RU2202852C2 - Three-phase switch - Google Patents
Three-phase switch Download PDFInfo
- Publication number
- RU2202852C2 RU2202852C2 RU2001102879A RU2001102879A RU2202852C2 RU 2202852 C2 RU2202852 C2 RU 2202852C2 RU 2001102879 A RU2001102879 A RU 2001102879A RU 2001102879 A RU2001102879 A RU 2001102879A RU 2202852 C2 RU2202852 C2 RU 2202852C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- diode
- diodes
- thyristors
- optocoupler
- Prior art date
Links
Landscapes
- Protection Of Static Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относятся и импульсной технике и может быть использовано для включения и отключения нагрузки любого характера. The invention also relates to pulsed technology and can be used to turn on and off a load of any nature.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является трехфазный коммутатор (1) (прототип), содержащий в каждой фазе два тиристора, включенных встречно-параллельно между входным и выходным выводами, выпрямительный мост, в котором катоды первого и второго соединенных анодами диодов подключены к управляющим электродам соответствующих тиристоров, а аноды третьего и четвертого соединенных катодами диодов подключены к катодам тиристоров, стабилитрон, включенный встречно-последовательно с фототиристором оптрона в выходную диагональ выпрямительного моста, причем светодиоды оптронов всех фаз включены последовательно и подсоединены к шинам управления; пятый диод, включенный встречно с четвертым диодом в цепь подключения анода четвертого диода к катоду соответствующего тиристора, первый резистор, подключенный первым выводом к точке соединения четвертого и пятого диодов, а вторым выводом - к выходному выводу следующей фазы, шестой диод, подключенный через второй резистор встречно-последовательно цепи из пятого диода и первого резистора. The closest to the proposed technical essence and the achieved effect is a three-phase switch (1) (prototype), containing in each phase two thyristors connected counter-parallel between the input and output terminals, a rectifier bridge in which the cathodes of the first and second diodes connected to the anodes are connected to the control electrodes of the respective thyristors, and the anodes of the third and fourth diodes connected by cathodes are connected to the thyristor cathodes, a zener diode connected in opposite-series with a photo-thyristor optocoupler in the output diagonal of the rectifier bridge, and the LEDs of the optocouplers of all phases are connected in series and connected to the control buses; the fifth diode, connected counterclockwise with the fourth diode, in the connection circuit of the anode of the fourth diode to the cathode of the corresponding thyristor, the first resistor connected by the first output to the junction point of the fourth and fifth diodes, and the second output to the output terminal of the next phase, the sixth diode connected through the second resistor counter-series circuit of the fifth diode and the first resistor.
Недостатком данного устройства является возникновение режима однополупериодного питания при повреждении типа "обрыв" одного из двух встречно-параллельно включенных тиристоров или потери управления одним из них, что приводит при двигательной или трансформаторной нагрузке к резкому возрастанию тока и, как следствие, к выходу из строя как самого коммутирующего устройства, так и коммутатора. The disadvantage of this device is the emergence of a half-wave power mode in the event of a breakage of one of two counter-parallel connected thyristors or loss of control of one of them, which leads to a sharp increase in current during motor or transformer loading and, as a result, to failure as the switching device itself, and the switch.
Целью изобретения является повышение надежности и долговечности как силового электрооборудования, так и коммутирующего устройства. The aim of the invention is to increase the reliability and durability of both power electrical equipment and a switching device.
