Гібридний електромагнітний контактор змінного струму з покращеними характеристиками

Предложен гибридный контактор переменного тока, в котором введение новых конструктивных элементов и связей позволит обеспечить бездуговую коммутацию цепи как при включении аппарата, так и при его отключении, обеспечить отсутствие зоны возможной коммутации с дугой, подачу питания на схему управления...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2010
Автори:	Сосков, А.Г., Сабалаєва, Н.О., Соскова, І.О.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	Інститут технічних проблем магнетизму НАН України 2010
Назва видання:	Електротехніка і електромеханіка
Теми:	Електричні машини та апарати
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/143354
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Гібридний електромагнітний контактор змінного струму з покращеними характеристиками / А.Г. Сосков, Н.О. Сабалаєва, І.О. Соскова // Електротехніка і електромеханіка. — 2010. — № 4. — С. 29-31. — Бібліогр.: 3 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-143354
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1433542018-10-31T01:23:24Z Гібридний електромагнітний контактор змінного струму з покращеними характеристиками Сосков, А.Г. Сабалаєва, Н.О. Соскова, І.О. Електричні машини та апарати Предложен гибридный контактор переменного тока, в котором введение новых конструктивных элементов и связей позволит обеспечить бездуговую коммутацию цепи как при включении аппарата, так и при его отключении, обеспечить отсутствие зоны возможной коммутации с дугой, подачу питания на схему управления только при замкнутых главных контактах, снизить стоимость, габариты, массу, существенно упростить схему управления и повысить надежность аппарата. Запропоновано гібридний контактор змінного струму, в якому введення нових конструктивних елементів та зв’язків дозволить забезпечити бездугову комутацію кола як при включенні апарату, так і при його вимиканні, забезпечити відсутність зони можливої комутації з дугою, подачу живлення на схему керування тільки при замкнутих головних контактах, знизити вартість, габарити, масу, суттєво спростити схему керування та підвищити надійність апарату. The hybrid contactor of alternating current, in which introduction of new structural elements and connections will allow to provide the not arc commutation of circle both at including of vehicle and at his shutdown, is offered, to provide absence of area of possible commutation with an arc, energising on the chart of management only at the reserved main contacts, to reduce a cost, sizes, mass, substantially to simplify a management chart and promote reliability of vehicle. 2010 Article Гібридний електромагнітний контактор змінного струму з покращеними характеристиками / А.Г. Сосков, Н.О. Сабалаєва, І.О. Соскова // Електротехніка і електромеханіка. — 2010. — № 4. — С. 29-31. — Бібліогр.: 3 назв. — укр. 2074-272X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/143354 621.316 uk Електротехніка і електромеханіка Інститут технічних проблем магнетизму НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Електричні машини та апарати Електричні машини та апарати
spellingShingle	Електричні машини та апарати Електричні машини та апарати Сосков, А.Г. Сабалаєва, Н.О. Соскова, І.О. Гібридний електромагнітний контактор змінного струму з покращеними характеристиками Електротехніка і електромеханіка
description	Предложен гибридный контактор переменного тока, в котором введение новых конструктивных элементов и связей позволит обеспечить бездуговую коммутацию цепи как при включении аппарата, так и при его отключении, обеспечить отсутствие зоны возможной коммутации с дугой, подачу питания на схему управления только при замкнутых главных контактах, снизить стоимость, габариты, массу, существенно упростить схему управления и повысить надежность аппарата.
format	Article
author	Сосков, А.Г. Сабалаєва, Н.О. Соскова, І.О.
author_facet	Сосков, А.Г. Сабалаєва, Н.О. Соскова, І.О.
author_sort	Сосков, А.Г.
title	Гібридний електромагнітний контактор змінного струму з покращеними характеристиками
title_short	Гібридний електромагнітний контактор змінного струму з покращеними характеристиками
title_full	Гібридний електромагнітний контактор змінного струму з покращеними характеристиками
title_fullStr	Гібридний електромагнітний контактор змінного струму з покращеними характеристиками
title_full_unstemmed	Гібридний електромагнітний контактор змінного струму з покращеними характеристиками
title_sort	гібридний електромагнітний контактор змінного струму з покращеними характеристиками
publisher	Інститут технічних проблем магнетизму НАН України
publishDate	2010
topic_facet	Електричні машини та апарати
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/143354
citation_txt	Гібридний електромагнітний контактор змінного струму з покращеними характеристиками / А.Г. Сосков, Н.О. Сабалаєва, І.О. Соскова // Електротехніка і електромеханіка. — 2010. — № 4. — С. 29-31. — Бібліогр.: 3 назв. — укр.
