Коммутатор переменного тока

Коммутатор переменного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (1)974436 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 13.05.81 (21) 3288156/24-07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 1541.82., Бюллетень №42

Дата опубликования описания 15.11 ° 82

И)М Кл з

Н 01 Н 9/30

Н 02 М 5/32

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (331УДК 621. 316..57.025 ° 014 .

:2(088.8) Всесоюзный научно-исследовательский и проектн -, конструкторский институт горнорудного машиностроения (73) Заявитель (54) КОММУТАТОР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для коммутации потребителей переменного тока с отстающим коэффициентом мощности, например питающихся через трансформатор, рудничную тяговую сеть и ее преобразовательные агрегаты, пусковые автотрансформаторы и другие с изменяющимися режимами работы от холостого хода до критических нагрузок.

Известен коммутатор переменного тока, содержащий два встречно-парал.лельно включенных тиристора и устройство формирования импульсов Ь1).

Однако известный коммутатор характеризуется отсутствием оптимизации условий включения в сеть потребителей с отстающими коэффициентом мощности и, как правило, наличием ударных токов (моментов) из-за "неблагоприятной";фазы подачи напряжения на потребители.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является коммутатор переменного тока, содержащий два встречно-параллельно включенных тирнстора, связанных с источником синхронизнрующих импульсов, подключенные к фазовращателю, блок формирования импульсов, элемент совпадения Ь2).

Недостатками данного коммутатора являются отсутствие оптимизации условий включения в сеть, возможность работы потребителЕй при режимах близких (равных) холостому ходу н, как следствие, пониженные энергетические показатели. цель изобретения — повышение энергетических показателей.

Указанная цель достигается тем, что коммутатор снабжен ЬС-цепью, элементом ИЛИ и датчиком тока, вход которого подключен к точке соединения тиристоров и ЬС-цепи, выход - к одной управляющей цепи элемента совпадения, другая управляющая цепь которого подключена к блоку формирования импульсов, выход элемента совпадения через элемент ИЛИ связан с управляющими электродами тиристоров, параллельно которым включена LC-цепь, а второй вход элемента ИЛИ связан с выходом фазовращателя.

На чертеже представлена электрическая блок-схема коммутатора перемен ного тока.

974436

Коммутатор содержит источник 1 синхронизирующих имп, фазовращатель 2, дифференцирующую цепь 3, промежуточный ключ 4, элемент ИЛИ 5 и усилитель 6, включенные,последовательно, причем выходы усилителя 6 включены на управляющие элементы тиристоров 7 и 8 коммутатора, а источник 1 синхронизирующих импульсов включен на напряжение фазы питающей . сети.

Кроме того, коммутатор содержит

LC-цепь 9, включенную параллельно

1 тиристорам 7 и S, датчик 10 тока нагрузки 11 коммутатора, а также блок

12 формирования импульсов и элемент

13 совпадения.

Управляющие цепи элемента 13 включены на выход датчика 10 тока и блока 12 формирования импульсов, а выход - на второй вход элемента

ИЛИ 5.

Коммутатор при электроснабжении потребителей через трансформатор работает следующим образом.

При подаче напряжения сети синхрои но с фазой (знаком) напряжения питающей сети происходит заряд конденсатора LC-цепи 9. Одновременно на выходе источника синхронизирующих импульсов появляются с двойной частотой прямоугольные импульсы. Указанные сигналы поступают на вход фазовращателя 2 на выходе которого появляется сигнал с фазовым сдвигом, соответствующим "благоприятной" фазе включения нагрузки. Сигнал с элемента 2 формируется по длительности дифференцирующей цепью 3, усиливается промежуточным ключом 4 и через элементы 5 и 6 поступает на управляющие электроды тиристров 7 и 8.

Ллительность последних сигналов равна 40-70 мкс.

Блок 12 формирования импульсов, частота которых равна 3-5 кГц, так— же начинает подавать сигналы на управляющую цепь элемента 13 совпадения.

Коммутирующая способнос-..ь LC-цепи 9 выбрана из условия возможности закрытия тиристоров 7 и 8 энергией заряда ее конденсатора при токе (через -.èðèñòoðû 7 и 8), соответствующего режимам холостого хода или близких к нему. Как правило, при электроснабжении нагрузки через разделительный трансформатор величина упо" мянутого тока равна максимальному устанавливающемуся току его намагничивания.

Таким образом, при рассматриваемом режиме на выходе коммутатора формируются с напряжения сети разнополярные импульсы напряжения длительностью каждого в половину периода собственных колебаний LC-цепи 9, Фаза их появления находится в "благоприятной" зоне включения потребителей с отстающим коэффициентом мощ- ности

Указанные импульсы получают следующим образом.

5 Предположим, полярность питающего напряжения соответствует изображенной на конденсаторе LC-цепи 9 без скобок. При поступлении сигнала управления на тиристор 7 конденсаЯ тор начинает перезаряжаться по цепи

LC - тиристор 7. Полярность напряжения (после перезаряда) приведена на конденсаторе в скобках. После сравнения мгновенных значений уровней потенциалов сети и конденсатора про-. исходит через время восстановления запирающих свойств закрытие тиристора 7. После смены знака напряжения сети и участия в работе коммутатора тиристора 8 описанные процессы пов торяются.

При увеличении нагрузки выше токов намагничивания коммутирующая способность цепи 9 недостаточная для коммутации, происходит срыв коммутации, тиристор не закрывается, а .к нагрузке 11 в "благоприятной" зоне подводят напряжение сети. В этом режиме датчик 10 тока деблокирует элемент 13 совпадения и на управляю-ЗО щие электроды тиристоров 8 и 7 от блока 12 формирования импульсов по цепи 12-13-5-6 поступают сигналы управления длительностью, равной длительности включения нагрузки 11 ком«

3% мутатора. После отключения нагрузки сигнал датчика 10 тока блокирует элемент 13 совпадения и коммутатор переходит и режим импульсного формирования ограниченной мощности пот40 ребителей.

Таким образом, включение потреби-, телей в сеть в благоприятной".зоне и импульсное ограничение мощности в технологически неиспользуемых режи45 мах, полученные за счет ввода в коммутатор дополнительных элементов и их взаимосвязей отличают предлагаемое изобретение .от прототипа, повышает

его энергетические показатели.

Формула изобретения

Коммутатор переменного. тока, содержащий два встречно-параллельно включенных тиристора, связанных с источником синхронизирующих импульсов, подключенным к фазовращателю, блок формирования импульсов„ элемент совпадения, отличающийся 0 тем, что, с целью повьыения энергетических показателей, ои снабжен

LC-цепью, элементом ЙЛИ и датчиком тока, вход которого подключен к точке соединения тиристоров и LC-цепи, 65 выход - к одной управляющей цепи

974436 к7 к8

Составитель В.Рыков

Техред Т.Фанта Корректор Н.Король

° е

Редактор И.Келемеш

Заказ 8721/70 Тиран 761 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иссква, Ж-35, Раушская иаб, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Узаород, ул. Проектная, 4. элемента совпадения, другая управляю шая цепь которого подключена к волоку формирования импульсов, выход элемента совпадения через элемент ИЛИ связан с управляющими электродами тиристоров, параллельно которым включена

LC-цепь, а второй вход элемента ИЛИ 1 связан с выходом фазоврацателя.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9350110, кл, Н 02 M 5/22, 1972.

2. Власов В.Г., Иванов В.И., Тимофеев Л.И. Взрывозащищенный тиристорный электропривод переменного тока. И., "Энергия", 1.977, с. 49-52.