Указанная цель достигается тем, что в трехфазный коммутатор, содержащий в каждой фазе два тиристора, включенных встречно-параллельно между входным и выходным выводами, выпрямительный мост, в котором катоды первого и второго соединенных анодами диодов подключены к управляющим электродам соответствующих тиристоров, третий и четвертый диоды соединены катодами, анод третьего диода соединен с катодом первого тиристора, а анод четвертого диода через встречно-последовательно с ним соединенный пятый диод подключен к катоду второго тиристора, стабилитрон, включенный встречно-последовательно с фототиристором первого оптрона в выходную диагональ выпрямительного моста; цепь последовательно-согласно соединенных светодиодов первых оптронов всех фаз, шины управления, первый резистор, подключенный первым выводом к точке соединения четвертого и пятого диодов, а вторым выводом - к выходному выводу следующей фазы, шестой диод, подключенный через второй резистор встречно-параллельно последовательной цепи из пятого диода и первого резистора, -введен реагирующий орган, зашунтированный диодом в обратном включении, с размыкающим контактом, источник постоянного напряжения, а в цепь управления каждой пары соответствующих тиристоров введены второй оптрон, третий резистор, седьмой и восьмой диоды, причем светодиод второго оптрона подключен анодом к катоду фототиристора первого оптрона, а катодом - через третий резистор - к анодам седьмого и восьмого диодов, подключенных катодами к входному и выходному выводам соответствующей фазы коммутатора, фототиристоры вторых оптронов, соединенные между собой параллельно, подключены анодом к положительному полюсу источника постоянного напряжения, а катодом - к реагирующему органу, подключенному другим выводом к отрицательному полюсу упомянутого источника, цепь последовательно-согласно соединенных светодиодов первых оптронов всех фаз через размыкающий контакт реагирующего органа подключена к шинам управления. This goal is achieved by the fact that in the three-phase switch, containing in each phase two thyristors connected in opposite-parallel between the input and output terminals, a rectifier bridge in which the cathodes of the first and second diodes connected by anodes are connected to the control electrodes of the respective thyristors, the third and fourth diodes connected by cathodes, the anode of the third diode is connected to the cathode of the first thyristor, and the anode of the fourth diode is connected in series with the fifth diode connected to the cathode of the second thyristor, a zener diode connected in series with the first thyristor photothyristor in the output diagonal of the rectifier bridge; a chain in series according to the connected LEDs of the first optocouplers of all phases, the control bus, the first resistor connected to the fourth and fifth diodes by the first output point, and the second output to the next phase output terminal, the sixth diode connected through the second resistor in parallel to the serial circuit from the fifth diode and the first resistor, a reactive element is introduced, shunted by the diode in the reverse connection, with a disconnecting contact, a constant voltage source, and in the control circuit of each pair, respectively a second optocoupler, a third resistor, a seventh and an eighth diode are introduced, and the second optocoupler’s LED is connected anode to the cathode of the first optocoupler and the cathode, through the third resistor, to the seventh and eighth diodes anodes connected by cathodes to the input and output terminals of the corresponding phase of the switch , the photothyristors of the second optocouplers, connected together in parallel, are connected by the anode to the positive pole of the constant voltage source, and by the cathode to the reacting organ connected to another terminal m to the negative pole of the mentioned source, the circuit is sequentially-in accordance with the connected LEDs of the first optocouplers of all phases through the opening contact of the reacting organ is connected to the control buses.
Сущность предлагаемого технического решения заключается в разработке такого трехфазного коммутатора, который позволяет выявить в процессе эксплуатации режим однополупериодного питания и отключать нагрузку от сети, предотвращая тем выход из строя как самой нагрузки, так и коммутатора. The essence of the proposed technical solution lies in the development of such a three-phase switch, which allows to identify the half-wave power mode during operation and disconnect the load from the network, thereby preventing failure of both the load and the switch.
На чертеже представлена принципиальная электрическая схема трехфазного коммутатора. The drawing shows a circuit diagram of a three-phase switch.
Коммутатор содержит в каждой фазе по два тиристора 1 и 2 (в фазе А), 3 и 4 (в фазе В), 5 и 6 ( в фазе С), включенных встречно-параллельно между входным выводом 7 (8, 9) и выходным выводом 10 (11, 12). The switch contains in each phase two thyristors 1 and 2 (in phase A), 3 and 4 (in phase B), 5 and 6 (in phase C) connected in opposite-parallel between input terminal 7 (8, 9) and output pin 10 (11, 12).
В фазе А выпрямительный мост образован первым и вторым диодами 13 и 14, которые соединены анодами и подключены катодами к управляющим электродам тиристоров 1 и 2 соответственно, а также третьим и четвертым диодами 15 и 16, у которых соединены катоды, причем анод третьего диада 15 соединен с катодом тиристора 1, а анод четвертого диода 16 через встречно-последовательно с ним соединенный пятый диод 17 подключен к катоду тиристора 2. In phase A, the rectifier bridge is formed by the first and second diodes 13 and 14, which are connected by anodes and connected by cathodes to the control electrodes of thyristors 1 and 2, respectively, as well as by the third and fourth diodes 15 and 16, in which the cathodes are connected, and the anode of the third dyad 15 is connected with the cathode of thyristor 1, and the anode of the fourth diode 16 through counter-connected with it the fifth diode 17 is connected to the cathode of thyristor 2.
