Claims (2)
Изобретение относитс к низковоль ным электрическим аппаратам, а именно к уст эойствам обеспечени беспере бойного питани особо ответственных потребителей, например вычислительных машин, вь1полн ющим функцию пр мого переключени питани с одного источника (основного) на другой (резервный ) при недопустимом снижении напр жени в основном, а также обрат ного переключени при восстановлении напр жени в. основном источнике. Известен бесконтактный переключатель питани , содержащий бесконтактные прерыватели тока основного и резервного источников и обладающий высоким быстродействием D-}Недостатком их вл ютс низка перегрузочна способность потоку, зн чительные тепловые потери на бесконтактных элементах во включенном сост нии, а следовательно, и большие габариты переключателей при повышенных значени х номинальных TQKOB. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигае- мому результату вл етс устройство дл автоматического включени резерва судовых потребителей, содерзкащее 8 каждом полюсе силовой части два по следовательно соединенных контакта контакторов, соедин ющих входные клеммы переключателей со стороны обоих источников ме}хду собой, причем точка соединени контактов между 00- бой предназначена дл подключени к клемме нагрузки непосредственно Г2. Недостатком известного устройства вл етс низкое быстродействие (врем перекл очени ), которое определ етс по формуле I п Выкл г. д йкл, гдei в(, -врем расхождени контактов контактора, сто щего в цепи откдтча-. емого основного источника;-1гг д - врем гашени дуги на контактах отключаемого контактора jig-ц д -интервал времени между моментом погасани дуги и моментом замыкани конта{ тора, сто щего в цепи подключаемого резервного источника. ; Дл существующих типов контакторов врем -fc п весьма большое-, превышает х-ЮО мс, что неприемлемо дл целого р да ответственных потребителей, например , дл цифровых вычислительных машин -Ь у, 5 мс. Цель изобретени - повышение быстродействи , применение переключател в цеп х посто нного и переменного тока. Указанна цель достигаетс тем, что в переключатель питани потребителей от двух источников, в каждом полюсе которого включены последовательно контакты двух контакторов, со един ющие входные клеммы переключате л между собой, причем точка соедине ни контактов между собой предназначена дл подключени к клемме нагрузки , введены бесконтактный узел, быстродействую1-щй контактор, контакт которого зашунтирован бесконтактным узлом, и полупроводниковые элементы, причем точка соединени контактов с клеммой нагрузки через контакт быстродействующего контактора, зашунтированный бесконтактным узлом, а клемма нагрузки соединена с входными через полупроводниковые элементы. Шунтирующий бесконтактный узел переключател , работающего на пере-, менном токе, представл ет собой бесконтактный ключ с любым видом коммутации . В переключателе посто нного тока шунтирующий бесконтактный узел диод . Благодар такому схемному решению достигаетс уменьшение времени переключени (за счет бездуговой коммутации и быстродействующего контактора , работающего в импульсном режиме) Ка фиг. 1 представлена схема пред лагаемого переключател ; на фиг. 2 диагра .-дмы, по сн ю1-1ие принцип действи переключател ; на фиг.3-4 - прим ры выполнени контактов дл типоисполнени переключател на переменном токе; на Фиг. 5 - схема контакта дл типоисполнени переключател на посто нном токе. Переключатель включает контакты 1 и 2 контакторов, служащие дл выключени тока нагрузки, протекающего соответственно от основного источника UQ) и резервного ирщ , (при отсутс ВИИ управлени контакты 1 и 2 разомк нуты) контакт 3 быстродействующего контактора, зашунтированный бесконтактным узлом (при отсутствии управлени контакты контактора замкнуты), полупроводниковые элементы 4 и 5(на переменном токе это симисторы или встречно-параллельно включенные тиристоры , на посто нном токе это тиристоры ) , контакт 6 контактора с быстродействующим приводом на отключение , бесконтактный ключ 7 (симнсто с естественной коммутацией (выключение при переходе тока через нулевые значени ), контактор 8 с быстродейст вующим приводом на отключение, бесконтактные ключи 9-13, например диоды и тиристор. Узел принудительной коммутации, служащий дл запирани тиристора 13, содержит индуктивность 14, емкость 15 (пол рность напр жени предварительного зар да указана) и коммутирующий тиристор 16. Переключатель также содержит быстродействующий контактор 17 и диод 18. Номера позиций контактов и их контакторов совпадают. Рассмотрим принцип действи переключател (фиг. 1 и 2) в режиме переключени потребител с основного источника на резервный, дл упрощени предполага , что врем выключени тока контактом 1 меньше времени замыкани контактов 2 (что наиболее характерно дл существующих типов контакторов, в противном случае управление на контакторы при переключении следует подавать с задержкой во времени относительно момента сн ти управлени с контактора, сто щего в цепи протекани тока отключаемого источника), причем данные времена значительно превышают врем размыкани контактов 3. До момента переключени -fc управление подаетс только на контактор 1, то есть его контакты замкнуты . В момент переключени управление с контакта 1 снимаетс и подаетс на контакты . 