Гібридний контактор змінного струму

Гібридний контактор змінного струму, кожний полюс якого містить головні контакти, силовий безконтактний ключ, що складається з двох керованих безконтактних елементів, підімкнених у прямому та зворотному напрямках відносно один одного, трансформатор струму з магнітопроводом, випрямляч та малопотужний безконтактний ключ, причому первинна обмотка трансформатора з'єднана послідовно з головними контактами, а силовий безконтактний ключ приєднаний паралельно U 2 (19) 1 3 22023 4 кінцем з другим головним контактом контактора кон так тн ий ключ, що скла да ється з дво х ке ро[Авторское свидетельство СССР №748542, Н 01 ван и х безкон тактни х елементів, підімкнених у Н 9/30, Н 01 Н 9/54, Б.И. №26, 1978]. прямому та зворотному напрямках відносно один Однак підви щені габари ти і по тужність о дно го , тра н сформ а тор стр ум у з м а гн і тотрансформатора стр ум у, підви щене виділення п ро во дом , вип рям ля ч та м а лоп о тужн ий бе зпотужності у колах керування у включеному стані к он так тни й к люч, п ри чом у пе р винн а о бм о тка контактор а, відсутність за хисту си ло во го ключа трансформатора з'єднана послідовно з головними в режимі про тікання наскрізних струмів короткого контактами, а силовий безконтактний ключ, призамикання; наявність достатньо широкої зони дуєднаний паралельно ним, згідно корисної моделі гового відключення при комутації струмів нижче додатково введений малопотужний транзисторномінального ускладнює конструкцію цих контакний ключ, вхідні електроди якого через змінний торів і знижує надійність їх роботи. резистор і випрямляч з ємнісним фільтром підімкНайбіль ш близьким за те хні чною сутністю нені до вторинної обмотки трансформатора струдо запропоно вано го є обраний як прототип гібму, а між вхідними електродами підімкнений маридний контактор змінного струму, кожний полюс лопотужний безконтактний ключ, причому його якого містить головні контакти, силовий безконтакеруючий електрод через стабілітрон приєднаний ктний ключ, який містить два керовані безконтактні до виводу випрямляча, до якого підімкнений змінелементи, підімкнені у прямому та зворотному ний резистор, вихідні ж електроди цього малопонапрямках відносно один одного, трансформатор тужного транзисторного ключа через обмежуючий струму з магнітопроводом, первинна обмотка якорезистор та запобіжник увімкнені між анодною та го з'єднана послідо вно з голо вними контактами, катодною гр упою діоді в др угого до датково ввеа силовий безконтактний ключ підімкнений параденого випрямного моста , при цьому кожний з лельно головним контактам; кожна вторинна обкатоді в діоді в ано дної гр упи приєднаний до кемотка підімкнена через випрямляч до керуючого руючих електродів силового безконтактного ключа, кола силово го безкон так тно го ключа , що шуна кожен з ано ді в ка тодно ї гр упи підімкнений до тує послідо вн е коло: го ло вні контакти - трансй о го про тилежни х ви хідн и х електродів. форматор струму; з метою захисту керованих безПропоно ваний кон так тор відр ізняється ві д контактних елементі в пр и коро тком у замиканні прото тип у суттєвим зниженням потужності у ко лі голо вни х контакті в у ко ло керування кож трансформатора струму, а внаслідок цього і його ним керованим безконтактним елементом введено габаритів; підвищенням надійності роботи припослідовне коло, що складається з джерела запистрою за рахунок зниження по тужно сті у ке р уюраючої напруги та малопотужного безкон так тн очи х к ола х кер о ван и х безкон так тни х елемен ті в го ключа , що кер уєть ся да тчик ами стр ум у і у вк люченом у стані ап ара та як у р ежима х н ошви дк ості зростання струму у колі головних конрма льни х, так і рідк існ и х комутацій контактора; тактів [Авторское свидетельство СССР №335728, спрощенням схеми керування за рахунок зменкл. Н 01 Н 9/30, Б.И.