Полупроводниковый выключатель схема подключения

Твердотельные выключатели постоянного тока средних напряжений

Главная страница » Твердотельные выключатели постоянного тока средних напряжений

Как удовлетворить большие потребности будущих силовых электрических судовых установок, радаров, вооружений, учитывая размеры и вес требуемых стандартных генераторов переменного тока и трансформаторов? Решением задачи видится применение систем — эффективные компактные твердотельные выключатели среднего напряжения (10-20 кВ) постоянного тока. Рассмотрим архитектуру устройства оглядкой на информацию «Diversified Technologies, Inc».

Классификация автоматических выключателей

Сегодня эти устройства продаются в огромном ассортименте. Между собой они различаются по нижеперечисленным характеристикам:

• Ток главной цепи. Он может быть переменным, постоянным или же комбинированным.
• Способ управления. Оборудование может управляться вручную или с помощью моторного привода.
• Метод монтажа. Устройства бывают втычными, выдвижными или стационарными.
• Вид расцепителя. Эти элементы могут быть электронными, электромагнитными и тепловыми, а также полупроводниковыми.

• Тип корпусной части. Она может быть модульной, литой или открытой.
• Показатель рабочего тока. Его величина может составлять от 1,6 А до 6,3 кА.

Современные автоматы отличаются сложным механизмом защиты сети. Они обладают дополнительными возможностями, к которым относятся:

• Возможность размыкания электроцепи на расстоянии.
• Присутствие сигнальных контактных групп.
• Автоматическое срабатывание защитного устройства в случае падения напряжения до критической величины.

Пошаговая схема выбора автоматического выключателя на видео:

Пакетники могут иметь различные типоразмеры, и с их помощью можно защищать электрические сети не только в квартирах и частных домах, но и на крупных объектах. Производятся эти устройства как в России, так и за рубежом.

В бытовых условиях чаще всего применяются модульные автоматические выключатели, маленькие и легкие. Название «модульные» они получили благодаря своей стандартной ширине, которая составляет 1 модуль (1,75 см).

С целью защиты электрических цепей зданий устанавливаются выключатели следующих типов:

• Дифференциальные.
• Автоматические.
• УЗО.

УЗО, как сокращенно называются устройства защитного отключения, предотвращают поражение электрическим током человека, прикоснувшегося к проводнику, и не допускают возгорания окружающих предметов при утечке электричества, что может произойти в случае повреждения изоляции кабелей.

Автоматические выключатели защищают цепи от КЗ и позволяют включать и отключать питание вручную. Самым совершенным защитным устройством является дифференциальный автомат. Он сочетает в себе возможности устройства защитного отключения и обычного автоматического выключателя. Этот пакетник оборудован встроенной защитой от слишком мощного потока электронов. Управление им осуществляется за счет дифференциального тока.

В однофазных электросетях могут устанавливаться однополюсные и двухполюсные автоматы. На выбор пакетника влияет количество проводов в электрической проводке.

Изобретение относится к электронной технике, а более конкретно к электронной комму 1анионной технике , и может быть использовано, например, автоматического отключения телевизионного приемника от питающей сети при отсутствии транслируемой тел йизионной программы. , -i

Известен полупроводниковый выключатель, содержащий ключевые транзисторы, тиристор. Механический ключ и электромагнитное реле, через норма1льно разомкнутые контакты которого шины сети переменного тока соединены с шинами подключения нагрузки,, обмотка электромагнитного реле включена в силовую цепь тиристора, управляющий электрод которого через кл«) чевой транзистор и механический кЛюч подключен к шине питания полупроводникового выключателя 11.

Недостаток устройства — сложность его конструкции.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и схемной .. реализации является полупроводниковый выключатель, содержащий параллельный LC-контур , подключенный к входной шине устройства, разрядный транзистор, управляющий конденсатор

и первый и механические ключи, коллектор разрядного транзистора и первая обкладка управляющего конденсаJTOpa объединены и черэз резистор подключены к шине питания прлупроводникового выключателяfэмиттер разрядного (транзистора и вторая обкладка управляющего конденсатора также объединены и подключены к общей шине 2 .

Недостатком известного устройства является низкая надежность <функционирования.