series	Електротехніка і електромеханіка
work_keys_str_mv	AT soskovag gíbridnijelektromagnítnijkontaktorzmínnogostrumuzpokraŝenimiharakteristikami AT sabalaêvano gíbridnijelektromagnítnijkontaktorzmínnogostrumuzpokraŝenimiharakteristikami AT soskovaío gíbridnijelektromagnítnijkontaktorzmínnogostrumuzpokraŝenimiharakteristikami
first_indexed	2025-07-10T16:59:33Z
last_indexed	2025-07-10T16:59:33Z
_version_	1837280036868063232
fulltext	ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2010. №4 29 УДК 621.316 А.Г. Сосков, Н.О. Сабалаєва, І.О. Соскова ГІБРИДНИЙ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИЙ КОНТАКТОР ЗМІННОГО СТРУМУ З ПОКРАЩЕНИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ Запропоновано гібридний контактор змінного струму, в якому введення нових конструктивних елементів та зв’язків дозволить забезпечити бездугову комутацію кола як при включенні апарату, так і при його вимиканні, забезпечити від- сутність зони можливої комутації з дугою, подачу живлення на схему керування тільки при замкнутих головних конта- ктах, знизити вартість, габарити, масу, суттєво спростити схему керування та підвищити надійність апарату. Предложен гибридный контактор переменного тока, в котором введение новых конструктивных элементов и связей позволит обеспечить бездуговую коммутацию цепи как при включении аппарата, так и при его отключении, обеспечить отсутствие зоны возможной коммутации с дугой, подачу питания на схему управления только при замкнутых главных контактах, снизить стоимость, габариты, массу, существенно упростить схему управления и повысить надежность аппарата. ВСТУП Гібридні комутаційні апарати поєднують пози- тивні якості як контактних апаратів (малі втрати по- тужності у ввімкненому стані), так і безконтактних (бездугова комутація кола). В цих апаратах паралель- но головним контактам підімкнено силовий безконта- ктний ключ, який забезпечує бездугову комутацію контактів, що розмикаються. У включеному стані апарата безконтактний керований ключ зашунтований головними контактами. Метою даного дослідження є удосконалення гіб- ридного електромагнітного контактору змінного струму, в якому введення нових конструктивних еле- ментів та зв’язків дозволило б забезпечити бездугову комутацію кола як при включенні апарату, так і при його вимиканні, забезпечити відсутність зони можли- вої комутації з дугою, подачу живлення на схему ке- рування тільки при замкнутих головних контактах, знизити вартість, габарити та масу, а також знизити трудомісткість виготовлення комутаційного апарату завдяки уникненню використання трансформаторів, суттєво спростити схему керування та підвищити на- дійність апарату ОГЛЯД ІСНУЮЧИХ ГІБРИДНИХ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ КОНТАКТОРІВ ЗМІННОГО СТРУМУ, ЇХ НЕДОЛІКИ Відомий гібридний комутаційний апарат керу- вання (контактор), що здійснює бездугову комутацію змінного струму, містить головні контакти, трансфо- рматор струму з двома вторинними півобмотками, силовий безконтактний ключ, підключений паралель- но головним контактам, який містить два керованих безконтактних елемента (тиристори), підімкнених у прямому та зворотному напрямках відносно один до одного. Від вторинних обмоток трансформатора струму надходить сигнал на керуючі електроди керо- ваних безконтактних елементів [1]. Цей контактор має достатньо широку зону існу- вання дугового розряду при комутації (він виникає, коли струм вторинної обмотки трансформатора стру- му менший за струм вмикання силового безконтакт- ного ключа) через наявність трансформатора струму, контактор має значні масу та габарити і підвищену трудомісткість виготовлення. Також відомий гібридний електромагнітний кон- тактор, кожний полюс якого містить головні контакти, силовий безконтактний ключ, що складається із зустрі- чно-паралельно включених діода і тиристора, який пі- дімкнений паралельно головним контактам, також він містить трансформатор напруги, первинна обмотка якого через кнопку "Пуск" і