Трехпозиционный переключатель тока

Трехпозиционный переключатель тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Л щ у ;- ;,;: "..МАЙ библиотек;

Союз Советских

Социалистических

Республик

i и gQ79Э7 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 13.05.74 (21} 2024393/26-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.03,76 юллетень М 11 (45) Дата опубликования описания 14.04.76

1 (5!) М, Кл.

Н 03 К 17/56

Н 03 К 17/64

Госудвратвехем» ком»тет воввтв М»нветрев СССР ве делам »ввбретее»» и втхрмт»» (53) УДК

621,382 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. М. Бастынец и Б. А, Тельнов (71) Заявитель (54) ТРЕХПОЗИПИОННЫИ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ТОКА

Изобретение относится к технике коммутации постоянного тока и индуктивной нагрузке.

Известны бесконтактные переключатели постоянного тока на тиристорах или динисторах с запираюшим источником напряжения и элементом управления мостом, работаюшие на индуктивную нагрузку.

Однако при необходимости переключения направления тока в индуктивной нагруз- д ке включение тока обратного направления может быть произведено только после того, как полностью рассеится через шунтируюшук. нагрузку цепь энергия, накопления нагрузкой за счет тока прямого направ- )5 ленин. B противном случае произойдет короткое замыкание источника питания нагрузки. Известные мостовые полупроводниковые переключатели тока в индуктивной нагрузке затрачивают большое время для 20 переключения, что не позволяет их использовать, например, для переключения тока в электромагнитах баллистических устаноI вок, предназначенных для измерения магнитных параметров магнитотвердых мате- 25

1риалов и постоянных магнитов. Р это» случае время переключения тока не должно превышать некоторого определенного значения.

Белью изобретения является сокрашение времени переключения тока в индуктивной нагрузке.

Это достигается тем, что в мостовой переключатель тока введены два электронных киппреле, каждое из которых связано по входу с элементом управления мостом и нагружено электромагнитным реле, в цепь питания моста между точкой присоединения к ней шунтируюших диодов и одной из вершин моста включен второй последовательный тиристор с дополнительным источником запираюшего напряжения и вспомагательным тиристором, в цепь управляющего электрода которого включены контакты одного из электромагнитных реле. При этом контакты другого электромагнитного - реле включены в цепь управления электрода второго последовательного тиристора.

На чертеже представлена схема даннс,го переключателя, 507937

Переклкч.:т ль тока .одержи тнристс»ный мост, состоя»««» и пз тир««сторов 1-4, в диагональ которого включается индуктивная нагрузка 5 в виде, например, т»ермеаметоа балл««стическоГ установки; последовательный тиристср 6 со вспомогательным тиристором 7, р".ç.ð«!ä«!ûì конденсатором 8, ограничивающим резистором 9 и зарядным источником 10, второй последовательный тиристор 11 со вспомогательным тиристором 12, разрядным конденсатором 13, резистором 14 и зарядным источником 15.

Разделительные конденсаторы 16 и 1 r с разрядными резисторами 18 и 19; шунтирующие диоды 20 и 21, в виде, например, тиристоров в диодном включении, источники 22 управляющего тока тиристоров; трехпозиционный элемент управления тиристорами — ключ 23, например, ь виде телефонного ключа, первое и второе электронные киппреле 24, 25, нагруженные, соответственно, на обмотки электромагнитных реле 26-1 с контактными группами 26-2, 26-3 0t 2266--44, 27-1 с контактными группами 27-2; разделительные конденсаторы

28, 29, киппреле с разрядным резистором

30; источ«.ик питания 31, к которому нагрузка 5 подключается через данный переключатель.

Принцип сокрашения времени переключения в полупроводниковом переключателе сводится к тому, чтобы принудительно прервать ток короткого замыкания нагрузки как только накопленная ею энергия уменьшится до значения, не разрушающего примененные в переклк чателе полупроводниковые элементы при ее практически мгновенном выходе.

В исходной позиции переклкчателя, которая показана на чертеже. рычаг ключа

23 находи ся в нейтральном положепин; кнппреле 24 н 25 пребывают в своем устойчивом состоянии; обмотки реле 26-1 и

27-1 находятся под токо.«, а пх контактные группы — в положениях, показанных на чертеже. В этой позиции последовательные тнристоры 6 и 11 открыты, а вспомогательные тнристоры 7 и 12 закрыты.

Две другие позипи»«переклкчателя, когда рычаг ключа 23 передвигают пз нейтральпот о п лкбое нз крайних положений, обеспе «««в«»н»т ««ротекан»«е тока от нсточни3 1 «»«p>:» ".r ««а«ру «KQ 5 в Ilp««MOM «IB«1 обрат««о.« направлениях, так как при этом управляю»гпе электроды тнрнсторов 1 и 4

»ли тирнсторов 2 и 3 оказываются через контакты ключа 23 подклкченнымн к соответствуIc ",»I«ì источникам 22, н тирпсторь ,открь«вс»ются. И этот момент ««ач««««ается экспо««п««:»л»»оа нарастание тока в нагрузке 5. Так как сопротивление последовательной цепи открытых тиристоров переключателя весьма мало, скорость нарастания тока определяется в основном значе5 ниями индуктивности и активного сопротивления нагрузки внутреннего сопротивления» источника 31.

