สวิทช์วงจรตัดกระแสแบบหล่อส่วนใหญ่ใช้วิธีการดับอาร์คโดยอากาศธรรมชาติ และมักจะมีวิธีการดับอาร์คสองวิธี: หนึ่งคือการเปิด-ปิดแบบปกติ โดยที่คอนแทคยืดอาร์คตามแกน ในขณะที่วงจรนำไฟฟ้าสร้างสนามแม่เหล็กที่ทำให้อาร์คโค้งและยืดยาว ดึงอาร์คไปตามแนวตั้งฉากกับแกนอาร์ค ซึ่งไม่เพียงแต่เพิ่มความยาวของอาร์คเท่านั้น แต่ยังทำให้มีการเคลื่อนที่ขวาง ทำให้อากาศเย็นลงเพื่อดับอาร์ค
อีกวิธีหนึ่งคือ การที่อาร์คถูกขับเคลื่อนเข้าสู่ช่องดับอาร์คโดยแรงแม่เหล็กของตนเองหรือสนามแม่เหล็กจากขดลวดดันลมแม่เหล็ก ทำให้อาร์คดับอย่างรวดเร็ว เมื่อกระแสลดลงต่ำกว่าค่าหนึ่ง (กระแสโหลดวิกฤต) ในการเปิด-ปิดแบบปกติ อาร์คไม่สามารถดับได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในจุดนี้ แรงดันลมแม่เหล็กอ่อนแอ ไม่สามารถให้แรงขับเคลื่อนเพียงพอสำหรับการเคลื่อนที่ของอาร์ค ทำให้อาร์คไม่สามารถเข้าสู่ช่องดับอาร์ค ทำให้ช่องดับอาร์คไม่มีประสิทธิภาพ อาร์คจึงหยุดนิ่งและเผาไหม้ต่อเนื่องเป็นเวลานาน ทำให้เวลาในการตัดวงจรยาวนานขึ้นหรืออาจทำให้การตัดวงจรล้มเหลว ดังนั้นจำเป็นต้องมีการปรับปรุงทางเทคนิคในการตัดวงจรที่กระแสโหลดวิกฤต เพื่อให้สามารถดับอาร์คได้อย่างรวดเร็ว
เนื้อหาของรูปแบบการใช้งาน
รูปแบบการใช้งานนี้มุ่งหมายที่จะ客服您好,看起来我需要继续完成剩余部分的翻译。以下是剩余文本的泰语翻译:
克服现有技术的缺点,特别是关键负载电流中断时电弧时间过长的问题,提供了一种混合直流断路器。该设备可以在断路器中断期间自主判断负载电流是否处于临界水平,并在必要时自动采用电流换向技术快速熄灭由关键负载电流产生的电弧。
本实用新型具体采用以下技术方案来解决上述问题:一种混合直流断路器,包括串联在主电路中的第一机械开关、与第一机械开关并联的换向电路以及用于激活换向电路的驱动电路。所述混合直流断路器进一步包括:
- 一个开关电源,其两个输入端连接到第一机械开关的两端;
- 一个延时电路,通过硬件实现,串联在开关电源的输出和驱动电路的输入之间,以延迟开关电源的输出预设的第一延时时间后发送给驱动电路;第一延时时间和开关电源的建立时间之和构成驱动延时时间,该驱动延时时间大于非关键负载电流条件下混合直流断路器的电弧持续时间;
- 第二个机械开关,与第一机械开关串联在主电路中。第二机械开关与第一机械开关机械联动,但相对于第一个开关有预设的时间滞后。这个预设时间小于驱动延时时间与非关键负载电流电弧持续时间之间的差值。
此外,延时电路还用于在将开关电源的输出发送给驱动电路并维持一段时间后停止向驱动电路供电。优选地,延时电路由两个通过光电耦合器连接的RC放电电路组成。
与现有技术相比,本实用新型的技术方案具有以下有益效果:针对直流断路器在关键负载电流下熄弧的挑战,本实用新型在现有的熄弧方案中增加了换向电路,并通过纯硬件方式使断路器能够自主判断中断期间负载电流是否处于关键水平。当在关键负载电流下工作时,该设备自主采用换向技术快速且选择性地熄灭在这种条件下产生的电弧。
如图3所示,本实施例中混合直流断路器的工作过程和原理如下:
- 从0时刻到T₀,系统正常运行。第一机械开关和第二机械开关闭合。开关电源电路未通电,换向电路不工作。
