En hybrid DC-brytare
De flesta DC-moldade kretsavbrottsautomater använder naturlig luft för bågsläckning, och det finns vanligtvis två metoder för bågsläckning: en är konventionell öppning och stängning, där kontakten axiellt sträcker ut bågen, medan ledningskretsen genererar ett magnetfält som böjer och förlänger bågen, dragande den längs vinkelrätt mot bågens axel. Detta ökar inte bara båglängden utan inducerar också sidoväxt, vilket möjliggör luftkylning för att uppnå bågsläckning.
Den andra metoden innefattar att bågen magnetiskt drivs in i bågkanalen av sin egen elektromagnetiska kraft eller av magnetfältet från en magnetisk blåsbobin, vilket orsakar snabb bågsläckning. När strömmen faller under ett visst värde (kritisk belastningsström), under konventionell öppning, kan bågen inte släckas effektivt. I detta läge är den magnetiska blåskraften svag, ger otillräcklig drivkraft för bågrörelse, vilket hindrar bågen från att träda in i bågkanalen. Därför blir bågkanalen ineffektiv, vilket leder till att bågen stagnerar och brinner kontinuerligt under en lång period, vilket betydligt förlänger avbrottsperioden eller till och med leder till avbrottsmisslyckande. Därför krävs teknisk optimering vid avbrott vid kritisk belastningsström för att säkerställa snabb bågsläckning.
Utility Model Content
Detta nyttiga modell syftar till att övervinna bristerna i befintlig teknik, särskilt den alltför långa bågtiden vid avbrott vid kritisk belastningsström, genom att erbjuda en hybrid-DC-kretsavbrottsautomat. Denna enhet kan självständigt fastställa om belastningsströmmen är på kritisk nivå under avbrott och, om så är fallet, automatiskt använda en strömkommutationsmetod för att snabbt släcka bågen som genereras av kritisk belastningsström.
Detta nyttiga modell använder följande tekniska lösning för att lösa ovan nämnda problem: En hybrid-DC-kretsavbrottsautomat bestående av en första mekanisk växel kopplad serie inuti huvudkretsen, en kommutionskrets parallellkopplad med den första mekaniska växeln, och en drivkrets för att aktivera kommutionskretsen när den är spänd. Hybrid-DC-kretsavbrottsautomaten innehåller dessutom:
En växelspänning, vars två ingångsterminaler är anslutna till båda ändarna av den första mekaniska växeln;
En fördröjningskrets, seriekopplad mellan utgången av växelspänningen och ingången av drivkretsen, implementerad via hårdvara, för att fördröja utgången av växelspänningen med en förinställd första fördröjningstid innan den skickas till drivkretsen; summan av den första fördröjningstiden och etableringstiden för växelspänningen utgör drivfördröjningstiden, vilken är större än bågtiden för hybrid-DC-kretsavbrottsautomaten under icke-kritiska belastningsströmsvillkor;
En andra mekanisk växel, seriekopplad med den första mekaniska växeln i huvudkretsen. Den andra mekaniska växeln är mekaniskt länkad till den första mekaniska växeln men fungerar med en förinställd tidsfördröjning relativt den första växeln. Denna förinställda tid är mindre än skillnaden mellan drivfördröjningstiden och bågtiden för icke-kritiska belastningsströmsvillkor.
Fördröjningskretsen används också för att stoppa strömförsörjningen till drivkretsen efter att ha skickat utgången av växelspänningen till drivkretsen och hålla den under en andra fördröjningstid. Förvalt är fördröjningskretsen sammansatt av två RC-utladdningskretsar kopplade via en ljuskoppling.
I jämförelse med tidigare teknik har den tekniska lösningen i detta nyttiga modell följande gynnsamma effekter: Genom att rikta in sig på utmaningen med bågsläckning vid kritisk belastningsström i DC-kretsavbrottsautomater, lägger detta nyttiga modell till en kommutionskrets till den befintliga bågsläckningslösningen, och genom en ren hårdvarubaserad metod möjliggör det för kretsavbrottsautomaten att självständigt avgöra om belastningsströmmen är på kritisk nivå under avbrott. När den fungerar vid kritisk belastningsström använder enheten självständigt kommutionsmetoden för att snabbt och selektivt släcka bågen som genereras under dessa förhållanden.
Som visas i figur 3, är driftprocessen och principen för hybrid-DC-kretsavbrottsautomaten i denna exemplifikation följande:
Från tidpunkt 0 till T₀, är systemet i normal drift. Den första mekaniska växeln och den andra mekaniska växeln är stängda. Växelspänningskretsen är inte spänd, och kommutionskretsen är inaktiv.
Från tidpunkt T₀ börjar de rörliga och fasta kontaktarna i den första mekaniska växeln fysisk separation, vilket genererar en båg mellan dess terminaler. Växelspänningen använder bågspänningen som sin ingångsspänning och börjar etablera sin utgång. Om kretsavbrottsautomaten avbryter en ström som inte är på kritisk belastningsnivå i detta läge, är bågvaraktigheten från T₀ till T₁, och bågspänningsformen är Uarc₁. Om kretsavbrottsautomaten avbryter en kritisk belastningsström, utvidgas bågvaraktigheten från T₀ till T₂, och bågspänningsformen är Uarc₂.
Kommutionskretsen som används i detta nyttiga modell aktiveras endast under lågströmskritiska belastningsvillkor. Därför krävs det inte högbelastningskommutionskomponenter, vilket resulterar i en lägre byggnadskostnad för kommutionskretsen. Dessutom implementeras kommutionskontroll helt genom hårdvarukretsar, vilket eliminerar behovet av logikkontrollenheter eller komplexa kontrollalgoritmer.
