Hybridní spojka stejnosměrného proudu

Většina přerušovačů s tvarovaným obalem pro stejnosměrný proud používá k uhašení oblouku přirozený vzduchový chladicí systém. Existují obvykle dvě metody uhašení oblouku: jednou z nich je běžné otevírání a zavírání, při němž se kontakty axiálně natahují, což vede k prodloužení oblouku, zatímco vodičová cesta generuje magnetické pole, které oblouk ohne a prodlouží, táhne ho v délce kolmo na osu oblouku. To nejen zvětšuje délku oblouku, ale také vyvolá jeho boční pohyb, umožňující chlazení vzduchem a dosažení uhašení.

Druhou metodou je, že oblouk je magneticky přitahován do obloukového kanálu buď svou vlastní elektromagnetickou silou, nebo magnetickým polem z magnetického vytlačovacího cívky, což vede k rychlému uhašení oblouku. Pokud průběžný proud klesne pod určitou hodnotu (kritický pracovní proud), během běžného otevírání nelze oblouk efektivně uhasit. V tomto okamžiku je magnetická vytlačovací síla slabá, poskytující nedostatečnou pohonnou sílu pro pohyb oblouku, což brání oblouku vstupu do obloukového kanálu. V důsledku toho obloukový kanál stane nefunkční, což vedá k stagnaci a trvalému hoření oblouku, což značně prodlužuje čas přerušení nebo dokonce může vést k selhání přerušení. Proto je potřeba technické optimalizace při přerušování kritického pracovního proudu, aby bylo zajistěno rychlé uhašení oblouku.

Obsah užitného modelu

Přítomný užitný model má za cíl překonat nedostatky stávající technologie, zejména příliš dlouhou dobu trvání oblouku při přerušování kritického pracovního proudu, poskytnutím hybridního DC přerušovače. Toto zařízení může autonomně určit, zda je pracovní proud během přerušování na kritické úrovni, a pokud ano, automaticky použije techniku komutace proudu k rychlému uhašení oblouku vygenerovaného kritickým pracovním proudem.

Přítomný užitný model specificky používá následující technické řešení pro řešení zmíněného problému: Hybridní DC přerušovač, který zahrnuje první mechanický spínač sériově zapojený do hlavního obvodu, komutační obvod rovnoběžně zapojený s prvním mechanickým spínačem a řídící obvod pro aktivaci komutačního obvodu při napájení. Hybridní DC přerušovač dále zahrnuje:

• Zdroj přepínacího napětí, jehož dva vstupní terminály jsou spojeny s oběma konci prvního mechanického spínače;

• Odkládací obvod, zapojený sériově mezi výstupem zdroje přepínacího napětí a vstupem řídícího obvodu, implementovaný prostřednictvím hardwaru, aby odkládal výstup zdroje přepínacího napětí po nastavenou první odkládací dobu, než jej odešle do řídícího obvodu; součet první odkládací doby a doby vytvoření zdroje přepínacího napětí tvoří odkládací dobu řízení, která je větší než doba trvání oblouku hybridního DC přerušovače za podmínek není kritický pracovní proud;

• Druhý mechanický spínač, zapojený sériově s prvním mechanickým spínačem v hlavním obvodu. Druhý mechanický spínač je mechanicky propojen s prvním mechanickým spínačem, ale funguje s nastavenou časovou prodlevou vzhledem k prvnímu spínači. Tato nastavená doba je menší než rozdíl mezi odkládací dobou řízení a dobou trvání oblouku za podmínek není kritický pracovní proud.

Navíc je odkládací obvod také použit k zastavení dodávky energie do řídícího obvodu po odeslání výstupu zdroje přepínacího napětí do řídícího obvodu a udržení ho po druhou odkládací dobu. Preferovaně je odkládací obvod složen z dvou RC výbojových obvodů spojených optokuplí.

Ve srovnání s dřívějším uměním má technické řešení přítomného užitného modelu následující výhodné účinky: Cílením na výzvu uhašení oblouku za kritického pracovního proudu v DC přerušovačích, přidává tento užitný model k existujícímu schématu uhašení komutační obvod a prostřednictvím čistě hardwareového přístupu umožňuje přerušovači autonomně určit, zda je pracovní proud na kritické úrovni během přerušování. Při funkčnosti za kritického pracovního proudu zařízení autonomně používá techniku komutace k rychlému a selektivnímu uhašení oblouku vygenerovaného za takových podmínek.

Jak je znázorněno na obrázku 3, provozní proces a princip hybridního DC přerušovače v tomto provedení jsou následující:

• Od času 0 do T₀ je systém v normálním provozu. První mechanický spínač a druhý mechanický spínač jsou zavřeny. Zdroj přepínacího napětí není napájen a komutační obvod je neaktivní.

• Od času T₀ začínají pohyblivé a pevné kontakty prvního mechanického spínače fyzickou separaci, což vede k vytvoření oblouku mezi jeho terminály. Zdroj přepínacího napětí používá napětí oblouku jako svůj vstupní zdroj energie a začíná vytvářet svůj výstup. Pokud přerušovač přerušuje proud, který není na kritické úrovni, doba trvání oblouku je od T₀ do T₁ a vlnová forma napětí oblouku je Uarc₁. Pokud přerušovač přerušuje kritický pracovní proud, doba trvání oblouku sahá od T₀ do T₂ a vlnová forma napětí oblouku je Uarc₂.

Komutační obvod použitý v tomto užitném modelu je aktivován pouze za podmínek nízkého kritického pracovního proudu. Proto nepotřebuje komutační komponenty s vysokým nominálním proudem, což vede ke snížení nákladů na stavbu komutačního obvodu. Kromě toho je komutační kontrola implementována celá prostřednictvím hardwareových obvodů, což eliminuje potřebu logických řídicích jednotek nebo komplexních řídicích algoritmů.