- 从T₀时刻开始,第一机械开关的动触点和静触点开始物理分离,在其两端产生电弧。开关电源使用电弧电压作为输入电源并开始建立输出。如果此时断路器正在中断非关键负载水平的电流,则电弧持续时间为T₀至T₁,电弧电压波形为Uarc₁。如果断路器正在中断关键负载电流,则电弧持续时间延长至T₀至T₂,电弧电压波形为Uarc₂。
本实用新型中使用的换向电路仅在低电流关键负载条件下激活。因此,它不需要高额定电流的换向组件,从而降低了换向电路的构建成本。此外,换向控制完全通过硬件电路实现,无需逻辑控制单元或复杂的控制算法。
翻译成泰语:
นอกจากนี้ วงจรล่าช้ายังใช้เพื่อหยุดการจ่ายไฟให้กับวงจรขับหลังจากส่งเอาต์พุตของวงจรแปลงไฟให้กับวงจรขับและรักษาไว้เป็นเวลาที่ล่าช้าครั้งที่สอง ที่เหมาะสมที่สุด วงจรล่าช้าประกอบด้วยวงจรปล่อยประจุ RC สองวงจรที่เชื่อมต่อกันผ่านออปโตคัปเปอร์ เมื่อเทียบกับเทคโนโลยีเดิม วิธีการทางเทคนิคของรูปแบบการใช้งานนี้มีผลประโยชน์ดังต่อไปนี้: โดยมุ่งเน้นที่ความท้าทายในการดับอาร์คที่กระแสโหลดวิกฤตในสวิทช์วงจรตัดกระแส DC รูปแบบการใช้งานนี้เพิ่มวงจรคอมมิวเตชันเข้ากับแผนการดับอาร์คที่มีอยู่แล้ว และผ่านวิธีการที่ใช้ฮาร์ดแวร์อย่างหมดจด ทำให้สวิทช์วงจรตัดกระแสสามารถตรวจสอบด้วยตนเองว่ากระแสโหลดอยู่ในระดับวิกฤตหรือไม่ในระหว่างการตัดวงจร เมื่อทำงานที่กระแสโหลดวิกฤต เครื่องมือนี้จะใช้เทคนิคคอมมิวเตชันด้วยตนเองเพื่อดับอาร์คที่เกิดขึ้นภายใต้เงื่อนไขดังกล่าวอย่างรวดเร็วและเลือกสรร ดังแสดงในรูปที่ 3 กระบวนการการทำงานและหลักการของสวิทช์วงจรตัดกระแส DC ผสมในตัวอย่างนี้คือ: จากเวลา 0 ถึง T₀ ระบบทำงานอย่างปกติ สวิทช์กลไกแรกและสวิทช์กลไกที่สองปิด วงจรแปลงไฟไม่ได้รับพลังงาน และวงจรคอมมิวเตชันไม่ทำงาน ตั้งแต่เวลา T₀ คอนแทคเคลื่อนและคอนแทคคงที่ของสวิทช์กลไกแรกเริ่มแยกทางกายภาพ ทำให้เกิดอาร์คขึ้นที่ปลายของมัน วงจรแปลงไฟใช้แรงดันอาร์คเป็นแหล่งพลังงานขาเข้าและเริ่มสร้างเอาต์พุต หากสวิทช์วงจรตัดกำลังตัดกระแสที่ไม่ใช่กระแสโหลดวิกฤตในขณะนี้ ระยะเวลาของการอาร์คคือ T₀ ถึง T₁ และรูปคลื่นแรงดันอาร์คคือ Uarc₁ หากสวิทช์วงจรตัดกำลังตัดกระแสโหลดวิกฤต ระยะเวลาระหว่างการอาร์คขยายตัวจาก T₀ ถึง T₂ และรูปคลื่นแรงดันอาร์คคือ Uarc₂ วงจรคอมมิวเตชันที่ใช้ในรูปแบบการใช้งานนี้จะถูกกระตุ้นเฉพาะในสภาพที่มีกระแสโหลดวิกฤตต่ำ ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องใช้ส่วนประกอบคอมมิวเตชันที่มีอัตรากระแสสูง ทำให้ค่าใช้จ่ายในการสร้างวงจรคอมมิวเตชันต่ำ นอกจากนี้ การควบคุมคอมมิวเตชันดำเนินการผ่านวงจรฮาร์ดแวร์อย่างหมดจด ไม่จำเป็นต้องใช่วยิติควบคุมลอจิกหรืออัลกอริทึมควบคุมที่ซับซ้อน