Коммутатор переменного тока

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЗСЮ Н 02 БР Ву Н АВТО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 974436, кл. Н 01 Н 9/30, 1981.(54)(57) КОММУТАТОР ПЕРЕМЕННОГО ТОКАпо авт.св. У 974436, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расшиое 69) ф ИИф ния функциональных возможностей, онснабжен дополнительным элементомсовпадения, элементом вь 4 ержки времени, элементом ПАМЯТЬ,. усилителеминвертором и датчиком напряжения,вход которого предназначен для подключения параллельно нагрузке, авыход через элемент выдержки времени, первый вход дополнительного элемента совпадения и элемент ПАМЯТЬ,включенные последовательно, соединенс промежуточным ключом, второй входдополнительного элемента совпадениясоединен через усилитель-инвертор свыходом датчика тока.30987 5 20 25 30 35 40 1 11Изобретение относится к электротехнике и предназначено для коммутации потребителей переменного тока с отстающим коэффициентом мощности, например, питающихся через трансформатор(рудничная тяговая сеть и ее преобразовательные агрегаты, сварочные трансфррматоры, пусковые авто- трансформаторы и другие потребители с изменяющимися режимами работы от холостого хода до короткого замыкания).По основному авт.св. Ф 974436, известен коммутатор переменного тока содержащий два встречно-параллельно включенных тиристора, связанных с источником синхронизирующих импульсов, подключенным к фазовращателю, блок формирования импульеов, элемент совпадения, который снабженС.-цепью элементом ИЛИ и датчиком тока, вход которого подключен к точке соединения тиристоров иС-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 1 С-цепь, а второй вход элемента ИЛИ связан с выходом фазовращателя1 .Недостатком данного коммутатора является отсутствие защитного отключения при ошибочном действии обслуживающего персонала в момент переключения обмотки, находящихся под напряжением, а также при обрыве присоединительного кабеля от коммутатора до нагрузки, т.е. ограниченность функциональных возможностей,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей коммутатора.Эта цель достигается тем, что45 коммутатор переменного тока снабжен дополнительным элементом совпадения, элементом вьдержки времени, элементом ПАМЯТЬ, усилителем-инвертором и датчиком напряжения, вход которого предназначен для подключения параллельно нагрузке, а выход через элемент вьдержки времени, первый вход дополнительного элемента совпадения и элемент ПАМЯТЬ, включенные последовательно, соединен с промежуточным ключом, а второй вход дополнительного элемента совпадения соединен через усилитель -инвертор с выходом датчика тока.На чертеже представлена блоксхема коммутатора.Коммутатор переменного тока содержит. два встречно-параллельно включенных тиристора 1 и 2, параллельно которым подключена коммутирующая .С-цепь 3, датчики тока 4 напряжения 5, нагрузки 6 и систему управления тиристорами 1 и 2 коммутатора, включающую последовательно соединенные источник 7 синхронизирующих импульсов, фазовращатель 8, дифференцирующую цепь 9, промежуточный ключ 10, элемент ИЛИ 11 и усилитедь 2, причем выходы усилителя 12 включены на управляющие электроды тиристоров 1 и 2 коммутатора, а источник 7 синхронизирующих импульсов включен на напряжение фазы питающей сети. Управляющие цепи элемента 13 совпадения включены на выходы датчика 4 тока и блока 14 формирования импульсов, а выход - на второй вход элемента ИЛИ 1. Элемент 15 вьдержки времени,дополнительный элемент 1 о совпаденияи элемент ПАМЯТЬ 17 включены последовательно, причем выход элементаПАМЯТЬ 17 включен на инверсныйвход промежуточного ключа 10,вторая управляющая цепь дополнительного элемента 16 совпадения черезусилитель-инвертор 18 связана свыходом датчика 4 тока, а вход элемента 15 вьдержки времени подключенк выходу датчика 5 напряжения.Коммутатор работает следующимобразом.При подаче напряжения сети синхронно с его фазой (знаком )происходит заряд конденсатора .С-цепи 3.Одновременно на выходе источника 7синхронизирующих импульсов появляются с двойной частотой прямоугольныеиМпульсы, длительность каждогоблизка половине периода напряженияпитающей сети. Указанные сигналыпоступают на вход .