Цель изобретения — повышение надежности функционирования.

Цель достигается тем, что в полупроводниковый выключатель, содержащий параллельный LC-контур, подключенный к входной, шине устройства, разрядный транзистор, управляющий

20 конденсатор и первый и второй меха- . нические ключи, коллетор разрядного транзистора и первая обкладка управлякмдего конденсатора объединены и через резистор подключены к шине

25 питания полупроводникового выключателя , эмиттер разрядного транзистора и вторая обкладка управляющего конденсатора также объединены и подключены к общей шине, введены усилитель30формирователь, триггер Шмитта, полупроводисковый выпрямитель с трансформатором, электромагнитное реле, блокирующий диод и сглаживающий конденсатор, включенный между общей шиной шиной питания полупроводникового выключателя, которая через блокирующий диод соединена с выходом полупроводникового выпрямителя, вход усилитля-формирователя, выход которого подключен к базе разрядного транзистора соединен с входной шиной устройства, коллектор разрядного транзистора соединен с базой входного транзистора триггера Шмитта и через нормально замкнутый контакт электромагнитного реле подключен к общей шине, обмотка электромагнитного реле включена между коллектором выходного транзистора триггера Шмитта и выходом полупроводникового выпрямителя, выводы первичной обмотки трансформатора полупроводникового выпрямителя соединены с шинами подключения нагрузки, причем один из выводов этой обмотки непосредственно, а другой через последовательно соединенные первый и второй механические ключи подключены к шинам сети переменного тока, параллельно первому механическому ключу включен нормально разомкнутый контакт электромагнитного реле.

Усилитель-формирователь содержит входной каскад на полевом транзисторе, триггер Шмитта и выходной каскад, затвор полевого транзистора входного каскада, сток которого подключен к входу триггера Шмитта усилителя-формирователя, соединен с входом усилителя-формирователя, коллектор выходного транзистора триггера Шмитта-усилителя-формирователя подключе-н к базе транзистора выходного каскада, в эмиттерную цепь которого включены последовательно соединенные резистор и интегрирующий конденсатор, точка соединения которых подключена к выходу усилителя-формирователя.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства.

Полупроводниковый выключатель содержит усилитель-формирователь, триггер Шмитта 2,полупроводниковый выпрямитель 3, разрядный транзистор 4, коллектор которого соединен с первой обкладкой управляющего конденсатора 5 и через резистор 6 подключен к шине 7 питания полупроводйикового выключателя, параллельный L С -контур 8, подключенный к входной шине 9 устройства, сглаживащий конденсатор 10, первый 11 и второй 12 механические ключи, электромагнитное реле, обмотка 13 которого включена в коллекторную цепь выходного транзистора 14 триггера Шмитта нормально замкнутый контакт 15 включен параллельно управляющему конденсатору 5, а нормально разомкнутый контакт 16 включен параллельно первому механическому ключу 11, блокирующий диод 17. Вход 18 усилителяформирователя соединен с входной шиной 9 устройства. Выход 19 усилителяформирователя подключен к базе разрядного транзистора 4, коллектор которого соединен с базой входного транзистора 20 триггера Шмитта. Выход 21 полупроводникового выпрямителя 3 через блокирующий диод 17 подключен к шине 7 питания полупроводникового вык.лючателя. Выводы первичной обмотки 22 трансформатора полупроводникового выпрямителя соединены с шинами 23 и 24 подключения нагрузки, причем один из выводов этой обмотки непосредст-. венно, а другой через последовательно соединенные первый 11 и второй 12 механические ключи соединены с шинами 25 и 26 сети переменного тока. Усилитель-формирователь содержит входной каскад 27 на полевом транзисторе 28, триггер Шмитта 29 и выходной каскад 30. Коллектор выходного транзистора 31 триггера Шмитта 29 подключен к базе транзистора 32 выходного каскада 30. В эмиттерную цепь транзистора 32 включены последовательно соединенные резистор 33 и интегрирующий конденсатор 34, точка соединения которых подключена к выходу 19 усилителя-формирователя.

При использовании устройства в качестве автоматического выключателя телевизионного приемника, шины питания телевизионного приемника должны быть соединены с шинами 23 и 24 подключения нагрузки, а на входную шину 9 должен подаваться строчный синхронизирующий сигнал.

