УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ КОММУТАТОРОМ НА СИМИСТОРАХ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ КОММУТАТОРОМ НА СИМИСТОРАХ


RU (11) 2178227 (13) C2

(51) 7 H02H7/10 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 2000100763/09 
(22) Дата подачи заявки: 2000.01.10 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2000.01.10 
(45) Опубликовано: 2002.01.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 1249640 A1, 07.08.1986. RU 2097912 C1, 27.11.1997. RU 2119247 С1, 20.09.1998. 
(71) Заявитель(и): Государственное унитарное предприятие Новосибирское авиационное производственное объединение им. В.П. Чкалова 
(72) Автор(ы): Федоров Г.В. 
(73) Патентообладатель(и): Государственное унитарное предприятие Новосибирское авиационное производственное объединение им. В.П. Чкалова 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ КОММУТАТОРОМ НА СИМИСТОРАХ 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты трехфазной нагрузки от неполнофазного режима работы. Устройство содержит симисторы, подключенные к фазам сети, первую группу из трех диодов, объединенных анодами и подключенных катодами к соответствующим фазам сети, вторую группу из двух диодов и тиристора, подключенных анодами к выходным клеммам коммутатора и объединенных катодами, причем управляющий электрод тиристора подсоединен к блоку управления. Технический результат: отсутствие тепловых потерь в блоке управления при выключенном коммутаторе, вдвое меньшее значение напряжения, приложенного к кнопке управления при отключенном устройстве, и практически нулевое напряжение на кнопке как при включенном, так и выключенном состоянии устройства, возможность защитить нагрузку от неполнофазного режима при повреждении симисторов типа "обрыв". 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты трехфазной нагрузки от неполнофазного режима работы.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство на симисторах, содержащее трехфазный выпрямительный мост из пяти диодов и тиристора, управляющий электрод которого подключен к блоку управления, причем вход указанного моста подсоединен к клеммам для подключения фаз сети, а выход подключен к цепи из последовательно соединенных пускового тиристора, управляющий электрод которого подключен к пусковому блоку, выполненному на замыкающем контакте кнопки "Пуск", подключенном через ограничительный резистор к аноду пускового тиристора, нагрузочного резистора и светодиодов трех фазных оптронов, фототиристор каждого из которых подключен через ограничительный резистор к выходу мостового выпрямителя, вход которого предназначен для подключения к управляющему переходу соответствующего симистора, а упомянутый блок управления выполнен на оптроне, фототиристор которого через ограничительный резистор подключен к аноду тиристора, а светодиод - катодом через переменный резистор и размыкающую кнопку "Стоп" соединен с отрицательным полюсом, а анодом - через ограничительный резистор с положительным полюсом трехфазного выпрямительного моста (1) Прототип.

Недостатком известного устройства является потребление тока блоком управления при выключенном коммутаторе, невозможность его отключения при повреждении симисторов типа "обрыв", необходимость в применении кнопок управления, рассчитанных на напряжение, определяемое схемой трехфазного двухполупериодного выпрямления сетевого питания. Все это снижает надежность устройства.

При создании изобретения решается задача по повышению надежности устройства.