Аналогично выполнено подключение первого, второго, третьего и четвертого диодов 18-21 фазы В к управляющим электродам и катодам тиристоров 3 и 4 с использованием пятого диода 22, а также подключение первого, второго, третьего и четвертого диодов 23-26 фазы С к управляющим электродам и катодам тиристоров 5 и 6 с использованием пятого диода 27. Similarly, the connection of the first, second, third and fourth diodes 18-21 phase B to the control electrodes and cathodes of thyristors 3 and 4 using the fifth diode 22, as well as the connection of the first, second, third and fourth diodes 23-26 phase C to the control electrodes and thyristor cathodes 5 and 6 using a fifth diode 27.
В фазе А в выходную диагональ моста из диодов 13-16 включены встречно-последовательно соединенные фототиристор первого оптрона 28 и стабилитрон 29. In phase A, in the output diagonal of the bridge from the diodes 13-16 are included counter-series connected photothyristor of the first optocoupler 28 and the zener diode 29.
В фазах В и С аналогично включена цепочка из фототиристора оптрона 30, стабилитрона 31 и фототиристора оптрона 32 и стабилитрона 33 соответственно. In phases B and C, a chain of a photothyristor optocoupler 30, a zener diode 31 and a photothyristor optocoupler 32 and a zener diode 33, respectively, is likewise included.
Первый резистор 34 фазы А включен между точкой соединения анодов диодов 16 и 17 и выходным выводом 11 следующей фазы В. Встречно-параллельно последовательной цепи из диода 17 и резистора 34 включена последовательная цепь из шестого диода 35 и второго резистора 36. The first phase A resistor 34 is connected between the connection point of the anodes of the diodes 16 and 17 and the output terminal 11 of the next phase B. The serial circuit of the sixth diode 35 and the second resistor 36 is connected in parallel to the serial circuit from the diode 17 and the resistor 34.
Первый резистор 37 фазы В включен между точкой соединения анодов 21 и 22 и выходным выводом 12 следующей фазы С. При этом встречно-параллельно цепи из диода 22 и резистора 37 включена цепь из последовательно соединенных диода 38 и резистора 39. The first phase B resistor 37 is connected between the connection point of the anodes 21 and 22 and the output terminal 12 of the next phase C. In this case, the circuit from the diode 38 and the resistor 39 connected in series is connected in parallel to the circuit from the diode 22 and the resistor 37.
Первый резистор 40 фазы С включен между точкой соединения анодов диодов 26 и 27 и выходным выводом 10 следующей фазы А. При этом встречно-параллельно цепи из диода 27 и резистора 40 включена последовательная цепь из диода 41 и резистора 42. The first phase C resistor 40 is connected between the connection point of the anodes of the diodes 26 and 27 and the output terminal 10 of the next phase A. In this case, a serial circuit from the diode 41 and the resistor 42 is connected in parallel to the circuit from the diode 27 and the resistor 40.
Устройство защиты от режима однополупериодного питания содержит реагирующий орган 43, зашунтированный диодом 44 в обратном включении, с размыкающим контактом 45, через который цепь последовательно-согласно соединенных светодиодов первых оптронов 28, 30, 32 подключена к шинам управления 46, 47, а также в каждой фазе второй оптрон 48 (49, 50), третий резистор 51 (52, 53), седьмой 54 (58, 56) и восьмой 57 (53,59) диоды, причем светодиод второго оптрона 48 (49, 50) фазы А (В, С) подключен анодом к катоду фототиристора первого оптрона 28 (30, 32), a катодом - через третий резистор 51 (52, 53) - к анодам седьмого 54 (55, 56) и восьмого 57 (58, 59) диодов, подключенных катодами к входному 7 (8, 9) и выходному 10 (11, 12) выводам фазы А (В, С), фототиристоры вторых оптронов 48-50, соединенные между собой параллельно, подключены анодом к положительному полюсу 60 источника постоянного напряжения 61, а катодом - к реагирующему органу 43, подключенному другим выводом к отрицательному полюсу 62 упомянутого источника. The device for protection against the half-wave power mode contains a reacting element 43, shunted by the diode 44 in the reverse connection, with an opening contact 45, through which the circuit is connected in series with the connected LEDs of the first optocouplers 28, 30, 32 to the control buses 46, 47, as well as in each phase the second optocoupler 48 (49, 50), the third resistor 51 (52, 53), the seventh 54 (58, 56) and the eighth 57 (53.59) diodes, and the LED of the second optocoupler 48 (49, 50) phase A (B , C) is connected by an anode to the cathode of the thyristor of the first optocoupler 28 (30, 32), and by the cathode through the third resistor 51 (52, 5 3) - to the anodes of the seventh 54 (55, 56) and eighth 57 (58, 59) diodes connected by cathodes to the input 7 (8, 9) and output 10 (11, 12) terminals of phase A (B, C), photo thyristors second optocouplers 48-50, connected together in parallel, are connected by the anode to the positive pole 60 of the constant voltage source 61, and by the cathode to the reacting organ 43 connected by the other terminal to the negative pole 62 of the said source.
