЯ и открытиЯ ари Совете Мииистрав

СССР

УДК 621.316.57.025.014. .2 (088.8) Авторы изобретения

Г. В. Могилевский, А. Г. Сосков и В. Д. Коломийцев

Заявитель

КОНТАКТОР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С БЕЗДУГОВОЙ

КОММУТАЦИ ЕЙ

Изобретение относится к низковольтным электрическим аппаратам.

Известные контакторы переменного тока с бездуговой коммутацией, содержащие бесконтактный уцравляемый элемент, .подключенный параллельно главным контактам, имеют сложную (конструктивно или,функционально) схему управления, которая не обеспечивает надежной работы устройства в целом. Кроме того в известных контакторах при сквозном коротком, замыкании в сети в момент электродинамического отброса главных контактов по управляемым элементам идет очень большой ток, вызывающий их повреждение.

Предлагаемый контактор не имеет указанных недостатков благодаря тому, что он снабжен трансформатором тока, первичная обмотка которого введена в цепь главных контактов, а каждая вторичная обмотка, подключена через выпрямитель к управляющей цепи бвсконтактного управляемого элемента, шунтирующего последовательную цепь: главные контакты — трансформатор тока. Для защиты бесконтактных элементов,при,коротком замыкании,в цепь у правления каждым упомянутым элементом введена последовательная цепь, состоящая из источника запирающего напряжения и бесконтактного ключа, управляемого датчиками величины и скорости нарастания тока в цепи главных контактов.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема описываемого контактора,переменного тока с бездуговой коммутацией; на фиг. 2 — варианты схем контактора,с применением разных

5 бесконтактных у правляемых элементов; на фиг. 3 — принципиальная схема контактора, принятая для промышленного использования, Параллельно главным контактам 1 контактора в прямом и обратном направлении по от10 ношению друг к другу, подключены два управляемых бесконтактных элемента 2 и 8 (на фиг. 1 для удобства описания они изображены в виде тиристоров). Основным элементом схемы управления является трансформатор то15 ка 4,,первичная обмотка 5 которого включена последовательно,с контактами 1, а две вторичные обмотки б и 7 через выцрямители 8 и

9 подключены к управляющим электродам тиристоров 2 и З,соответственно.

20 Схема защиты тиристоров IIpH коротком замыкании,в сети состоит из источников 10 и 11 запирающего напряжения, бесконтактных ключей 12 и 18, управляемых датчиками 14 величины тока и скорости нарастания тока 15.

25 Датчик тока может, стоять,как в главной цепи, так и в цепи вторичных обмоток трансформатора. Стабилитроны 1б и 17 обеспечивают защиту управляющих переходов,соответствующих тиристоров при больших токах в

30 главной цепи.

335728

Процесс включения и отключения контактора происходит следующим образом. При заMbIKaHHII контактов 1 и возникновении тока в главной цепи трансформатор тока 4 попеременно подает отпирающий сигнал на управляющие электроды тиристоров 2 и 8, В момент отскока контактов при наличии вибрации во .время включения ток,;протекающий через контакты, отводится в тиристор, полярность которого соответствует направлению тока в цепи. Напряжение на контактах при этом не превышает величины прямого пад: ния напряжения на тиристоре, что исклюачет сбразование дуги. Во включенном состоянии контактора током через тирнсторы можно практически пренебречь, так как к ним в этом случае прикладывается напряжение в несколько десятков милливольт (паденне напряжения на контактах). При отключении контактора так же, как и в случае с вибрацией, в момент размыкания контактов 1 ток, протекающий через них, отводится в соответстзующий тиристор, При полном перетекании тока из цепи контактов в тиристор управляющий сигнал с выхода трансформатора тока быстро спадает до нуля. Отключение цепи происходит при переходе тока через нуль в проводящем тиристоре. Как следует из описания работы контактора ток через тиристоры при отключении цепи протекает не более .полупериода.

Трансформатор тока для данного контактора выбирается исходя из следующих требований: а) обеспечение сигнала управления, достаточного для включения тиристора при наименьшем токе главной цепи,; б) ограничение максимального тока через выпрямитель и цепи управления гиристором в режиме предельных перегрузок в сети; в) трансформатор тока не должен насыщаться при максимально-допустимом токе, коммутируемом контактором.

