CC BY
9
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М КИРОВА
Том 172
1967
О КОММУТАЦИИ ТОКА ОТ УДАРНОГО ГЕНЕРАТОРА
В. В. ИВАШИН
(Представлена научным семинаром кафедр электрических машин и
общей электротехники)
Известные схемы коммутации энергии от ударного генератора обычно имеют минимум два вентильных устройства, одно из которых проводит ток при замыкании контактов, а другое — при их размыкании [1, 2]. В [3] описано устройство коммутации тока от ударного генератора, при замыкании и размыкании контактов которого ток проходит через вентиль (ил'и группу вентилей), соединенных параллельно. Реализация такого устройства требует специального изготовления ударного генератора с отдельным выводом от части витков его обмотки. Необходимость вывода, несомненно, является недостатком. Кроме этого, импульсные токи, протекающие через вспомогательный вентиль, при включении аппарата составляют значительную часть от амплитуды тока ударного генератора, что требует применения вентилей с большой импульсной перегружаемо-стью. На рис. 1 показано устройство для коммутации тока от ударного генератора, в котором мощность вспомогательных вентилей существенно уменьшена.
Основными элементами коммутирующего устройства являются, как и в известных устройствах, быстродействующий коммутирующий аппарат 3, дроссель насыщения 4 и вспомогательный вентиль 5. Эти элементы соединены в единую схему и включены в цепь тока ударного генератора так, как показано на рис. 1.
Схема работает следующим образом. В момент ^ от схемы управления открывается вентиль 5 и ток ударного генератора 1 начинает1 протекать через индуктивную нагрузку 2 и вентиль 5, который шунтирует цепь с контактами 3 и дросселем 4. Одновременно подается сигнал на срабатывание привода контактов 3 и они начинают процесс замыкания.
3
¿1
2
Рис. 1.
Открывать вентиль нужно при таком угле 1 э.д.с. генератора, чтобы времени ^—12, пока ток проходит через вентиль, было достаточно для замыкания контактов. Из рис. 2 следует, что чем больше угол тем больше время ^—Учитывая, что время срабатывания контактов современных быстродействующих коммутаторов может быть получено (4-:-5) • 10—3 сек. при напряжении генератора 10—15 кв, то угол можно принимать равным 30-г35° при частоте э.д.с. генератора 50 гц. При понижении частоты угол со^ соответственно уменьшается.
В момент \2 при переходе тока через нулевое значение вентиль запирается, и ток генератора проходит при через дроссель насыщения 4 и контакты. Вся положительная волна тока проходит через контактный аппарат. При проходе тока через нулевое значение \в момент: дроссель 4, выполненный из магнитомягкой стали с большим коэффициентом прямоугольности, начинает перемагничиваться, и на нем (индуктируется напряжение ег, прикладывающееся к вентилю в ¡прямом направлении. На вентиль 5 в ¡момент 13 подается поджигающий импульс, вентиль открывается, и далее в течение времени и—и ток проходит через вентиль 5, а контакты оказываются обесточенными. Одновременно с подачей поджигающего импульса на вентиль 5 в момент и подается сигнал на срабатывание привода контактов, осуществляющего их размыкание.
К моменту 14 контакты должны быть выключены на необходимый зазор, способный выдерживать восстанавливающееся напряжение цепи при запирании вентиля в момент и.
Дроссель насыщения 4 необходим при замыкании контактов для создания ступени тока небольшой величины, равной току перемагничи-вания магнитопровода дросселя, что предотвращает возникновение искрения при соприкосновении контактов, их зали.пание и электрический износ. При выключении цепи дроссель создает анодное напряжение, необходимое для нормальной работы вентиля и не допускает нарастание тока в цепи с контактами при в течение времени перемагничи-вания. Практически контакты должны разрываться прежде, чем дроссель полностью перемагнитится под действием падения напряжения на проводящем вентиле.
Преимущества рассмотренного способа коммутации по сравнению с известными заключаются в следующем:
1. Процесс бездугового включения контактов обеспечивается с помощью того же вентиля, который обеспечивает бездуговое выключение контактов. По сравнению, 'Например, с устройством, описанным в [1, 2], это позволяет уменьшить число 'вентилей минимум в два раза и спра-
ведливо в тех случаях, когда число вентилей определяется не средним* а амплитудным значением тока, пропускаемого через вентиль.
Практически при коммутации тока от ударного генератора число вентилей определяется именно амплитудными значениями тока и выбранной схемой коммутации.
По сравнению с коммутирующим устройством, описанным ,в [3], рассмотренный способ имеет то преимущество, что не накладывает никаких дополнительных требований к конструкции ударного генератора (как. например, необходимость вывода от части витков обмотки ударного генератора). При рассмотренном способе ком-мутации значительно'меньше загрузка вентиля включения как средними, так и амплитудными значениями тока. На рис. 3 показаны токя при включении по известным схемам (а) и по рассмотренному способу (б) при одинаковом амплитудном значении тока, снимаемом с ударного генератора.
Ьл t| А У У ' У / ^___г-гтТТ 1 _______ V / 1V 3
1
Рис. 3.
Из рисунка следует, что амплитудное значение тока 1т з вентиле при коммутации по известным схемам примерно в 2,5 раза больше, чем амплитудное значение тока 1*т в вентиле при коммутации по рассмотренной схеме. Среднее значение тока при одинаковом Бремени срабатывания 1:со контактного аппарата так же существенно, в 1,5-т-2 раза уменьшается, что следует из сравнения площадей с вертикальной и косой штриховкой на рис. 3.
ЛИТЕРАТУРА
1. В. В. Ивашин, Г. А. С и п а й л ю в. Авторское свидетельство № 158959.
2. В. В. Ивашин, Г. А. Сипай лов. Авторское (свидетельство № 166354.
3. В. В. Ивашин, Г. А. С и п а й л о в. Авторское свидетельство № 156200.