Коммутатор работает следующим образом. The switch operates as follows.
При подаче напряжения на входные выводы 7-9 и отсутствии управляющего напряжения в цепи светодиодов первых оптронов 28, 30, 32 управляющие цепи тиристоров 1-6 разобщены, тиристоры 1-6 закрыты, напряжение в нагрузке равно нулю. Также отсутствуют токи в цепях светодиодов вторых оптронов 48-50, вследствие чего их фототиристоры закрыты, и реагирующий орган 43 выключен. When voltage is applied to input terminals 7–9 and there is no control voltage in the LED circuit of the first optocouplers 28, 30, 32, the control circuits of thyristors 1–6 are disconnected, thyristors 1–6 are closed, and the voltage in the load is zero. There are also no currents in the LED circuits of the second optocouplers 48-50, as a result of which their photothyristors are closed, and the reacting organ 43 is turned off.
Для включения устройства на шины 46, 47 подается напряжение, через светодиоды оптронов 23, 30, 32 начинает протекать ток, отпираются их фототиристоры, вследствие чего включаются тиристоры 1-6, подключая нагрузку к сети. Отключение устройства осуществляется снятием напряжения управления с шины управления 46, 47. С включением фототиристоров первых оптронов 28, 30, 32 замыкаются также цепи питания светодиодов вторых оптронов 48-50, но их фототиристоры не успевают открыться, поскольку время включения реагирующего органа 43 составляет 12-30 мс, а силовых тиристоров 1-6-15-30 мс, и последние, включившись, шунтируют цепи светодиодов вторых оптронов, например, при положительной полуволне напряжения в фазе А, включившийся тиристор 2 шунтирует цепь светодиода второго оптрона 48, состоящую из третьего диода 15, фототиристора первого оптрона 28, светодиода второго оптрона 48, третьего резистора 51, восьмого диода 57. При отрицательной полуволне напряжения в фазе В (рассматривается момент времени когда включаются тиристоры 2 и 3 фаз А и В), включившийся тиристор 3 вместе с пятым диодом 22 шунтирует цепь светодиода второго оптрона 49, состоящую из четвертого диода 21, фототиристора первого оптрона 30, светодиода второго оптрона 49, третьего резистора 52, седьмого диода 55. Таким образом, в нормальном режиме работы коммутатора устройство защиты не влияет на его работу. В случае выхода из строя, например, силового тиристора (повреждение типа "обрыв") в фазе А по цепи фаза А, третий диод 15, фототиристор первого оптрона 28, светодиод второго оптрона 48, третий резистор 51, восьмой диод 57, шестой диод 35, второй резистор 36, тиристор 3 (открытый), фаза В - протекает ток, открывается фототиристор второго оптрона 48 и подключает к источнику постоянного напряжения 61 реагирующий орган 43, который срабатывает и своим размыкающим контактом 45 отключает цепь светодиодов первых оптронов 28, 30, 32 от шин управления 46, 47, фототиристоры оптронов закрываются, прерывая цепи питания управляющих переходов тиристоров 1-6, последние закрываются, отключая нагрузку. Аналогично происходит отключение устройства при выходе из строя других тиристоров. To turn on the device, voltage is applied to the buses 46, 47, current flows through the optocoupler LEDs 23, 30, 32, their photo thyristors are unlocked, as a result of which thyristors 1-6 turn on, connecting the load to the network. The device is switched off by removing the control voltage from the control bus 46, 47. With the inclusion of the photothyristors of the first optocouplers 28, 30, 32, the power supply circuits of the LEDs of the second optocouplers 48-50 are also closed, but their photothyristors do not have time to open, since the response time of the reacting organ 43 is 12- 30 ms, and power thyristors 1-6-15-30 ms, and the latter, turning on, shunt the LED circuits of the second optocouplers, for example, with a positive half-wave of voltage in phase A, the thyristor 2 that is turned on will bypass the LED circuit of the second optocoupler 48, consisting of the third diode 15, the photothyristor of the first optocoupler 28, the LED of the second optocoupler 48, the third resistor 51, the eighth diode 57. With a negative half-wave of voltage in phase B (the time is considered when thyristors 2 and 3 of phases A and B are turned on), the thyristor 3 turns on together with the fifth diode 22 shunts the circuit of the LED of the second optocoupler 49, consisting of the fourth diode 21, the photothyristor of the first optocoupler 30, the LED of the second optocoupler 49, the third resistor 52, the seventh diode 55. Thus, in the normal mode of operation of the switch, the device TVO protection does not affect its operation. In the event of a failure, for example, of a power thyristor (breakage type) in phase A along a phase A circuit, third diode 15, photo-thyristor of the first optocoupler 28, LED of the second optocoupler 48, third resistor 51, eighth diode 57, sixth diode 35 , the second resistor 36, thyristor 3 (open), phase B - current flows, the photothyristor of the second optocoupler 48 opens and connects the reacting organ 43 to the constant voltage source 61, which operates and disconnects the first optocoupler LED circuit 28, 30, 32 with its NC contact 45 from control buses 46, 47, photo thyristors about ptrons are closed, interrupting the power supply circuits of the control transitions of thyristors 1-6, the latter are closed, disconnecting the load. Similarly, the device turns off when other thyristors fail.
