2.5. Синхронные выключатели

Предназначены для бездугового или с дугой небольшой мощности размыкания цепей переменного тока. Обеспечивают размыкание контактов непосредственно перед нулевым значением переменного тока, поэтому их и называют синхронными выключателями (СВ). Рассмотрим принцип действия их на примере выключателя с диодами в силовой цепи (рис. 2.8). Из временной диаграммы рис. 2.8,а видно, что можно выделить моменты времени, когда цепи с вентилями VD1, VD2 коммутируются управляемыми СВ1, СВ2 ключами К1, К2. Цепь соответствующего вентиля необходимо размыкать в непроводящий для него полупериод: вентиля - в отрицательный, а вентиля - в положительный. Задача СВ - определить моменты, которые реализуются путем определения полярности импульса . Функциональная схема СВ и временные диаграммы его работы приведены на рис. 2.9.

СВ состоит из усилителя - ограничителя (УО), линии задержки (ЛЗ), формрователя импульсов (ФИ), вентилей ,и тиристоров,. На выходе УО напряжение изменяется ступенчато, причем полярность его соответствует полярностикоммутируемой цепи. ЛЗ служит для синхронизации схемы с огибающей тока. На выходе ФИ формируются положительные и отрицательные импульсы, которые разветвляются вентилямиии управляют тиристорами,. Например, для размыкания силовой цепи подан управляющий сигналв момент времени . В момент формируется положительный импульс, который откроет тиристор , и сработает контактор, размыкая свой контакт в силовой цепи. В момент времени формируется отрицательный импульс, открывающий тиристор , и срабатывает . Если управляющий сигнал подается в положительный полупериод, то сначала размыкаетсяв следующий полупериод, а затем еще в следующий полупериод размыкается.

Схема непосредственного управления СВ с использованием пикового трансформатора тока (ТТ), тиристора , источника питания , электромагнита контактора с катушками возврата и удерживающейприведена на рис. 2.10.

Элементы схемы соответствуют замкнутому состоянию контакта в силовой цепи, контакт удерживается защелкой. Импульсы шунтируются кнопкой С, а на управляющий электрод подано отрицательное напряжение от источника . Если разомкнуть кнопкуSB, то на управляющий электрод подаётся результирующее напряжение источникаи от вторичной обмотки пик -трансформатораТA, который является дифференцирующим элементом и формирует разнополярные импульсы напряжения, соответствующие знаку в моменты прохождения тока через нулевое значение. Когда импульс с ТA отрицательный, состояние схемы не меняется. Когда импульс с ТA положительный, результирующее напряжение положительное и тиристор открывается. По обмоткетечёт ток, создаётся магнитный поток, порождающий электромагнитное усилие, вызывающее перемещение якоря и освобождение защелки. В результате под действием силы пружины возврата размыкается контакт в силовой цепи. Быстрое размыкание силовой цепи достигается за счет взведенной пружины возврата. Как уже отмечалось самое бастрое размыкание - бездуговое. Поэтому в быстродействующих автоматах, также как и в контакторах, используется система магнитного дутья.