фазовращателя 8,на выходе которого появляется сигнал с фазовым сдвигом, соответствующим "благоприятной" фазе включенияиндуктивной нагрузки.Сигнал с элемента 8 формируетсяпо длительности дифференцирующейцепью 9(длительность сигнала на выходе цепи 9 равна 40-70 мкс, фазапоявления близка 90 по отношению30987 5 10 15 20 25 30 35 45 50 лей 55 3 11к началу полуволны напряжения сети),усиливается промежуточным ключом10 и через элемент ИЛИ 11 и усилитель 2 поступает на управляющиеэлектроды тиристоров 1 и 2.Блок 14 формирования импульсовтакже начинает подавать сигналы науправляющую цепь элемента 13 совпадения.Коммутирующая способность цепи3 выбрана из условия возможностизакрытия тиристоров 1 и 2 энергиейзаряда ее конденсатора при токе(через тиристоры 1 и 2 1, соответствующим режиму холостого хода илиблизким к нему. Как правило, приэлектроснабжении нагрузки 6 черезразделительный трансформатор величина упомянутого тока равна максимальному установившемуся току его намагничивания.Таким образом, в режиме холостогохода на выходе коммутатора формируются из напряжения сети разнополярныеимпульсы напряжения длительностьюкаждый в половину периода собственных колебаний цепи 3 не более300 мкс ),Укаэанные импульсы получаютследующим образом. Предположим,полярность питающего напряжениясоответствует изображенной на конденсаторе цепи 3 без скобок. При поступлении сигнала управления на тиристор1 конденсатор начинает перезаряжаться по цепи )С-цепь - тиристор 1(полярность напряжения(после перезаряда)приведена на конденсаторе вскобках ). После сравнения мгновенныхзначений уровней потенциалов сетии конденсатора происходит(черезвремя восстановления запирающихсвойств) закрытие тиристора 1. Послесмены знака напряжения сети и учас. -тия в работе тиристора 2 описаннь;епроцессы повторяются - на нагрузке6 поочередно формируются биполярныедискреты напряжения. Указанные дискреты одновременно поступают навход датчика 5 напряжения и далеена вход элемента 15 выдержки времени.При этом уставка выдержки времени элемента 15 превышает длительность упомянутых дискрет и сигнал на его выходе отсутствует. При увеличении нагрузки вьпие токов намагничиваниякоммутирующая воэможность цепи 3недостаточна, в результате чегопроисходит срыв, тиристоры 1 и 2не закрываются, а к нагрузке 6 в"благоприятной зоне подключаетсянапряжение сети. В этом режимедатчик 4 тока деблокирует элемент13 совпадения и на управляющие элек.троды тиристоров 1 и 2 от блока 14формирования импульсов по цепи 1413-11-12 поступают сигналы управления длительностью, равной длительности включения нагрузки 6 коммутатора. После отключения нагрузки 6сигнал с датчика 4 тока блокируетэлемент совпадения 13 и коммутаторпереходит в режим импульсного формирования ограниченной мощности навыходе,Одновременно с началом формирования полного напряжения на выходе коммутатора сигнал с датчика 4 тока инвертируется элементом 18 и блокирует элемент 16 совпадения, исключая тем самым ошибочное отключение коммутатора.При режиме ограниченной мощности сигнал с усилителя-инвертора 18 разрешает прохождение сигнала по цепи 6-15-16-17-10. Если при этом или в режиме полного выходного напряжения произойдет обрыв цепи коммутатор (выход) - первичная обмотка трансформатора, то на выходе датчика 5 напряжения появится сигнал. Сигнал по цепи 5-15-16 поступает на вход элемента ПАМЯТЬ 17 и переводит его в активное состояние - выходным сигна 40 .лом с элемента 17 блокируется промежуточный: ключ 10, и коммутатор осуществляет бесконтактное защитное отключение.Для возврата схемы в рабочее состояние необходимо устранить причину, вызвавшую защитное отключение, и далее воздействовать на элемент 17 по цепи управпения, стерев его,память.Благодаря защитному отключению при нештатных ситуациях обеспечивает. ся безопасность ведения работ при одновременном решении вопросов улучшения энергетических показате130987 йлаащай алеть Составитель В.ЖмуровРедактор Н,Лазаренко ТехредЛ.Мартяшова Корректор М.Леонтю Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная 623/41 ВНИИПИ п 113035Тираж 666 сударственно елам иэобрет осква, Ж,слшраиаюамлви Подписно комитета СССР ий и открытий аушская наб., д,