En hybrid DC strømbryter
De fleste DC-moldede sirkuskoblingsbrytere bruker naturlig luftbueutslukking, og det er vanligvis to metoder for bueutslukking: den ene er konvensjonell åpning og lukking, der kontaktpunktene strekker buen aksialt, mens ledningskretsen genererer et magnetfelt som bøyer og forlenget buen, trekker den lengdvis vinkelrett på buens akse. Dette øker ikke bare buelengden, men fremmer også lateralt bevegelse, som gjør at luftkjøling kan oppnå bueutslukking.
Den andre metoden involverer at bogen magnetisk drives inn i buesporet av sin egen elektromagnetiske kraft eller magnetfeltet fra en magnetisk blåsingsbobin, noe som fører til rask bueutslukking. Når strømmen faller under en viss verdi (kritisk belastningsstrøm), kan bogen ikke utslukkes effektivt under konvensjonell åpning. På dette tidspunktet er magnetblåsingskraften svak, og gir utilstrekkelig drev for bevegelse av bogen, slik at bogen ikke kan komme inn i buesporet. Dermed blir buesporet ineffektivt, og bogen stagnerer og brenner vedvarende over en lang periode, noe som betydelig forlenger brytetiden eller kan føre til brytefeil. Derfor er teknisk optimalisering nødvendig under bryting ved kritisk belastningsstrøm for å sikre rask bueutslukking.
Nyttig Modellinnhold
Denne nyttige modellen har som mål å overvinne manglene ved eksisterende teknologi, spesielt den for lange buevarigheten under bryting ved kritisk belastningsstrøm, ved å tilby en hybrid DC-sirkuskoblingsbryter. Dette enheten kan autonomt bestemme om belastningsstrømmen er på kritisk nivå under bryting, og hvis det er tilfelle, anvende automatisk en strømkommutasjonsteknikk for rask bueutslukking av bogen generert av kritisk belastningsstrøm.
Denne nyttige modellen bruker følgende tekniske løsning for å løse nevnte problem: En hybrid DC-sirkuskoblingsbryter bestående av en første mekanisk skru som er koblet serie i hovedkretsen, en kommutasjonskrets koblet parallelt med den første mekaniske skrue, og en drevskrets for å aktivere kommutasjonskretsen når den er energisert. Den hybrid DC-sirkuskoblingsbryteren inneholder videre:
En skivekraftleverandør, hvor de to inngangsterminalene er koblet til begge ender av den første mekaniske skrue;
En forsinkelseskrets, koblet serie mellom utgangen av skivekraftleverandøren og inngangen til drevskretsen, implementert via hardvare, for å forsinke utgangen av skivekraftleverandøren med en forhåndsbestemt første forsinkelsestid før den sendes til drevskretsen; summen av den første forsinkelsestiden og oppbyggningstiden for skivekraftleverandøren utgjør drevforsinkelsen, som er større enn buevarigheten for hybrid DC-sirkuskoblingsbryteren under ikke-kritisk belastningsstrøm;
En andre mekanisk skru, koblet serie med den første mekaniske skrue i hovedkretsen. Den andre mekaniske skrue er mekanisk koblet til den første mekaniske skrue, men fungerer med en forhåndsbestemt tidsforskyvning relativ til den første skrue. Denne forhåndsbestemte tiden er mindre enn forskjellen mellom drevforsinkelsen og buevarigheten under ikke-kritisk belastningsstrøm.
Videre brukes forsinkelseskretsen også til å stoppe strømforsyningen til drevskretsen etter at utgangen av skivekraftleverandøren er sendt til drevskretsen og holdes i en annen forsinkelsestid. Foretrukket er at forsinkelseskretsen er sammensatt av to RC-ladningskretser koblet via en optokoppler.
Sammenlignet med eksisterende teknologi, har den tekniske løsningen i denne nyttige modellen følgende gunstige effekter: Med fokus på utfordringen med bueutslukking ved kritisk belastningsstrøm i DC-sirkuskoblingsbrytere, legger denne nyttige modellen til en kommutasjonskrets til den eksisterende bueutslukkingsoppløsningen, og gjennom en rent hardvarebasert tilnærming, lar den bryteren autonomt bestemme om belastningsstrømmen er på kritisk nivå under bryting. Når den opererer ved kritisk belastningsstrøm, bruker enheten autonomt kommutasjonsteknikken for rask og selektiv bueutslukking under slike forhold.
Som vist i figur 3, er driftsprosessen og prinsippet for den hybrid DC-sirkuskoblingsbryteren i denne oppførselen som følger:
Fra tid 0 til T₀ er systemet i normal drift. Den første mekaniske skrue og den andre mekaniske skrue er lukket. Skivekraftleverandørkretsen er ikke strømforsynt, og kommutasjonskretsen er inaktiv.
Fra tid T₀ begynner de flyttbare og faste kontaktene til den første mekaniske skrue fysisk separasjon, noe som genererer en bue over dens terminaler. Skivekraftleverandøren bruker buevoltage som sin inngangsstrømforsyning og begynner å etablere sin utgang. Hvis bryteren avbryter en strøm som ikke er på kritisk belastningsnivå på dette tidspunktet, er buevarigheten fra T₀ til T₁, og buevoltageformen er Uarc₁. Hvis bryteren avbryter en kritisk belastningsstrøm, utvider buevarigheten seg fra T₀ til T₂, og buevoltageformen er Uarc₂.
Kommutasjonskretsen som brukes i denne nyttige modellen aktiveres kun under lavstrømskritiske belastningsforhold. Derfor krever den ikke kommutasjonskomponenter med høy nominalstrøm, noe som resulterer i en lavere byggekostnad for kommutasjonskretsen. I tillegg er kommutasjonskontrollen fullstendig implementert gjennom hardvareskretser, uten behov for logikkontrollenheter eller komplekse kontrollalgoritmer.
