SU357613A1 - Контактор для бездугового отключения цепей переменного тока - Google Patents

Description

Известны контакторы неременного тока с бездуговой коммутацией, в которых ток нагрузки в рабочем ноложении контактора протекает по главнььм контактам, но в момент отключени  нагрузки ток по контактам практически не протекает (его величина очень небольша ) и расхождение контактов происходит без заметного образованн  дуги.

Достигаетс  это либо за счет синхронного размыкани  контактов неносредствепно перед нулевым значеннем тока, когда запасенна  в контуре электромагнитна  энерги  становитс  равной нулю, либо за счет включени  параллельно главным контактам различных устройств , по которым ток в рабочем ноложении контактора практически не протекает, но в момент начала расхождени  контакторов (или несколько раньше) начинает протекать, снима  тем самым нагрузку с главных контактов . В качестве таких устройств нспользуютс  в основном цепн с нолунроводнпковымн вентил ми.

Наиболее надежно работают контакторы с бездуговой коммутацней, главные контакты которых шунтируютс  двум  встречно-нараллельно включенными силовыми тиристорами, по которым ток начинает протекать в момент начала расхождени  главных контактов и прекращаетс  в момент прохождени  через нулевое значение. В таких контакторах зажигание тиристоров может осуш,ествл тьс  подачей на управл ющий электрод трансформированного выпр мленного тока силовой цени; это требует применени  довольно сложной схе.мы управлени , базирующейс  на бо.11ьшом количестве вспомогательных элементов.

Несколько проще получаетс  схема, если управление зажиганием тиристоров осуществл ть блок-контактами коитактора. Однако ц этом случае к конструкции контактора предъ вл ютс  очень жесткие требовани  в отношенин последовательностн срабатывани  главных контактов и блок-контактов; в процессе износа контактора нроисходит разрегулировка контактов, н схема становитс  ноработоспособной . Но этой причиие такие устройства практического применени  не нашли.

Кроме того, в схемах бездуговой коммутации , в которых главные контакты шунтируютс  тнристорами (или другими вентил ми), отсутствует гальваническа  разв зка ценсп в отключеином положеннн контактора (через вентили будут протекать токи утечки). Это вызывает необходимость включени  последовательно с главными коитактами разъедн 1Ителей или других аналогнчных аппаратов.

нута включением последовательно с вентил ми вспомогательных контактов контакторов. В этом случае дл  осуществлени  бездугового отключени  электрических цепей с помощью диодов также требуетс  соблюдение определенной последовательности при расхождении главных и вспомогательных контактов данного полюса.

Поскольку в известных конструкци х контакторов с бездуговым отключением с использованием диодов имеетс  один общий электромагнитный привод, который обеспечивает включение как главных, так и вспомогательных контактов данного плюса, требуема  последовательность при расхождении контактов достигаетс  механическими средствами: соответствующей регулировкой провалов контактов, введением различных защелок, специальных электромагнитных замков и др. Наличие при одном общем приводном механизме механических элементов св зи между контактами, подверженных износу и требующих регулировки , приводит к резкому снижению механической износостойкости и надежности конструкции , поэтому такие конструкции практического применени  не нашли.

В известных конструкци х контакторов с бездуговой коммутацией независимо от числа полюсов имеетс  один приводной электромагнит , который воздействует на вал или траверсу , св занные с подвижными элементами главных контактов. Это приводит к необходимости дл  каждого исполнени  контактора по числу полюсов специально выполн ть вал, траверсу и другие конструктивные детали.

Помимо этого, наличие одного общего электромагнита , как правило рассчитанного из условий обеспечени  работоспособности при максимальном числе полюсов (одно или двухполюсное исполнение контактора) приводит к перерасходу материалов и потребл емой мощности .

В известных конструкци х контакторов бездугова  коммутаци  достигаетс  отмеченными способами за счет применени  снециальных приставок к обычным контакторам. В этих случа х контактное устройство обычных контакторов становитс  излишне сложным, так как их конструкци  рассчитывалась не дл  бездуговой коммутации, а дл  гашени  дуги.

Цель изобретени  - создание контактора переменного тока, обладающего высокой надежностью .

Это достигаетс  размещением дополнительных обмоток на магнитопроводе вспомогательных электромагнитов и подключении их последовательно с диодами и вспомогательными контактами.

Предлагаемое устройство особенно эффективно , если оно базируетс  иа силовых магнитоуправл емых герметизированных контактах с плоскими ферромагнитны.ми пружинами , способными пропускать токи, измер емые дес тками и сотн ми ампер, имеющими небольшое собственное врем  срабатывани  и обладающими высокой износостойкостью.

На фиг. 1 изображен один полюс контактора , электрическа  схема; иа фиг. 2 - то же, конструктивна  схема.