нормально відкритий до- поміжний контакт підімкнена до напруги живлення, а кожна його вторинна обмотка у кількості, що дорівнює числу полюсів контактора, підімкнена через випрямляч до вхідного кола кожного з тиристорів і котушки елек- тромагнітного привода, яка через кнопку "Стоп" піді- мкнена до вихідних клем контактора [1]. У цього контактора виключена зона можливого дугоутворення при комутації. Однак, він також має значну масу і габарити та підвищену трудомісткість виготовлення через наявність трансформатора напру- ги. Крім цього цей контактор має обмежену галузь використання через те, що він може використовувати- ся тільки в мережах без нульового проводу та його електромагнітний привід може працювати тільки на змінному струмі. Найбільш близьким за технічною сутністю до запропонованого є гібридний комутаційний апарат (контактор) змінного струму, який містить у кожному полюсі головні контакти, паралельно яким підімкне- ний силовий безконтактний ключ, що складається з двох керованих безконтактних елементів, підімкнених у прямому та зворотному напрямках відносно один до одного, малопотужний оптронний симістор, вихідне коло якого через резистор підімкнуте між керованими електродами кожного з безконтактних елементів, а також спільні для нього елементи: мостовий випрям- ляч з ємнісним фільтром, малопотужний транзистор- ний ключ та малопотужний безконтактний ключ, пі- дімкнений паралельно входу малопотужного транзис- торного ключа, стабілітрон, у кожний його полюс також введений магніторезистивний датчик струму, підковоподібний магнітопровід якого охоплює стру- мопровід головного кола апарату на відрізку, розта- шованому між головними контактами і точкою під`єднання силового безконтактного ключа, а в пові- тряний зазор магнітопроводу введений магніторезис- тор, вихідні же клеми апарату через обмежуючі кон- денсатори підімкнені до входу мостового випрямляча, 30 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2010. №4 а паралельно його виходу підімкнений стабілітрон, також паралельно виходу випрямляча підімкнені че- рез обмежуючі резистори вищезазначені магніторези- стори, при цьому виходи кожного магніторезистивно- го датчика струму через розділяючі діоди і обмежую- чий резистор підімкнені до вхідного кола малопотуж- ного транзисторного ключа, у вихідне коло якого по- слідовно підімкнені вхідні кола малопотужних опт- ронних симісторів у кількості, що дорівнює числу полюсів апарату, вхід же малопотужного безконтакт- ного ключа підімкнений через стабілітрон до спільної точки з`єднання розділяючих діодів [2]. Цей контактор забезпечує бездугове розмикання кола як при включенні, так і при виключенні апарату, однак це досягається через використання складної схеми керування, що суттєво підвищує вартість та трудомісткість виготовлення апарата, а також знижує надійність його роботи. ОСОБЛИВІСТЬ ПРОПОНОВАНОГО КОНТАКТОРА Пропонований контактор [3] відрізняється тим, що для живлення вхідних кіл оптронних симісторів використовується струм, який протікає по котушці електромагнітного приводу, що дозволяє суттєво спростити схему керування. Це у свою чергу забезпе- чує зниження трудомісткості виготовлення контакто- ра, його маси та габаритів, вартості, також у пропоно- ваному контакторі завдяки введенню нових елементів забезпечується відсутність зони комутації з дугою при розмиканні головних контактів, а внаслідок цього підвищення надійності роботи пристрою при змен- шенні ціни та габаритів. Включення через випрямляч у коло котушки еле- ктромагнітного приводу вхідних кіл оптронних симіс- торів дозволяє суттєво зменшити габарити гібридного контактора, спростити схему керування силовим без- контактним ключем і підвищити надійність роботи. Забезпечення живлення схеми керування силовим без- контактним ключем струмом, що протікає по котушці привода суттєво знижує витрати активної потужності у цій схемі, тобто вирішується поставлене завдання. Гібридний електромагнітний контактор змінного струму (рис. 