При переводе рычага ключа 23 из нейтрального положения в любое -«з крайних

1О разделительные конденсаторы 28 и 29 киппреле отключаются от своего источника 22. Возникающие при этом за счет разряда конденсаторов через резистор 30 отрицательные всплески напряжения на входах киппреле 24 и 25 не изменяют их первоначального устойчивого состояния, так как данные киппреле реагируют только на положительные всплески напряжения.

При перебросе рычага ключа 23 из одного крайнего положения в другое, например слева направо, происходит следующее. Первоначально ток протекает по цепи: 31 (+), 6, 2, 5, 3, 11, 31 (-). Когда рычаг проходит через нейтральное положение, отключаются управляющие электроды тиристоров 2 и 3, а на входах.киппреле 24, 25 возникают положительные всплески напряжения за счет зарядного тока конденсаторов 28 и 29, к которым подключается соответствующий источник

22, и оба киппреле опрокидываются в неустойчивое состояние.

При этом срабатывают электромагнит35 ные реле 26-1 и 27-1 и своими контактными группами 26-3, 26-4 и 27-2 разрывают, соответственно, це«ч«питания управляющих электродов тиристоров 1 1, 3, 4 и 12, а контактной группой 26-1

40 источник 22 переключается с тирист- ра

6 на вспомогательный тиристор 7, кото.рый, открываясь, подает на тиристор 6 запирающее напряжение конденсатора 8.

Тирпстор 6 закрывается и потребление

45 нагрузкой 5 тока от источника 31 прекращается. Вследствие этого самопр»извольно закрывается и тиристор 2, С этого момента начинается постепенное рассеивание энергии, накопленной индуктивной нагрузкой, которое происходнт благодаря вступающей в действие цепи короткого замыкания нагрузки через открытые тиристоры 3 и 11 и тиристор 21, пребывающий все время в диодном режиме. Ток нагрузки 5 спадает по экспоненте, крутизна которой вследствие того, что сопрот««влен»«е открытых тиристоров 3, 11, 21 мало, определяется в основном произведением индуктивности нагрузки 5 на ее активное сопротивлен «е.

5079

Когда (при перебросе) рычаг ключа I

23, пройдя через .нейтральное положение, оказывается в другом крайнем положении, процессы в переключателе не изменяются, так как киппреле 24 и 25 продолжают б пребывать в неустойчивом состоянии. Продолжительность неустойчивого состояния киппреле 25 устанавливают при регулировке переключателя такой, чтобы недопустимый для элементов переключателя 10 избыток энергии, накопленной нагрузкой 5, успел рассеяться. Продолжительность же неустойчивого состояния киппереле24должна быть несколько большей, чем у киппреле 25. 1б

Затем происходит самопроизвольное возвращение киппреле 25 в устойчивое состожие. Возвращается в исходное состояние и связанное с ним реле 27-1, которое контактной группой 27-2 подключает ис- 20 точняк 22 к вспомогательному тиристору

12, Тиристор 12, открываясь броском тока через разделительный конденсатор 17, закрывает тиристор 11, подключая к нему противонапряжение разрядного конденсатора 13 и цепь короткого замыкания нагрузки 5 разрывается. Остаток накопленной нагрузкой энергии, уже неопасный для пс лупроводниковых элементов переключателя, рассеивается в них практически мгновенно. Ток через нагрузку 5 прекращается, В следующий момент времени происходит самопроизвольное возвращение в устойчивое состояние киппреле 24 и в исходное состояние реле 26-1, которое своЗЬ ими замыкающимися контактными группами 26-2, 26-3 и 26-4 включает тиристоры 6, 11 и 4, подключая их управляющие электроды к источникам 22. Через

37 ! нагрузку 5 начинает протекать ток обрат ного направления по цепи: 31 (4-), 6, 1, 5, 4, 11, 31 (-).

При последующих переводах рычага ключа 23 в нейтральное или другое крайнее положение происходит, как было описано, либо выключение тока в нагрузке, либо переключение его направления, При этом в проводящей и шунтируюшей цепях переключателя участвуют либо тиристоры 2, 3, и тиристор 21, либо тиристоры 1, 4 и тиристор 20.

Формула изобретения

Трехпозиционный переключатель тока, содержащий тиристорный мост с шунтируюшими диодами, например тиристорами в диодном включении, последовательный тиристор с запирающим источником напряжения и вспомогательным тиристором и элемент управления мостом, о т л и ч ею шийся тем, что, с целью сокрашения времени переключения тока Ф индуктивной нагрузке, в него введены два электронных киппреле, каждое из которых связана по входу с элементом управления мостом и нагружено электромагнитным реле, а в цепь питания моста между точкой присоединения к ней шунтируюших диодов и одной из вершин моста включен второй последовательный тиристор с дополнительным источником запирающего напряжения и вспомогательным тиристором, в цепь управления электрода которого выключены к >итакты одного из электромагнитных реле, при этом контакты другого электромагнитного реле включены в цепь управляющего электрода второго последовательного тиристора, 5О79Э7

Составитель В, Бр ае ин

Редактор Л. Народиаи Техред .М.. 1ик ниц K ð1tîKð p Н. Ковалева

Заказ 1 3 З ТиРаж 10 >17 Подписное

0111111П11 Государственного комитета Совета Министров СССР

tie делам изо5ретепий и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раув.скан ндб„д, 4/5

Филиал !117II "Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101