Каждый полюс контактора представл ет собой конструктивно законченный узел и состоит из одного силового магнитоуправл емого герметизированного контакта 1, рассчитанного на длительное протекание номинального тока главной цени, и двух вспомогательных магнитоуправл емых контактов 2 и 3, имеющих значительно большее сопротивление цепи тока, но и несколько большее собственное врем  отключени , чем у контакта /, меньшие габариты, рассчитанные на номинальный ток, составл ющий 1,0-20% от иоминального тока главной цепи. Последовательно с каждым из вспомогательных контактов 2, 3 встречно включены диоды 4 и 5 и удерживающие токовые катушки 6 и 7.

Токовые цепн вспомогательных контактов включены параллельно главному контакту 1. Направление витков удерживающих токовых катушек 6 и 7, размещенных на магнитопроводах 8 и 5, выбираетс  таким образом, чтобы в момент расхождени  главного контакта / (когда вспомогательные контакты 2 и 5 начинают пропускать соответствующую полуволну переменного тока главной цепи) поток, создаваемый удерживающей катушкой, совпадал по направлению с потоком, создаваемым соответствующей вт гивающей катущкой 10 или И посто нного тока, установленной соответственно на магнитопроводах 8 и 5. Установленную на магнитопроводе 12 вт гивающую катущку 13 главного контакта наиболее целесообразно включать последовательпо с вт гивающими катушками 10 и // вспомогательных контактов, так как в этом случае исключаетс  возможность несинхронного отключени  при потере цепи в одной из катушек .

Аналогичное устройство имеют все полюсы многонолюсных контакторов.

Работа устройства происходит следующим образом.

При подключении цепи управлени  на источник посто нного тока подт гиваютс   кор  всех трех электромагнитов, и контакты 1-3 зам1ыкаютс , включа  нагрузку. Ток .нагрузки , в основном, будет проходить по контакту /, имеющему значительно большее контактное нажатие и меньщее переходное сопротивление , чем у контактов 2 и 5.

При отключении цепи управлени  нротекание тока по катушкам 13, 10 и // прекратитс ; при этом отпадает  корь электромагнита, удерживающего главный контакт 1, и одного из электромагнитов, удерживавших вспомогательные контакты, в частности того, в цепи которого в данный полупериод тока диод будет заперт, например электромагнита, который удерживает контакт 2. В этом случае  корь электромагнита с магнитопроводом 9

будет удерживатьс  потоком, создаваемым удерживающей катушкой 7, поскольку дпод 5 в рассматриваемый полупериод тока будет провод щим. Контакт 3 будет оставатьс  замкнутым и по нему будет проходить весь ток главной цепи, поскольку контакты / и 2 разомкнуты.

С уменьшением мгновенного значени  тока в полуволне, пропускаемой диодом 5, будет уменьшатьс  поток, создаваемый удерживающей катушкой 7, и в области, близкой к нулевому значению тока,  корь электромагнита с магнитонроводом 9 отпадет, и контакт 3 размыкаетс . Последующа  полуволна тока диодом 5 пропускатьс  не будет, что исключает возможность повторного зажигани  дуги и подт гивани   кор .

Аналогично будет протекать процесс в цепи контакта 2, если отключение контакта 1 произойдет в тот момент, когда будет заперт диод 5 и по цепи контакта 3 ток проходить не будет.

Таким образом, предлагаемое устройство осуществл ет отключение нагрузки в моменты времени, когда мгновенное значение тока близко к нулю или равно нулю, обеспечива  тем самым бездуговую коммутацию.

На фиг. 2 .изображен один полюс контактора с бездуговым отключением цепей на номинальный ток 100 а, представл ющий собой конструктивно законченный блок, в котором все элементы монтируютс  па щинах, предназначенных дл  внещних нодсоединений. Этот блок состоит из одного магнитоуправл емого герметизированного контакта на номинальный ток 100 а, двух магнитоуправл емых герметизированных контактов с удерживающими катушками на номинальный ток 10 а в соответствии с изобретением и двух кремниевых вентилей на номинальный ток 100 а. Из таких блоков может комплектоватьс  контактор с любым числом полюсов без необходимости в новых или дополнительных специальных

детал х.

Совершенно  сно, что вместо силовых магнитоунравл емых герметизированных контактов с плоскими ферромагнитными пружинами в предлагаемом контакторе могут быть использованы любые другие контакты (негерметизированные и без плоских ферромагнитных пружин). Однако наибольшую экономическую эффективность (по сравнению с известными конструкци ми контакторов с бездуГОБОЙ коммутацией) предлагаемое устройство обеспечит в том случае, если в качестве электромагнитных контактов элементов будут использованы силовые магнитоуправл емые герметизированные контакты, обладающие высокой надехсностыо, малым потреблением управл емой мощности, малым временем срабатывани  и дешевизной.

Предмет изобретени 

Контактор дл  бездугового отключени  цепей переменного тока, имеющий в каждом полюсе главный контакт и включенные параллельно с ним две цепочки, составленные из

вспомогательных контактов и встречно включенных диодов с отдельными приводными электромагнитами дл  каждого из контактов, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности, он имеет дополнительные обмотки , кажда  из которых размещена на магнитопроводе приводного электромагнита вспомогательных контактов и подключена последовательно с диодом и всномогательным контактом .