№13, 1969]. шення кі льк о сті втор ин ни х о бмо ток тра нсфо Цей контактор має захист при протіканні нар ма тор а стр ум у до о дн і єї; знеструмленням скрізних стр умів короткого замикання, інші недолісхеми керування у відімкненому стані контактора. ки залишились і усугубились суттєвим ускладненСутність корисної моделі полягає в тому, що ням схеми керування. зниження потужності, яка ви ді ля єть ся у к о ла х В о сно ву кор исн о ї мо делі по ста влен о за к ер ува н н я к о н так то ра з а ра хун о к вве де н ня вдання удо скона лен ня гі бри дн о го ко н так тора малопотужного транзисторного ключа з малим змі нно го стр ум у, в яком у вве дення но ви х струмом керування та подачі жи вле ння на схем у кон стр ук тивни х елеме н ті в та з в'язкі в доз во ликер уван ня тільки в момен т розм икання гололо б забе зпе чи ти бездуго ву ком ута ці ю кола , вн и х контактів дозволяє суттєво зменшити габазнижен ня п о тужно сті в кер уючи х ко ла х ке рорити трансформатора струму, спростити схему ван и х безконтактних елементі в, подачу живленкерування і підвищити її надійність, тобто вирішуня на схем у кер ування тільки в момент розмиється поставлене завдання. кання головних контактів і за рахунок цього Н а пр и ве де ні й Фі г. п ока за ни й п роп он о знизити габарити, споживану потужність, спростива н ий гі бр идни й контактор змінного струму. ти схем у керування та підвищити надійність гібриГібридний контактор змінного струму, кожний дного контактора змінного струму. полюс якого містить голо вн і кон так ти 1 , си ло вий Поставлене завдання обумовлене тим, що вібезкон так тни й ключ 2, яки й мі сти ть два керодомі гібридні контактори змінного струм у, які місвані безконтактні елементи, підімкнені у прямому тять силовий безконтактний ключ, підключений та зворотному напрямках відносно один одного, паралельно головним контактам, мають підвищену шунтуюче його демпфуюче RC - коло 3, тр ан сспоживану потужність у вк люченом у стані , при фо рма тор стр ум у 4 з ма гні топро во дом , випрякор о тком у зам иканні у м ережі в мом ен т електмля ч 5 з ємні сним філь тром та малоп о тужний родинамічного відкиду головних контактів по керобезкон так тни й ключ 6 , п ри чом у пер винн а о бваним безконтактним елементам протікає дуже мо тка тр ансформ а тора стр ум у 4 з'єдна на п овеликий струм, який викликає їх порушення, або слі до вно з го ло вним и контактами 1, а силовий він усувається за рахунок складного схемного рібезконтактний ключ 2 підімкнений паралельно шення. ним, вхідні електроди додатково введеного малоПоставлене завдання вирі шується тим, що у потужного транзисторного ключа 7 через змінний гібридний контактор змінного струму, кожний порезистор 10 і випрямляч 5 з ємнісним фільтром люс якого містить головні контакти, силовий безприєднані до вторинної обмотки трансформатора 5 22023 6 струму, а між цими електродами підімкнений макти 1 не тільки при їх розмиканні, але й при вібралопотужний безконтактний ключ 6, причому його ціях в момент вмикання контактора. керуючий електрод через стабілітрон 9 приєднаОскільки живлення схеми керування здійснюний до виводу випрямляча 5, до якого підімкнено ється від падіння напруги на головних контактах, змінний резистор 10, вихідні ж електроди цього то воно має місце тільки при розмиканні головних транзисторного ключа через обмежуючий резисконтактів 1 і є достатнім для роботи цієї схеми тор та запобіжник підімкнені між анодною та катотільки в момент розмикання головних контактів, і дною групою діодів другого додатково введеного тільки тоді на силовий безконтактний ключ 2 подавипрямного моста 8, при цьому кожний з катодів ється сигнал на включення, тобто короткочасно. діодів анодної групи приєднаний до керуючи х елеДля запобігання ви ходу з ладу керовани х ктродів силового безконтактного ключа 2, а кожен з безконтактних елементів си ло во го безкон так танодів катодної групи приєднаний до його протиного ключа 2 при наскріз ни х стр ум а х кор отко го лежних ви хідни х електродів. На приведеній Фіг. в замикання, що викликає електродинамічний відякості безконтактних керованих елементів та макид головних контактів 1 і перевищуючи х максилопотужного безконтактного ключа застосовані мально доп устим у пере ван таж ува льн у здібодноопераційні тиристори. ність керованих безконтактних елементів При замиканні головних контактів 1 і протізастосовується спеціальна схема захисту. канні струм у у головному колі на вторинних обмоС хема за хи сту к еро ва ни х безкон так тни х тках