2 и 3. К MOMeHTy-t,j ток нагрузки , протекающий от основного источника , выключаетс с помощью контактов 3 (на посто нном токе выключение тока не происходит, о чем будет сказано ниже), хот контакты 1 еще не успевают разомкнутьс , в момент t-j управление подаетс на полупроводниковый элемент 4, при этом в нагрузке начинает протекать ток от резервного источника. Уравнительный ток через элемент 4 от источниковУ ц и Up не протекает так как на переменном токе элемент 3 выключен, а на посто нном токе (фиг. 5) контактор 17 выключен и в цепь соединени клеммы Н с точкой соединени контакторов 1 и 2 вводитс диод 18, преп тствующий протеканию уравнительного тока. К моменту -tj контакты 1 размыкаютс , а контакты 2 заглыкаютс , поэтому в момент i управление с контактов 3 снимаетс . После замыкани контактов 3 быстродействующего контактора полупроводниковый элемент 4 становитс зашунтированным контактами 2 и 3, и,ток из цепи элемента 4 переходит в цепь контактов. Таким образом, врем переключени . и определ етс только быстродействием элемента (не превышает дес тков микросекунд), которое в свою очередь, зависит от времени разведени контакта 3 с помо1чью быстродействующ го привода на рассто ние , при котором обеспечиваетс электрическа прочность изол ции межконтактного промежутка (практически данное рассто ние составл ет 0,5-1 мм. а врем разведени может быть менее при использовании приводовна базе индукционнодинамических, электродинамических механизмов)/ а также (дл переключателей переменно . го тока) от времени выключени бесконтактного ключа, шунтирующего кон такт 3. Врем выключени бесконтактного ключа 7 (фиг. 3), управление .на который подаетс в течение времени ip , равно3i i (где Т - период колебаний напр жений источников), т есть врем переключени дл случаев естественной коммутации бесконтактного ключа, шунтирующего контакт 3 равно п р tBk.A---tp- -j- , что дл частоты источников, равной 50 Гц составл ет -t « 11 мс. , Уменьшение времени выключени бес контактного ключа достигаетс в случае принудительной коммутации Так, выключение тока через ключи 9-13, замкнутое состо ние которого обеспе .чиваетс путем подачи управлени на ключ 13 в течение времени -tp , после чего управление подаетс на тиристор 16, При этом емкость 15 перезар жает с по цепи индуктивность 14-тиристор 16-ключи 9-12. Ток перезар да емкости , протекающий через диоды моста, создает падение напр жени , прикладываемое к ключу 13 в запирающем направлении . Учитыва , что врем выклю чени тиристоров составл ет 0,050 ,5 мс, имеем в данном случае in X 1,5 мс. Врем переключени на посто нном токе равно времени , поскольку здесь выключение тока, протекающего через шунтирующий контакт-полупровод никовый элемент, не производитс . Переключение нагрузки с резервного источника на основной происходит аналогичным образом. Управление с полупроводникового элемента 4 снимаетс одновременно со сн тием управ лени с контакта 2, поскольку в момент сн ти управлени элемент 4 обесточен,то после размыкани контакта 2 он будет находитьс в выключенном состо нии. Переключение нагрузки с одного источника на другой (фиг. 1) осущест вл етс при токах, не превышающих топустимой перегрузки. Аварийные токи через полупроводниковые элементы не протекают (поскольку они зашунтированы контактами). Благодар практическому отсутствию тепловых потерь.на включенных контактах 1-3, а следовательно, и громоздких охладителей, достигаетс существенный выигрыш в габаритах в предлагаемом переключателе по сравнению с известными, не уступа последним в быстродействии. Таким образом, предлагаемый переключатель обеспечивает существенное уменьшение времени переключени по сравнению с известным. Формула изобретени 1. Переключатель питани потребителей от двух источников, в каждом полюсе которого включены последовательно контакты двух контакторов, соедин ющие входные клеммы переключател ме;хду co6ofi, причем точка соединени контактов между собой предназначена дл подключени к клемме нагрузки , отличающ. ийс тем, что, с целью повышение быстродействи , в него введены бесконтактный узел, быстродействующий контактор, контакт которого зашунтирован бесконтактным узлом, и полупроводниковые элементы/ причем точка соединени контактов соединена с клеммой нагрузки через контакт быстродействующего контактора, а клемма нагрузки соединена с входными клеглмами через полупроводниковые элементы. 2.Переключатель по п. 1, о т л ичающийс тем, что, с целью применениуТ переключател в цеп х переменного тока, шунтирующий бесконтактный узел выполнен в виде бесконтактного ключа. 3.Переключатель по п. 1, отличающийс тем, что, с целью применени переключател в цеп х посто нного тока, шунтирующий бесконтактный узел выполнен в виде диода. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 316154, кл. Н 02J 9/06, 1971. The invention relates to low-voltage electric devices, namely, devices for ensuring uninterrupted power supply to especially responsible consumers, such as computers, fulfilling the function of direct switching power from one source (main) to another (backup) with an unacceptable voltage decrease and also reverse switching when voltage is restored. main source. A contactless power switch is known, which contains contactless current interrupters of the main and backup sources and has high speed D-} Their disadvantage is the low flow overload capacity, significant heat losses on the contactless elements in the on state, and, consequently, large dimensions of the switches with increased values of nominal TQKOB. The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a device for automatically switching on the reserve of ship consumers, containing 8 each pole of the power section two contact terminals of the contactors connecting the input terminals of the switches from both sources to each other, The junction point of the contacts between 00-break is intended to be connected to the load terminal directly G2. A disadvantage of the known device is the low speed (switching time), which is determined by the formula I p Off d dyc, where (, -the time of contact of the contactor standing in the disconnecting main source circuit; -1 hg - arc quenching time at the contacts of the jig-c d contactor being disconnected is the time interval between the arc extinction time and the contact closure time of the contactor standing in the circuit of the connected backup source; For existing types of contactors, time -fc n is very long, exceeds x- Uo ms which is unacceptable for a whole number of responsible consumers, for example, for digital computers - 5 ms, 5 ms. The purpose of the invention is to increase the speed, use of a switch in DC and AC circuits.This goal is achieved by the fact that the power switch of consumers from two sources, in each pole of which two contacts of the contactors are connected in series, the connecting input terminals switch between each other, the contact connection point between them is intended to be connected to the load terminal, entered without contact assembly bystrodeystvuyu1-schy contactor contact which bypassed contactless node and semiconductor elements, wherein the point of connection with the terminal contacts through the contact load contactor fast shunted contactless node and the load terminal is connected to the input through the semiconductor elements. A bypass contactless switch node operating on alternating current is a contactless key with any type of switching. A shunt contactless diode assembly in a DC switch. Due to this circuit design, a reduction in switching time is achieved (due to arcless switching and a high-speed contactor operating in a pulsed mode). 1 is a diagram of a proposed switch; in fig. 2 diagrams. -Dmy, cf 1-1-1 principle of the switch; Figures 3-4 are examples of making contacts for the type execution of an alternating current switch; in FIG. 5 is a contact diagram for the type execution of a dc switch. The switch includes contacts 1 and 2 of the contactors, used to switch off the load current flowing respectively from the main source UQ) and the backup switch, (if there is no TIR control, contacts 1 and 2 are open) contact 3 of the high-speed contactor shunted by the contactless node (if not controlled, the contacts contactor closed), semiconductor elements 4 and 5 (alternating current is a triac or parallel-connected thyristors, a direct current is thyristor), contact 6 of the contactor with a high-speed switch Drive to switch off, contactless switch 7 (simno with natural commutation (switch off when current passes through zero values), contactor 8 with fast-acting switch-off drive, contactless switches 9-13, such as diodes and thyristor. Forced switching node that serves to lock the thyristor 13, contains inductance 14, capacitance 15 (the polarity of the pre-charge voltage is indicated) and switching thyristor 16. The switch also contains a fast-acting contactor 17 and diode 18. The numbers of the contact positions and their contactor they are the same. Consider the principle of the switch (Fig. 1 and 2) in the switching mode of the consumer from the main source to the backup one, to simplify the assumption that the current time of the contact 1 is shorter than the closing time of the contacts 2 (which is most typical for existing types of contactors, otherwise contactors when switching should be applied with a time delay relative to the moment of control removal from the contactor standing in the circuit of the current flow of the source being switched off), and these times are much longer than opening time t contacts 3. Until -fc switching control is supplied only to contactor 1, i.e., its contacts are closed. At the moment of switching, control from pin 1 is removed and fed to the contacts. 