Для возвращения схемы защиты в исходное состояние с клемм 60,62 источника постоянного напряжения 61 снимается напряжение, реагирующий орган обесточивается и возвращает свой размыкающий контакт 45 в исходное состояние. To return the protection circuit to its initial state, terminals 60.62 of the constant voltage source 61 are removed from the voltage, the reacting organ is de-energized and returns its NC contact 45 to the initial state.
В сравнении с прототипом заявленное устройство отличается более широкими функциональными возможностями, позволяющими при повреждении вентилей типа "обрыв" или потери ими управляемости осуществить защиту трехфазной нагрузки от режима однополупериодного питания. Compared with the prototype, the claimed device is characterized by wider functionality, which allows for damage to the valve type "break" or loss of controllability to protect the three-phase load from the mode of half-wave power.
Источники информации:
1. Авторское свидетельство СССР 1598150 Н 03 К 17/56 "Трехфазный коммутатор", 1988 (прототип).Sources of information:
1. USSR author's certificate 1598150 N 03 K 17/56 "Three-phase switch", 1988 (prototype).
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001102879A RU2202852C2 (en) | 2001-01-30 | 2001-01-30 | Three-phase switch |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001102879A RU2202852C2 (en) | 2001-01-30 | 2001-01-30 | Three-phase switch |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2001102879A RU2001102879A (en) | 2003-01-10 |
| RU2202852C2 true RU2202852C2 (en) | 2003-04-20 |
Family
ID=20245455
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001102879A RU2202852C2 (en) | 2001-01-30 | 2001-01-30 | Three-phase switch |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2202852C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109004824A (en) * | 2018-07-23 | 2018-12-14 | 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 | Signal output control circuit |
-
2001
- 2001-01-30 RU RU2001102879A patent/RU2202852C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109004824A (en) * | 2018-07-23 | 2018-12-14 | 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 | Signal output control circuit |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4656365A (en) | Solid state power controller leakage current shunt circuit | |
| RU2321945C2 (en) | Switching device for reliably switching current circuits | |
| RU2202852C2 (en) | Three-phase switch | |
| US11437807B2 (en) | Electronic switch | |
| RU2202851C2 (en) | Three-phase switch | |
| RU2097912C1 (en) | Device for control of three-phase commutator | |
| SU1576897A1 (en) | Bipolar voltage stabilizer with current protection | |
| SU1598150A1 (en) | Three-phase commutator | |
| RU2101828C1 (en) | Rectifier phase-failure protective device | |
| SU1576930A1 (en) | Device for protection of load from overcurrents | |
| SU843100A1 (en) | Power supply change-over switch | |
| SU1229892A1 (en) | Device for protection of a.c.power source and using equipment | |
| RU2248078C2 (en) | Device for controlling three-phase switch built around triacs | |
| SU1690062A1 (en) | Three-phase load protector | |
| RU2178227C2 (en) | Three-phase switch control device built around triacs | |
| SU1451795A1 (en) | Two-phase performance protecting device for three-phase motor for cases of power cutout circuit breakage | |
| RU2203519C2 (en) | Three-phase thyristor switch | |
| RU2046543C1 (en) | Electronic commutator of alternating current supply line | |
| RU2247458C2 (en) | Device for controlling three-phase induction motor | |
| SU1580547A1 (en) | Switchgear | |
| SU1162029A1 (en) | Three-phase thyristor switching device | |
| SU648967A1 (en) | Overload-protected dc voltage source | |
| SU1603497A1 (en) | High-voltage thyristor gate | |
| RU1817211C (en) | Controlled switch | |
| RU2020742C1 (en) | Thyristor switch |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070131 |