ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения технологической разработки.

Гибридный (комбинированный) коммутационный аппарат (ГКА) включает контактно-полупроводниковую систему (низкие потери мощности, высокая перегрузочная способность, бездуговая коммутация цепи).

Главные контакты (ГК) электромеханического коммутационного аппарата шунтированы силовым транзисторомvТ. При включении тумблера управленияsв момент времениt=0подается напряжение на катушку К привода ГКА и на затвор транзистораvТ. Время включения транзистора много меньше времени срабатыванияt_срзлектромеханического аппарата. Транзистор включается и подсоединяет потребительz_нк питающей сети. Одновременно начинается заряд конденсатора С ₁ с постоянной времениt₃= С ₁Чr ₁.В момент времениt_срзамыкаются ГК. Ток потребителяi_нначинает перетекать из цепиvТ в цепь ГК. Осуществляется бездуговое включение потребителя с высоким быстродействием.

При выключении тумблераs(момент времениt _s), спустя собственное время возвратаt_в, электромеханического аппарата, размыкаются ГК. При этом образуется короткая дуга с напряжением 6...12 В. Этогонапряжения достаточно для открытия транзистора, на затворе которого еще сохраняется высокий потенциал. Постоянная времени разрядаt_р= С ₁Чr ₂,конденсатора больше постоянной времениt_вкатушки К привода.

С момента открытия транзистора ток нагрузки начинает перетекать из цепи ГК в цепьvТ. Время перетекания определяет время горения дугиt_дна ГК. Оно зависит от значения отключаемого тока и индуктивности цепи ГК иvТ. При оптимальной конструкции контура "контакты-транзистор" времяt_дпри отключении тока до 600 А не превышает 0,7 мс.

Когда напряжение на затворе снизится до значения напряжения отсечки, транзистор закроется и отключит потребителя от питающей сети.

Таким образом, короткая приэлектродная дуга на ГК гаснет, не успев развиться в плазменную дугу. В результате отключение цепи становится практически бездуговым.

Ресурс ГКА высокий. Его коммутационная износостойкость в 20...40 раз выше, чем у обычного контактного аппарата.

Ток через транзистор протекает кратковременно при включении и выключении цепи. При оптимальной конструкции ГКА длительность протекания тока черезvТ за один цикл "включено-отключено" не превышает 5...10 мс.

Практически бездуговая коммутация позволяет уменьшить раствор и провал ГК, что дает возможность выполнить электромеханическую часть ГКА малогабаритной с повышенным быстродействием. Допустимая частота срабатывания ГКА существенно больше, чем обычного коммутационного аппарата.

Электрическая схема гибридного коммутационного аппарата