Порог cðàáàòûâàíèÿ бесконтактных ключей

12 и 13 от датчика тока 14 выбирается в диапазоне между максимальным рабочим током и током, при котором падение напряжения на контактах создает ток в тиристоре близкий, но меньший тока удержания. Очевидно, что ток, при котором происходит электроди намический отброс контактов, лежит выше этого диапазона.

Следовательно, в режиме коммутации рабочих токов бесконтактные ключи остаются разомкнутыми, и при размыкании контактов ток,переходит в тиристоры. В режчме сквозного короткого замыкания при нарастании тока происходит увеличение выходного с гнала датчика 14. При срабатывании одного из ключей в зависимости от полярности тока в цепи сигнал управления шунтируется, и ток в тиристоре прерывается, поскольку, как было указано выше, его величина меньше тока удержания. Поэтому при дальнейшем наоастании тока короткого замыкания и отбросе

55 контактов ток не,проходит через тиристоры.

На контактах возникает дуговой разряд сдлительностью, определяемой временем отключения тока короткого замыкания защитными аппаратами, у становленными в сети последовательно с контактором. После,прекрз цения аварийного режима контактор пригоден к дальнейшей работе (возможна замена или зачистка контактов). Таким образом,,применение данной схемы позволяет устранить пощ>еждение тиристоров при коротком замыкании.

Для уменьшения времени запирания тиристора после срабатывания ключа,последовательно с бесконтактными ключами включены дополнительные источники 10 и 11, обеспечивающие подачу запирающего на пряжения в цепь: катод — управляющий электрод.

При повышенных скоростях нарастания тока короткого замыкания промежуток времени, соответствующий изменению тока гг максимального рабочего тока до тока, при котором ток в тиристоре достигает тока удержания, может оказаться недостаточным для восстановления запирающих свойств тиристора. Для устранения этого недостатка предлагается управление ключом осуществлять одновременно от датчика 14 и от датчика 15 с выходным сигналом, пропорциональным скорости нарастания тока. Это обеспечивает срабатывание ключей в начале процесса нарастания тока короткого замыкания, вследствие чего повышается надежность запирания тиристора.

Схема защиты тиристоров при коротком замыкании, принятая в описываемом контакторе, может использоваться во всех из вестных контакторах с бездуговой коммутацией.

В предлагаемом контакторе;вместо двух тиристоров может применяться один симмистор

18 (фиг. 2а) или же любой другой прибор подобный вышеуказанным элементам. Для контакторов, не применяющихся в однополюсном исполнении с целью снижения стоимости,возможно вместо одного из двух параллельных контактам бесконтактных управляемых элементов применять неуправляемый диод 19 (фиг. 26).

B качестве бесконтактных ключей 12 и 18 (см. фиг. 3) в данной схеме используются маломощный тиристор и транзистор. Порог срабаты вания ключа определяется напряжением стабилизации стабилитрона, включенного в цепь базы транзистора. Роль датчика тока выполняют вторичные обмотки трансформатора тока 4. Одновременно они являются и источниками запирающего напряжения.

Схема работает аналогично описанной выше. Цепь: резистор 20 — конденсатор 21 защищает yinpaaляемые бесконтактные элементы от кратковременных перенапряжений в сети, а также ограничивает величину и скорость нарастания напряжения на них в режиме коммутации.

335728

Предмет изобретения

1. Контактор переменного тока с бездутовой коммутацией, содержащий бесконтактный управляемый элемент, подключенный парал- S лелыно главным контактам, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности,при обеспечении бесконтактного управления упомянутым элементом, он,снабжен трансформатором тока, первичная обмотка которого вве- 10 дена в цепь главных контактов, а каждая вторичная обмотка подключена через выпрямитель к управляющей цепи управляемого бесконтактного элемента, шунтирующего последовательную цепь; главные контакты — трансформатор тока.

2. Контактор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью защиты бесконтактных управляемых элементов при коротком замыкании в цепи глаженных контактов, в цепь управления каждым бесконтактным управляемым элементом введена последовательная цепь, состоящая из источника запирающего напряжения и бесконтактного,ключа, управляемого датчиками тока и скорости нарастания тока в цепи главных контактов.

Приоритет,по п. 2 исчислять с 08.ХП.1969 по дате подачи заявки № 1383372/24-7.

335728

Ьг 3

Корректор E. Исакова

Редактор В. Фельдман

Заказ 1172/12 Изд. У 524 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Г1 !

I

Г l4 !

Составитель В. Ягиктинский

Техред А. Камышиикова