hibridni prekidач snage jednosmernog struja

Većina prekidnika sa termoplastičnim kućištem za jednosmjerni tok koristi prirodno zračno ugasevanje luka, a obično postoje dve metode ugasevanja luka: jedna je konvencionalno otvaranje i zatvaranje, gde kontakti aksijalno prožimaju luk, dok provodni krug generiše magnetno polje koje savija i produžava luk, povlačeći ga dužno okomito na osu luka. To ne samo povećava dužinu luka, već indukuje i poboljšanu stranu kretanje, omogućavajući hlađenje zrakom kako bi se postiglo ugasevanje luka.

Druga metoda uključuje da luk bude magnetno upucivan u kanal za luk vlastitim elektromagnetskim sile ili magnetnim poljem od magneta za ispuštanje, što dovodi do brzog ugasevanja luka. Kada struja pada ispod određene vrednosti (kritične radne struje), tijekom konvencionalnog otvaranja, luk se ne može efikasno ugase. U tom trenutku, sila ispuštanja je slaba, pružajući nedovoljnu pogonsku snagu za kretanje luka, sprečavajući luk da uđe u kanal za luk. Tako postaje neefikasan kanal za luk, štaviše luk stagnira i neprekidno gori duže vreme, značajno produžujući vreme prekida ili čak dovodeći do neuspjeha prekida. Stoga je potrebna tehnička optimizacija tijekom prekida na kritičnoj radnoj struji kako bi se osiguralo brzo ugasevanje luka.

Sadržaj korisne novosti

Ova korisna nova ima za cilj da prevaziđe nedostatke postojeće tehnologije, posebno predugo trajanje luka tijekom prekida na kritičnoj radnoj struji, pružajući hibridni prekidnik za jednosmjerni tok. Ovo uređaj može samostalno odrediti da li je radna struja na kritičnoj razini tijekom prekida prekidnika i, ako jeste, automatski koristiti tehniku komutacije struje kako bi brzo ugasio luk generisan od kritične radne struje.

Ova korisna nova specifično usvaja sljedeće tehničko rešenje kako bi se rešila navedena problema: Hibridni prekidnik za jednosmjerni tok koji uključuje prvi mehanički prekidač povezan serijalno unutar glavnog kruga, komutacijski krug povezan paralelno sa prvim mehaničkim prekidačem i pogonski krug za aktiviranje komutacijskog kruga kada je pod napajanjem. Hibridni prekidnik za jednosmjerni tok takođe uključuje:

• Prelazni napajivač, čiji su dva ulazna terminala spojena na obe strane prvog mehaničkog prekidača;

• Kolo za kašnjenje, povezano serijalno između izlaza prelaznog napajivača i ulaza pogonskog kruga, implementirano hardverskim putem, kako bi kašnilo izlaz prelaznog napajivača za prethodno postavljen vremenski interval prije slanja na pogonski krug; zbir prvog vremenskog intervala i vremena postavljanja prelaznog napajivača čini vreme kašnjenja pogona, što je veće od vremena traganja luka hibridnog prekidnika za jednosmjerni tok pod uvjetima niskih radnih struja;

• Drugi mehanički prekidač, povezan serijalno sa prvim mehaničkim prekidačem u glavnom krugu. Drugi mehanički prekidač je mehanički vezan sa prvim mehaničkim prekidačem, ali radi sa prethodno postavljenim vremenskim pomakom u odnosu na prvi prekidač. Ovaj prethodno postavljeni vremenski pomak je manji od razlike između vremena kašnjenja pogona i vremena traganja luka pod uvjetima niskih radnih struja.

Dodatno, kolo za kašnjenje koristi se i za prekid napajanja pogonskog kruga nakon slanja izlaza prelaznog napajivača na pogonski krug i održavanja istog za drugi vremenski interval. Po mogućnosti, kolo za kašnjenje sastoji se od dva RC otporničko-kondenzatorska otpornika spojena preko optokupljača.

U poređenju sa prethodnim stanjem umjetnosti, tehničko rešenje ove korisne nove ima sljedeće korisne efekte: Usmereno na izazov ugasevanja luka na kritičnoj radnoj struji u prekidnicima za jednosmjerni tok, ova korisna nova dodaje komutacijski krug postojećem shemi ugasevanja, i kroz pristup temeljen isključivo na hardveru, omogućava prekidniku da samostalno odredi da li je radna struja na kritičnoj razini tijekom prekida. Kada radi na kritičnoj radnoj struji, uređaj samostalno koristi tehniku komutacije kako bi brzo i selektivno ugasio luk generisan pod takvim uvjetima.

Kao što je prikazano na slici 3, radni proces i princip rada hibridnog prekidnika za jednosmjerni tok u ovom primjeru su sljedeći:

• Od vremena 0 do T₀, sistem je u normalnoj operaciji. Prvi mehanički prekidač i drugi mehanički prekidač su zatvoreni. Prelazni napajivačev krug nije pod napajanjem, a komutacijski krug je neaktiviran.

• Počevši od vremena T₀, pokretni i fiksni kontakti prvog mehaničkog prekidača počinju fizičku separaciju, generišući luk između svojih terminala. Prelazni napajivač koristi napon luka kao svoj izvor napajanja i počinje sa stvaranjem svog izlaza. Ako prekidnik prekida struju koja nije na kritičnoj radnoj razini u tom trenutku, vreme traganja luka je od T₀ do T₁, a talasna forma napona luka je Uarc₁. Ako prekidnik prekida kritičnu radnu struju, vreme traganja luka produžava se od T₀ do T₂, a talasna forma napona luka je Uarc₂.

Komutacijski krug korišćen u ovoj korisnoj novosti aktivira se samo pod uvjetima niske radne struje. Stoga ne zahteva komutacijske komponente visokog nominalnog toka, što rezultira nižim troškovima izrade komutacijskog kruga. Takođe, kontrola komutacije implementirana je isključivo kroz hardverske krugove, eliminirajući potrebu za logičkim kontrolnim jedinicama ili složenim kontrolnim algoritmima.