трансформатора струму 4 виникає електриче леме н ті в сило во го безконтактного ключа 2 при ний сигнал, який через випрямляч 5 з ємнісним короткому замиканні у мережі складається зі стафільтром і змінний резистор 10 подається на базу білітрона 9, малопотужного безконтактного ключа малопотужного транзисторного ключа 7 і перево6 та випрямного діода, який забезпечує надійне дить його у режим насичення . Оскільки падіння шунтування транзистора, та змінного резистонапруги на замкнених го ловни х контакта х в рера 10. жимах робочи х стр умів не переви щує 0,5 В, сигПри наскрізному стр умі коро ткого замиканнал, який надходить на керуючі електроди силоня, що пере ви щує 1 0-кратний номінальний струм вого безконтактного ключа 2, буде недостатнім контактора (максимальний комутуємий стр ум кондля його включення. Окрім цього падіння напруги тактора), але менший струму, за якого відбувана замкнених головних контактах 1 недостатньо ється відкидання головних контак тів, напруга на для включення силового безконтактного ключа 2 вторинній обмотці тран сформатора стр ум у стає навіть при наявності достатнього за величиною доста тньо ю для п робою ста бі лі тр она 9. При струму керування. ць ом у ма лопо тужни й безконтактний ключ 6 При розходженні контактів 1 відбувається ріотримує сигнал керування і шунтує вхідне коло зке зростання падіння напруги на них під дією малопотужного транзисторного ключа 7. Через це якого по ланцюгу: діод катодної групи випрямного керуючий сигнал на базу малопотужного транзисмоста 8, малопотужний транзисторний ключ 7, торного ключа 7 не надходить, він працює у редіод анодної групи мостового випрямляча 8, керужимі відсічки, тому з керованих безконтактних ючі електроди тиристора силового безконтактного елементів силового безконтактного ключа 2 знято ключа 2 відбувається включення тиристора, провікерування і вони не шунтують головні контакти 1 дність якого відповідає напрямку струму. Струм з при електродинамічних відкидах. кола головних контактів 1 та первинної обмотки Пропонований гібридний контактор змінного переходить у коло силового безконтактного ключа струм у має підви щений те рмін служби та пі д2. При повному перетіканні струму з кола голови щен у н адійно сті ро бо ти при стро ю з а р а хувних контактів 1 малопотужний транзисторний н ок зниження потужності у керуючих колах кероключ 7 вимикається і схема керування силовим ваних безконтактних елементів у вк люче ном у безконтактним ключем 2 знеструмлюється. стані апар а та як у режима х норма льни х, так і Максимальне пряме падіння напруги на відр ідкі сни х комутацій контактора та за рахунок того, критому керованому безконтактному елементі що у відімкненому стані контактора схема керувансилового безконтактного ключа складає 1,5-2В, ня знеструмлена, знижені габарити трансформащо є н едо ста тнім для вин икненн я дуги на готора струму, зменшення кількості втор инни х ло вни х ко н так та х. С лі д зазначити, що в момент обмоток до о днієї, спро щен ня схеми кер ування переходу стр уму з кола головних контактів 1 винивключен ня керова ни х безкон так тни х елемен ті в кає коротка дуга, однак цей процес протікає кільсило во го безконтактного ключа. ка десятків мікросекунд і не завдає суттєво го Пропонований гібридний контактор забезпевпливу на комутаційну ізносостійкість головних чує бездугову комутацію к ола як п ри вк люченні , контактів. Повне відключення комутуємого кола так і пр и вимика нні апара ту. В по рі вня нні з відбувається при переході струму в тиристорі сиіснуючими апаратами цього типу за рахунок запролового безконтактного ключа 2. понованих схемних рішень та економного режиму У момент розмикання головних контактів 1 на роботи комплектуючи х у нього суттєво зменшені них виникає електрична дуга . Падіння напруги на габарити і підвищена надійність його роботи. Цей ній слугує кер уючим си гналом, що відкриває контактор доцільно застосовувати у тяжких режикерований безконтактний елемент (тиристор). Симах експлуатації, наприклад при частих пусках ловий безконтактний ключ 2 шунтує головні контаасинхронних двигунів. 7 Комп’ютерна верстка І.Скворцова 22023 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601