Hübriidkiirevoolu lülitik

Enamik DC-eesmäärilisi lülitisseadeid kasutab looduslikku õhulookestusest saanud kaarilõpetust, ja tavaliselt on olemas kaks kaarilõpetusmeetodit: üks on tavaline avamine ja sulgemine, kus kontaktid venitavad kaarti teljel, samal ajal juhib elektrijuht nende poolt tekitatud magnetväli kaarti painutades ja pikendades seda risti kaardi telje suhtes. See suurendab kaardi pikkust ja võtab selle liikuma horisontaalselt, mis võimaldab õhu jahutada ja lõpetada kaari.

Teine meetod hõlmab kaardi magneetilise jõu või magneetväli tekitava magneetse puhatuse koila poolt magneetiliselt juhitavat liigutust kaarikastisse, mis viib kiire kaarlõpetuseni. Kui vool langeb teatud väärtustest (kritiline laadivool) alla, siis tavalisel avamisel ei suuda kaarti efektiivselt lõpetada. Sel hetkel on magneetiline puhatusejõud nõrg, mille tulemusena ei ole piisavalt jõudu kaardi liigutamiseks, mis takistab kaardil pääsemist kaarikasti. Seetõttu muutub kaarikastineefektiveeks, mis viib kaardi pikaajalisele jätkuvale põletumisele, oluliselt pikendades katkestusaega või isegi tekitades katkestuse ebaõnnestumise. Seetõttu on vaja tehnilist optimiseerimist kriitilise laadivooli katkestamisel, et tagada kiire kaarlõpetus.

Tehnilise mudeli sisu

See tehniline mudel püüab überda olemasoleva tehnoloogia puudusi, eriti liiga pika kaarpõletusaega kriitilise laadivooli katkestamisel, pakkudes hybridset DC-lülitisseadet. See seade suudab automaatselt määrata, kas laadivool on kriitiline lülitisseadme katkestamisel, ja kui see on nii, kasutab see automaatselt voolu ümberjuhtimismeetodit, et kiiresti lõpetada kriitilise laadivooli poolt tekkinud kaar.

Selle tehnilise mudeli konkreetne tehniline lahendus selle probleemi lahendamiseks on järgmine: Hybridne DC-lülitisseade, mis koosneb esimesest mehaanilisest lülitisest, mis on sarikesse ühendatud peamises ringis, ümberjuhtimiskiirgusega, mis on paralleelselt esimese mehaanilise lüliti ühendatud, ja juhtimiskiirgusega, mis aktiveerib ümberjuhtimiskiirgust toite all. Hybridne DC-lülitisseade sisaldab veel:

• Lülitusalajahutuskiirgust, mille kaks sisendipunkti on ühendatud esimese mehaanilise lüliti mõlemate otsmetega;

• Viivituskiirgust, mis on ühendatud lülitusalajahutuskiirguse väljundiga ja juhtimiskiirguse sisendiga, rakendatud riistvara abil, et viivitada lülitusalajahutuskiirguse väljundi edastamist juhtimiskiirgusele eelnevalt seatud esimese viivitusaja jooksul; esimese viivitusaja ja lülitusalajahutuskiirguse luuesaaja summa moodustab juhtimisviivitusaega, mis on suurem kui hybridse DC-lülitisseadme kaarpõletusaeg mittekriitilise laadivooli tingimustes;

• Teist mehaanilist lüliti, mis on sarikesse ühendatud esimese mehaanilise lüliti peamises ringis. Teine mehaaniline lüliti on mehaaniliselt seotud esimese mehaanilise lüliti, kuid töötab eelnevalt seatud ajaviivitusega suhtes esimese lüliti. See eelnevalt seatud aeg on väiksem kui juhtimisviivitusaega ja mittekriitilise laadivooli kaarpõletusaega vahe.

Viivituskiirgust kasutatakse ka juhtimiskiirgusele toidu andmise lõpetamiseks pärast lülitusalajahutuskiirguse väljundi edastamist ja selle säilitamist teise viivitusaja jooksul. Soovitatavalt koosneb viivituskiirgus kahest RC-laengutuskividest, mis on ühendatud optokupliga.

Võrreldes varasemate tehnikatega, omab praeguse tehnilise mudeli tehniline lahendus järgmisi eeliseid: silmas pidades DC-lülitisseadme kaarlõpetuse probleeme kriitilisel laadivoolil, lisab see tehniline mudel olemasolevale kaarlõpetusskeemile ümberjuhtimiskiirgust, ja täieliku riistvarapõhise lähenemise kaudu võimaldab lülitisseadmel automaatselt tuvastada, kas laadivool on kriitiline katkestamisel. Kriitilisel laadivoolil töötades kasutab seade automaatselt ümberjuhtimismeetodit, et kiiresti ja selektiivselt lõpetada sellisel tingimusel tekkinud kaar.

Näidatud on joonisel 3, selle näite hybridse DC-lülitisseadme töötamismehhanism ja printsiip:

• Ajast 0 kuni T₀ on süsteem normaalsetes töötingimustes. Esimene mehaaniline lüliti ja teine mehaaniline lüliti on sulgedud. Lülitusalajahutuskiirgus ei ole toitel, ja ümberjuhtimiskiirgus ei ole aktiivne.

• Alguses ajast T₀ alustavad esimese mehaanilise lüliti liiguv ja fikseeritud kontaktid füüsilist eraldumist, tekkitades kaari nende otsmete vahel. Lülitusalajahutuskiirgus kasutab kaari voltaget oma sisendenergia allikana ja alustab oma väljundi luukmist. Kui lülitisseade katkestab voolu, mis ei ole kriitiline laadivool, siis kaari kestus on T₀ kuni T₁, ja kaari voltagewaveform on Uarc₁. Kui lülitisseade katkestab kriitilise laadivooli, siis kaari kestus pikeneb T₀ kuni T₂, ja kaari voltagewaveform on Uarc₂.

Ümberjuhtimiskiirgust, mida selle tehnilise mudeli poolt kasutatakse, aktiveeritakse ainult madala voolu kriitiliste laaditingimustes. Seetõttu ei nõua see kõrge vooluarvega ümberjuhtimiskomponente, mis vähendab ümberjuhtimiskiirguse ehitamiskulusid. Lisaks on ümberjuhtimiskontroll täielikult riistvara tsükkude kaudu implementeeritud, mis vähendab vajadust loogikakontrollühikutel või keerukatel kontrollialgoritmidel.