Полупроводниковый выключатель функционирует следующим образом.

В исходном состоянии механический ключ 11 разомкнут, а механический ключ 12 замкнут. При кратковременном замыкании ключа 11 первичная обмотка 22 трансформатора и шины питания телевизионного приемника, соединенные с шинами 23 и 24 подключения нагрузки, подключаются к. шинам 25 и 26 сети переменного тока. Сглаживающий конденсатор 10 быстро заряжается от полупроводникового выпрямителя 3, транзистор 14 отпирается и через обмотку 13 электромагнитного реле начинает протекать ток. Размыкаются нормально замкнутые контакты 15 реле и замыкаются нормально разомкнутые контакты 16, блокируя механический ключ 11 так как контакт 15 теперь разомкнут, начинается заряд конденсатора 5 с шины 7 через резистор .

Если в этом случае на шине 9 устройства отсутствует строчный синхронизирующий сигнал, на частоту которого настроен LC-контур 8, то транзистор 4 все время заперт, и после

того, как напряжение на конденсаторе 5 достигнет порогового напряжения триггера Шмитта 2, выходной транзистор 14 этого триггера запрется, обмотка 13 электромагнитного реле обесточится и контакт 16 реле разомкнется. Это приведет к отключению первичной обмотки 22 трансформатора полупроводникового выпрямителя 3 и телевизионного приемника от шин 25 и 26 сети переменного тока.

Если же на шине 9 присутствует строчный синхронизирующий сигнал, то этот сигнал усиливается транзистором 28. На коллекторе выходного транзистора 31 триггера Шмитта 29 вырабатываются импульсы отрицательной полярности, отпирающие транзис тор 32. Отрицательное напряжение, возникающее на конденсаторе 34 прикладывается к базе транзистора; 4, который отпирается и шунтирует обкладки конденсатора 5. Конденсатор 5 разряжается и телевизионный приемник остается во включенном состоянии.

При исчезновении строчного синхронизирующего сигнала транзистор 4 запирается и начинается зазор конденсатора 5, что приводит к автоматическому отключению телевизионного приемника и полупроводникового выключателя от сети. Выключение в произвольный момент времени осуществляется кратковременным размыканием ключа 12. Диод 17 блокирует лож- ное срабатывание полупроводникового выключателя при его отключении от сети.

1. Полупроводниковый выключатель содержащий параллельный LС-контур, подключенный к входной шине устройства, разрядныйтранзистор, управляющий конденсатор и первый и вто-. рой механические ключи, коллектор разрядного транзистора и первая обкладка управляющего конденсатора объединены и через резистор подключены к шине питания полупроводникового выключателя эмиттер разрядного транзистора и вторая обкладка управляющего конденсатора также объединены и подключены к общей шине, отлич. ающийся тем, что, с целью повьниения надежности функ-ционирования, в него введены усилитель-формирователь, триггер Шмитта, полупроводниковый выпрямитель с трансформатором, электромагнитное реле, блокирующий диод и сглаживающий конденсатор, включенный между общей шиной и шиной питания полупроводникового выключателя, которая

через блокирующий диод соединена с выходом полупроводникового выпрямителя, вход усилителя-формирователя,

0 выход которого подключен к базе разрядного транзистора, соединен с входной шиной устройства, коллектор разрядного транзистора соединен с базой входного транзистора триггера

5 Шмитта и через нормально замкнутый контакт электромагнитного реле подключен к общей шине, обмотка электромагнитного реле включена междуколлектором выходного транзистора

0 триггера Шмиттд и выходом полупроводникового выпрямителя, выводы первич.ной обмотки трансформатора полупроводникового выпрямителя соединены с шинами подключения нагрузки, причем один из выводов этой обмотки непо5средственно, а другой через последовательно соединенные первый и второй механические ключи подключены к шинам сети переменного тока, параллельно первому механическому ключу.вклю0чен нормально разомкнутый контакт электромагнитного реле.