1) містить у кожному полюсі головні контакти 1, паралельно яким підімкнений силовий безконтактний ключ 2, що складається з двох керова- них безконтактних елементів, підімкнених у прямому та зворотному напрямках відносно один до одного, малопотужний оптронний симістор 3, вихідне коло якого підімкнене через резистор 4 між керованими електродами кожного з безконтактних елементів, а також спільні елементи: мостовий випрямляч 5 з єм- нісним фільтром 6, малопотужний транзисторний ключ 7, у вихідне коло якого послідовно підімкнені вхідні кола малопотужних симісторів з кількістю, що дорівнює числу полюсів контактора, стабілітрон 8, котушку 9 електромагнітного приводу, підімкненому до джерела її живлення через послідовно з’єднані дві кнопки, перша з яких містить нормально розімкнуті контакти 10, а друга – нормально замкнуті 11, при цьому паралельно першій кнопці підключені норма- льно розімкнуті допоміжні контакти 12, вхід мостово- го випрямляча 5 підключений послідовно з котушкою 9 електромагнітного приводу, а його вихід - через змінний резистор 13 до вихідного кола малопотужно- го транзисторного ключа 7, вхід якого через стабіліт- рон 8 та обмежувальний резистор 14 підключений до виводу випрямляча 5, до якого підімкнений змінний резистор. У відключеному стані контактора головні конта- кти 1 розімкнені, котушка 9 відключена, на схему ке- рування силовим безконтактним ключем живлення не подається. Силовий безконтактний ключ у цей час знаходиться під впливом фазної напруги мережі. Пристрій працює таким чином. При натисканні кнопки 10 , тобто при включенні контактора, по колу котушки 9 починає протікати струм, який через випрямляч 5 заряджає конденсатор 6. Як тільки напруга на цьому конденсаторі досягне рівня пробою стабілітрона 8, транзисторний ключ 7 включиться і по вхідним колам оптронних симісторів 3 буде протікати струм, який достатній для їх вклю- чення. Величина ємності конденсатора 6 вибирається із умови, що час заряду цього конденсатора до рівня напруги, яка відповідає напрузі стабілізації стабіліт- рона 8, повинен бути на декілька мілісекунд більше часу, що відлічується від моменту замикання кнопки 10 до моменту замикання головних контактів 1. Цим досягається те, що замикання головних контактів буде здійснюватися при високій напрузі, а отже, знижуєть- ся вірогідність утрати контакту в їх колі в умовах, наприклад, агресивного середовища. У включеному стані контактора струм навантаження протікає по го- ловним контактам 1, при цьому кнопка 10 буде шун- тована допоміжним контактом 12, що забезпечить відкритий стан оптронних симісторів 3. Падіння на- пруги на головних контактах контактора у всіх режи- мах роботи не перевищує рівня 0,5-0,6 В, тому цієї напруги буде недостатньо для включення силового безконтактного ключа 2, який складається з двох зу- стрічно-паралельно ввімкнених тиристорів. Також слід відзначити, що у включеному стані контактора струм у колі котушки буде незначно зни- жений за рахунок того, що в її коло додатково введе- ний резистор 13 та вхідні кола оптронних симісторів 3. Це є небезпечним для роботи контактора тому що у включеному стані електромагнітна сила привода зав- жди суттєво перевищує рівень сил протидії, а її змен- шення буде тільки корисним для роботи контактора. Крім того, напруга на конденсаторі 6 в цьому режимі перебільшує напругу стабілізації стабілітрона 8 і буде знаходитися на рівні, при якому струм заряду конден- сатора зрівноважений струмом його розряду. При натисканні кнопки 11, тобто при виключенні контактора, коло котушки 9 знеструмлюється і голо- вні контакти 1 починають розмикатися. Під впливом різкого зростання падіння напруги на них вмикається через резистор 4 та оптронний симістор 3 тиристор силового безконтактного ключа 2, провідність якого відповідає напрямку струму в колі головних контактів 1. Струм із кола головних контактів переходить у ко- ло силового безконтактного ключа. Його включення забезпечується розрядним струмом конденсатора 6 через змінний резистор 13. Величина цього резистору вибирається із умови, що час розряду конденсатора 6 ISSN 2074-272X. Електротехніка і Електромеханіка. 