Существенное отличие изобретения заключается в том, что в устройстве для управления трехфазным коммутатором на симисторах, содержащем первую группу из трех объединенных анодами диодов, подключенных катодами к соответствующим фазам сети, вторую группу из объединенных катодами двух диодов и тиристора, управляющий электрод которого подключен к блоку управления, выполненному на оптроне, фототиристор которого через ограничительный резистор подключен к аноду тиристора, а светодиод через переменный и ограничительный резисторы подключен между общими точками обеих вентильных групп, к которым подключена также цепь из последовательно соединенных пускового тиристора, управляющий электрод которого подсоединен к первому выходу первой - пусковой - кнопки управления; нагрузочного резистора и светодиодов трех фазных оптронов, фототиристор каждого из которых подключен через ограничительный резистор к выходу мостового выпрямителя, вход которого предназначен для подключения к управляющему переходу соответствующего симистора; вторую кнопку управления - аноды двух диодов и тиристора второй группы подсоединены к выходным клеммам коммутатора, второй вывод первой кнопки управления подключен через дополнительный резистор к плюсовой клемме одного из мостовых выпрямителей, вторая кнопка управления шунтирует цепь из светодиодов трех фазных оптронов.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в разработке симисторного коммутатора, позволяющего защитить нагрузку от неполнофазного режима как при потере фазы, так и при повреждении симисторов типа "обрыв", имеющего минимальные потери в блоке управления при отключенном устройстве и позволяющего понизить напряжение на кнопках управления.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Устройство для управления трехфазным коммутатором на симисторах 1, подключенных к фазам А, В, С сети, содержит первую группу из трех диодов 2, объединенных анодами и подключенных катодами к соответствующим фазам сети; вторую группу из двух диодов 3 и тиристора 4, подключенных анодами к выходным клеммам 5-7 коммутатора и объединенных катодами, причем управляющий электрод тиристора 4 подсоединен к блоку управления, выполненному на оптроне 8, фототиристор которого через ограничительный резистор 9 подключен к аноду тиристора, а светодиод через переменный резистор 10 и ограничительный резистор 11 подключен между общими точками обеих вентильных групп, к которым подключена также цепь из последовательно соединенных пускового тиристора 12, нагрузочного резистора 13 и светодиодов фазных оптронов 14, фототиристор каждого из которых подключен через ограничительный резистор 15 к выходу мостового выпрямителя 16, вход которого предназначен для подключения к управляющему переходу соответствующего симистора; первую 17 и вторую 18 кнопки управления, причем первая кнопка управления - пусковая - включена между управляющим электродом пускового тиристора 12 и - через дополнительный резистор 19 - плюсовой клеммой одного из мостовых выпрямителей, вторая - "стоп" - шунтирует цепь из светодиодов трехфазных оптронов 14.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии при наличии напряжения питающей сети трехфазный мостовой выпрямитель, образованный двумя группами вентилей 2 и 3, 4, обесточен, так как диоды 3 и тиристор 4 подключены к нагрузочным клеммам коммутатора, и поэтому отсутствует потребление тока блоком управления, входные цепи фазных оптронов 14 также обесточены, симисторы 1 закрыты. При кратковременном нажатии кнопки управления 17 по цепям - фаза А, диод выпрямительного моста 16, дополнительный резистор 19, кнопка 17, управляющий переход пускового тиристора 12, светодиоды фазных оптронов 14, нагрузочный резистор 13, диоды 2, фазы В, С - начинает протекать ток, отпирающий их фототиристоры, что приводит к включению симисторов 1, подключению нагрузки и, следовательно, появлению напряжения на катодной группе вентилей 3, 4; по входной цепи оптрона 8, контролирующего уровень напряжения в питающей сети, начинает протекать ток, и при нормальном напряжении сети происходит включение его фототиристора 8, соответственно, тиристора 4 и тиристора 12, который и остается включенным после отпускания кнопки 17.

Подключение кнопки 17 к одной из фаз сети (А) через диод выпрямительного моста 16 предотвращает выход из строя пускового тиристора 12 после его отпирания (переход анод - управляющий электрод), так как диод моста 16 включен встречно по отношению к вентилям 3, 4 трехфазного выпрямительного моста. Введение дополнительного резистора 19 предотвращает при нажатой кнопке 17 шунтирование управляющего перехода симистора 1 фазы А при отрицательном напряжении на его условном аноде переходом анод - управляющий электрод пускового тиристора 12.

При обрыве одной из фаз питающей сети или повреждении - типа "обрыв" - любого из симисторов трехфазный выпрямительный мост переходит в режим двухфазного выпрямителя с провалом выпрямленного напряжения до нуля, что приводит к запиранию пускового тиристора 12, погасанию светодиодов фазных оптронов 14 и запиранию симисторов в момент перехода токов в фазах через нуль.

Коммутатор отключается и при глубоком снижении напряжения питающей сети. При необходимости отключения коммутатора нажимается кнопка 18, что приводит к шунтированию светодиодов фазных оптронов, и коммутатор отключается, как описано.

В сравнении с прототипом (1) заявленное устройство для управления трехфазным коммутатором на симисторах отличается отсутствием тепловых потерь в блоке управления при выключенном коммутаторе, вдвое меньшем значении напряжения, приложенного к кнопке управления 17 при отключенном устройстве, и практически нулевым напряжением на кнопке 18 как при включенном, так и при выключенном состоянии устройства; возможностью защитить нагрузку от неполнофазного режима при повреждении симисторов типа "обрыв".

Источники информации

А. С. СССР 1249640, Н 02 Н 7/10, 1985. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Устройство для управления трехфазным коммутатором на симисторах, содержащее первую группу из трех объединенных анодами диодов, подключенных катодами к соответствующим фазам сети, вторую группу из объединенных катодами двух диодов и тиристора, управляющий электрод которого подключен к блоку управления, выполненному на оптроне, фототиристор которого через ограничительный резистор подключен к аноду тиристора, а светодиод через переменный и ограничительный резисторы подключен между общими точками обеих вентильных групп, к которым подключена также цепь из последовательно соединенных пускового тиристора, управляющий электрод которого подсоединен к первому выводу первой - пусковой - кнопки управления, нагрузочного резистора, трех фазных оптронов, фототиристор каждого из которых подключен через ограничительный резистор к выходу мостового выпрямителя, вход которого предназначен для подключения к управляющему переходу соответствующего симистора, вторую кнопку управления, отличающееся тем, что аноды двух диодов и тиристор второй группы подсоединены к выходным клеммам коммутатора, второй вывод первой кнопки управления подключен к плюсовой клемме одного из мостовых выпрямителей через дополнительный резистор, вторая кнопка управления шунтирует цепь из светодиодов трех фазных оптронов.