2. Выключатель по п. 1, отличающий с я тем, что усилительформирователь содержит входной каскад

5 на полевом транзисторе, триггер Шмитта и выходной каскад,затвор полевого транзистора входного каскада, сток которого подключен к входу триггера Шмитта усилителя-формирователя, сое0динен с входом усилителя-формирователя, коллектор выходного транзистора триггера Шмитта усилителя-формирователя подключен к базе транзистора вы-. ходного каскада, в эмиттерную цепь которого вклю ены последовательно

5 соединенные резистор и интегрируквдий конденсатор, точка соединения которых подключена к выходу усилителя формирователя .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США 3975688, кл. 325392, 17.08.76. 2.Патент США № 3843929, кл. 3255392, 22.10.74.

Сферы применения

Твердотельное реле 12в

SSR не заменит полностью электромагнитный аналог, но во многих областях превосходит его в применении.

Сфера применения достаточно обширная. Его устанавливают в том оборудования, где нужно надежное и длительное использование системы.

• Для поддержания постоянной температуры в технологическом процессе.
• Регулятор мощности тока.
• При замене пyскателя реверсивного типа.
• Электрический двигатель.
• Датчик движения.
• Датчик освещения.
• Диммер (выключатель с регулировкой яркости лампы).
• Производственные станки.
• Регулятор температуры камеры.

Далеко не весь список использования.

Как подобрать эффективный вариатор – семь советов покупателю

Во-первых, диммер монтируется в сеть только в случае использования ламп накаливания или регулируемых светодиодных или галогенных источников. Обычные светодиодные светильники регулируются с помощью вариаторов с некоторыми затруднениями.

Во-вторых, к регулирующему устройству имеет смысл подключать только те источники (или группы источников) свечения, мощность которых превышает 40 ватт. Ниже этой отметки диммеры мощность не опускают, поэтому на одиночные 10- или 15-ваттные светодиодные лампы такие регуляторы не ставят, а вот на 4-6 источников (в люстре или подвесном потолке) с аналогичными показателями – очень даже запросто.

В-третьих, постарайтесь выбрать модель со встроенными предохранителями. Они уберегут вас от возможных неприятностей, связанных с перегревом линии или самого светорегулятора. Полагаться только на УЗО в этом случае будет неразумно. Кроме того, предохранитель убережет вариатор от короткого замыкания, вызванного перегоревшей лампочкой.

Некоторыми моделями можно управлять с пульта или с телефона

В-четвертых, если вы желаете регулировать только интенсивность свечения – выбирайте светорегуляторы с ручным управлением (клавишные, сенсорные, поворотные). Если вашей целью является установка системы безопасности, имитирующей присутствие людей в доме (включение света вечером в разных комнатах и так далее), то вам придется купить дистанционные вариаторы. Причем некоторые модели умеют реагировать не только на пульт, но и на сигналы с внутреннего модема. Такими диммерами можно управлять с помощью телефона.

В-пятых, при покупке регулирующего устройства постарайтесь выбрать модель, ориентированную на суммарную максимальную мощность источников свечения, подключаемых к вариатору. Подключить диммер к источнику с низкой или завышенной мощностью (по сравнению с паспортной), разумеется, можно, но не нужно – он не даст ожидаемой экономии.

В-шестых, если вы меняете стандартный выключатель на вариатор – покупайте только моноблочную модель. Ее форма рассчитана под стандартный «стакан», вмурованный в стену. Поэтому замена одного регулятора на другой вариант не вызовет затруднений даже у малоопытного электрика.

В-седьмых, следите за температурой в доме и не монтируйте вариаторы в горячих зонах – на постоянно освещаемой солнцем стене, возле газовой плиты или батареи. Тонкая электроника светорегуляторов корректно работает только в том случае, если температура внутри ее корпуса не превышает 25-27 градусов Цельсия.

Подключение. Видео

Про электрическую схему подключения автоматических выключателей можно узнать из видео ниже.

Все это под силу только грамотным электрикам, которые хорошо разбираются в электроснабжении простых и сложных объектов. Они знают современную электротехническую базу и способны с минимальными затратами укомплектовать всем необходимым электрощит. Кроме того, опираясь на многолетний опыт, они могут дать полезные советы по экономии электроэнергии и улучшению снабжения электроэнергией действующих объектов.