2010. №4 31 10 14 13 11 12 9 5 6 3 3 3 4 4 4 7 8 а б в г д е = або ~ Uживл 1 а К б 2 А в г В 2 д е С 2 Рис. 1 до рівня напруги, при якій виключається транзистор- ний ключ 7 декілька більше (на 5-10 мс) проміжку часу, що відлічується від моменту натискання на кно- пку 11 до моменту розмикання головних контактів 1. Як тільки транзисторний ключ 7 виключиться, повне розмикання головного кола відбудеться при першому переході струму через нуль в тиристорі силового ключа. При цьому час протікання струму через будь який з тиристорів силового безконтактного ключа 2 не перебільшує половини періоду навантаження ме- режі живлення. Максимальне пряме падіння напруги на відкри- тому силовому безконтактному ключі 2 не більше 1,5-2 В, що є недостатнім для виникнення дуги на головних контактах 1. Слід зазначити, що в момент переходу струму з кола головних контактів через на- явність індуктивності у контурі комутації (головні контакти разом з силовим безконтактним ключем) виникає коротка дуга, однак цей процес через мале значення вказаної індуктивності протікає кілька деся- тків мікросекунд і тому не завдає суттєвого впливу на комутаційну зносостійкість головних контактів. Пропонований електромагнітний контактор змін- ного струму забезпечує бездугову комутацію кола, має підвищений термін служби та підвищену надійність роботи при зменшених габаритах та вартості за раху- нок того, що у відключеному стані апарату схема керу- вання знеструмлена, для її живлення не потрібне допо- міжне джерело, уникнуто використання трансформато- рів, що забезпечує підвищення технологічності вироб- ництва апарату, зменшення кількості конструктивних вузлів, спрощення схеми керування безконтактними елементами силового безконтактного ключа 2. ВИСНОВКИ В порівнянні з існуючими гібридними контакто- рами змінного струму пропонований контактор за рахунок схемних рішень та економного режиму робо- ти комплектуючих має зменшені габарити, ціну, під- вищену надійність роботи. Цей контактор доцільно застосовувати у тяжких режимах експлуатації, напри- клад при частих пусках асинхронних двигунів, в умо- вах підвищених вимог з вибухобезпеки, пожежобез- пеки і т.ін. СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ 1. Сосков А.Г., Соскова И.А. Полупроводниковые аппара- ты: коммутация, управление, защита. – К.: Каравелла, 2005. – 344 с., с. 40. 2. Гібридний комутаційний апарат змінного струму. Патент України на корисну модель № 30660, H 01 H 9/30, H 01 H 9/54, Бюл. № 5, 2008. 3. Гібридний контактор змінного струму. Патент України на корисну модель № 48824 H01H 9/30, H01H 9/54, Бюл. № 7, 2010. Сосков Анатолій Георгійович, д.т.н., проф. Сабалаєва Наталія Олегівна Харківська національна академія міського господарства кафедра "Теоретичної і загальної електротехніки" Україна, 61002, Харків, вул. Революції, 12 тел. (057) 707-31-11 Соскова Інна Олексіївна, к.т.н., доц. Українська інженерно-педагогічна академія кафедра "Теоретичної і загальної електротехніки" Україна, 61003, Харків, вул. Університетська, 16 тел. (057) 733-79-73 A.G. Soskov, N.O. Sabalaeva, I.A. Soskova Hybrid electromagnetic contactor of alternating current with the improved descriptions. The hybrid contactor of alternating current, in which introduction of new structural elements and connections will allow to provide the not arc commutation of circle both at including of vehicle and at his shutdown, is offered, to provide absence of area of possible commutation with an arc, energising on the chart of management only at the reserved main contacts, to reduce a cost, sizes, mass, substantially to simplify a management chart and promote reliability of vehicle. Key words – hybrid contactor, introduction, commutation.

Гібридний електромагнітний контактор змінного струму з покращеними характеристиками

Репозитарії

Схожі ресурси