2 and 3. To MOMeHTy-t, j, the load current flowing from the main source is turned off by means of contacts 3 (current is not switched off at a direct current, which will be discussed below), although contacts 1 still do not have time to open, at tj, the control is applied to the semiconductor element 4, while current from the backup source begins to flow in the load. The equalizing current through element 4 from the source and Up does not flow as alternating current element 3 is turned off, and at direct current (Fig. 5) the contactor 17 is off and a diode 18 is connected to the wiring of the H terminal with the connection point of the contactors 1 and 2 preventing the flow of surge current. By the time -tj, contacts 1 are opened, and contacts 2 are closing, so at time i, control from contacts 3 is removed. After the contacts of the fast-acting contactor 3 are closed, the semiconductor element 4 becomes bridged by contacts 2 and 3, and the current from the circuit of the element 4 goes into the contact circuit. Thus, the switching time. and is determined only by the speed of the element (does not exceed tens microseconds), which in turn depends on the time of contact 3 with the aid of a high-speed drive for a distance at which the electrical strength of the contact gap is maintained (practically this distance is 0.5-1 mm. And the dilution time may be less when using a drive base of induction-dynamic, electrodynamic mechanisms) / and also (for alternating current switches) from the turn-off time contactless key, shunt contact 3. The off time of the contactless key 7 (Fig. 3), the control that is applied during the time ip is equal to 3i i (where T is the period of oscillations of the source voltages), t is the switching time for natural switching contactless key, shunt contact 3 is equal to p p tBk.A --- tp- -j-, which for a source frequency of 50 Hz is -t "11 ms. The reduction of the turn-off time of the contact-free key is achieved in the case of forced switching. Thus, the current is turned off through the keys 9-13, the closed state of which is secured by applying control to the key 13 during the time -tp, after which the control is supplied to the thyristor 16, This capacitance 15 recharges the 14-thyristor 16-keys 9-12 with inductance. The recharge current of the capacitor flowing through the diodes of the bridge creates a voltage drop applied to the switch 13 in the locking direction. Taking into account that the turn-off time of the thyristors is 0.050, 5 ms, we have in this case in X 1.5 ms. The switching time on the direct current is equal to the time, since here the current flowing through the shunt contact-semiconductor element is not switched off. Switching the load from the backup source to the main one occurs in a similar way. The control from the semiconductor element 4 is removed simultaneously with the removal of the control from pin 2, since at the moment of removing the control element 4 is de-energized, then after opening of pin 2 it will be in the off state. Switching the load from one source to another (Fig. 1) is carried out at currents not exceeding the permissible overload. Emergency currents do not flow through the semiconductor elements (as they are shunted by the contacts). Due to the practical absence of heat losses. On the included contacts 1-3, and, consequently, of bulky coolers, a significant gain is achieved in the dimensions of the proposed switch compared to the known ones, which is not the last step in speed. Thus, the proposed switch provides a significant reduction in switching time compared to the known one. Claim 1. The power switch of consumers from two sources, in each pole of which are connected in series the contacts of two contactors, connecting the input terminals of the switch; co6ofi switch, and the contact point between the contacts is intended to be connected to the load terminal, distinguishing. In order to improve speed, a contactless node was inserted into it, a high-speed contactor, the contact of which is bridged by the contactless node, and semiconductor elements / and the contact point of the contact is connected to the load terminal through the contact of the high-speed contactor, and the load terminal is connected to the input terminals through semiconductor elements. 2. The switch according to claim 1, which is based on the fact that, in order to apply a switch in AC circuits, the shunt contactless node is designed as a contactless key. 3. A switch in accordance with claim 1, characterized in that, in order to apply a switch in the DC circuit, the bypass contactless node is designed as a diode. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate No. 316154, cl. H 02J 9/06, 1971.
2.Авторское свидетельство СССР t 459827, кл. Н 02Х 9/06, 1975.2. USSR author's certificate t 459827, cl. H 02Х 9/06, 1975.