Электронный выключатель для цепей переменного тока

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯХ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ н 11970688(22) Заявлено 2809. 78 21) 2668229/24-07с присоединением заявки ЙоГосударственный комитет СССР но делам изобретений н открытий(54) ЭЛЕКТРОННЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ДЛЯ ЦЕПЕЙПЕРЕМЕННОГО ТОКА изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты электрических цепей переменного тока от токовых перегрузок и от аварийного (пожароопасного) тепловыделения .в электроустановках, а также в качестве бесконтактного коммутационного аппарата.Известны автоматические выключатели (установочные автоматы) для защиты электрических установок переменного тока при перегрузках и коротком замыкании на основе контактных коммутаторов 1)Недостатком установочных автома" тов, снабженных, как правило, и тепловыми, и электромагнитными расцепителями, является то, что отключение нагрузки при небольших сверхтоках и при коротком замыкании недостаточно эффективно, на пожароопасное тепловыделение в электроустановке они практически не реагируют, что приводит к низкой надежности питаемой через автоматический выключатель нагрузки.Наиболее близким.к предлагаемому является электронный выключатель для цепей переменного тока, содержащий встречно-параллельно включенные тиристоры, по крайней мере один из которых с управляющим входом от р-области, ключ управления и резистор,соединенный последовательно с ключомуправления и включенный в цепи управляющих выводов тиристоров 23.Недостатками этого электронноговыключателя является то, что он выполнен по такой электросхеме, что прикоротком замыкании нагрузки его тиристоры могут быть повреждены и то, чтов нем отсутствует автоматическоеотключение нагрузки при аварийных.режимах ее работы. Это отрицательносказывается на надежности питаемойчерез выключатель электроустановки(нагрузки).Цель изобретения - повышение надежности питаемой нагрузки за счет 20 предотвращения аварийных режимовработы из-за сверхтоков в ее цепях,Укаэанная цель достигается тем,что электронный выключатель для цепей переменного тока снабжен термо резистором и предохранителем, второй из указанных тиристоров выполненс управляющим выводом от п-области,а управляющие выводы тирксторов объединены и их общая точка через тер морезистор подключена к точке объеди 970688нения силовых электродов тиристоров и через последовательно соединенные .резистор, ключ управления и предохранитель - к другой точке объединения. силовых электродов тиристоров.На чертеже представлена принципи альная схема электронного выключателя для цепей переменного тока.Электронный выключатель содержит тиристор 1 с управляющим выводом от р-области, тиристор 2 с управляющим 10 выводом от п-области, резистор 3, терморезистор 4, предохранитель 5 и .ключ 6 управления включены последовательно, причем к точке соединения резистора 3 и терморезистора 4 под соединены анод диода 7 и катод диода 8, зажимы 9 и 10 предназначены для включения выключателя в цепь защищаемой (и коммутируемой) нагрузки 11, зажимы 10 и 12 служат для 2 О подсоединения нагрузки 11 к питающей сети, причем управляющий вывод тиристора 1 соединен с катодом диода 7, управляющий вывод тиристора 2 соединен с анодом диода 8, катод ти- р 5 ристора 1 и анод тиристора 2 объединены и подсоединены к зажиму 10, к которому подключен. и терморезистор ф 4, а анод тиристора 1 и катод тиристора 2 объединены и подсоединены к зажиму 9, общая точка диодов 7 и 8 и зажим 9 связаны цепочкой из резистора 3, терморезистора 4, предохранителя 5 и ключа 6 управления.Электронный выключатель работает следующим образом.35 Когда ключ 6 управления разомкнут,тиристоры 1 и 2 выключены, посколькуразорвана цепь управления тиристорами, и нагрузка 11 обесточена. 40Пусть ключ управления замкнут.Рассмотрим работу выключателяпри воздействии полуволны питающегонапряжения. Пусть рассматриваемыйполупериод на зажиме 10 "плюс, а 45на зажиме 12 "минус" питающего напряжения. Тогда тиристор 1 выключен, ибо на его аноде - "минус", а накатоде - "плюс" приложенного напряжения, а тиристор 2 включен по цепи:зажим 10 - управляющий р-и-переходвключенный в прямом направлении) тиристора 2 - прямо включенный диод 8 - резистор 3 - предохранитель 5 ключ 6 управления - зажим 9 - нагрузка 11 - зажим 12Ток нагрузки 11 в этот полупериод будет протекать через включенный тиристор 2.При температуре ниже установленного предельного (аварийного) значе ния сопротивление терморезистора 4 достаточно велико и в норме, но не мешает включению тиристора 2.В следующем полупериодепитающего .напряжения, когда на зажиме 10 "ми нус", а зажиме 12 "плюс", тиристор 2 выключен, а тиристор 1 включен по цепи: зажим 12 - нагрузка 11 - зажим 9 - ключ 6 управлейия - предохранитель 5 - резистор 3 - прямо включенный диод 7 - управляющий р-и-переход тиристора 1 - зажим 10.Ток нагрузки в этот полупериод протекает уже через тиристор 1.Таким образом электронный выключатель пропускает переменный ток.Резистор 3 ограничивает ток в цепи управляющих выводов тиристоров 1 и 2. Диоды 7 и 8 исключают поступление тока в цепь управляющих выводов тиристоров, когда на их анодах отрицательное напряжение.При повышении температуры в электроустановке (до аварийной величины) скачкообразно увеличивается ток в цепи из последовательно соединенных терморезистора 4 и резистора 3 (релейный эфФект), в которую включенмаломощный предохранитель 5, который перегорает.При КЗ в цепи нагрузки 11 предохранитель 5 также перегорает, так как оказывается под почти полным напряжением сети.При перегорании предохранителя 5 разрывается цепь управления тиристорами 1 и 2 и они выключаются.При повышении напряжения питающей сети увеличивается напряжение на зажимах 9 и 10, что приводит к проявлению релейного эффекта - скачкообразному увеличению тока в цепи из последовательно соединенных терморезистора 4 и резистора 3 при увеличении приложенного к указанной цепи напряжения - и перегоранию предохранителя 5.Таким образом, при аварийном повышении температуры при КЭ нагрузки и при аварийном повышении напряжения питающей сети перегорает предохранитель 5, чем обеспечивается разрыв цепи управления тиристорами 1 и 2 и их выключение без повреждения, и отключение нагрузки 11 от питающей сети.формула изобретенияЭлектронный выключатель для цепей переменного тока, содержащий встречно-параллельно включенные тиристоры, по крайней мере один из которых с управляющим выводом от р-области, ключ управления и резистор, соединенный последовательно с ключом управления и включенный в цепи управляющих выводов тиристоров, о т л и ч а ю щ,и й с я тем, что, с целью повышения надежности питаемой нагрузки, выключатель снабжен терморезистором и предохранителем, второй из указанных тиристоров выполнен с970688 5 Составитель С.ГорбачеваРедактор Н.Безродная Техред М.Коштура рр рКо енто А,Гриценк ПодписСР э 8426/76 Тираж 959ВНИИПИ Государственного комитетапо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб.,/5 ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ил управляющим выводом от п-области,а управляющие выводы тиристоров объединены и их общая точка через терморезистор подключена к точке объединения силовых электродов тиристоров и черезэпоследовательно соединенные резистор, ключ управления ипредохранитель - к другой точкеобъединения силовых электродов тиристоров. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе