Methode zur künstlichen Erzeugung des Stromnullübergangs für Gleichstromschaltgeräte

Diese Methode beinhaltet das Injizieren oder Überlagern eines Stroms in entgegengesetzter Richtung zum zu unterbrechenden Strom. Der überlagerte Strom kann durch Wechselwirkung mit einem parallelen Resonanzkreis oder durch aktives Injizieren von Strom erzeugt werden, wodurch eine künstliche Stromnullüberschreitung erzeugt wird. Sobald die künstliche Stromnullüberschreitung erreicht ist, verläuft der Unterbrechungsprozess ähnlich wie in einem Wechselstromkreis.

Funktionsprinzip

Das folgende Diagramm illustriert das Schema zur aktiven Injektion eines Stroms in entgegengesetzter Richtung zum Systemstrom, wodurch eine Stromnullüberschreitung erzeugt wird. Die spezifischen Schritte sind wie folgt:

1. Vorlade-Phase:

   • Wenn der Schalter im Hauptkreis geschlossen wird, wird der Kondensator durch eine separate Ladeeinheit vorgeladen.

2. Unterbrechungsprozess:

   • Der Unterbrechungsprozess beginnt damit, dass zunächst die Kontakte des Schalters im Hauptkreis geöffnet werden.
   • Dann wird der Schalter im Parallelschaltkreis geschlossen.
   • Dies führt dazu, dass der Kondensator entlädt, und sein Strom wird auf den Strom im Hauptkreis überlagert.
   • Wenn die Amplitude des Kondensator-Entladungsstroms die Amplitude des Stroms im Hauptkreis übersteigt, wird eine künstliche Stromnullüberschreitung erzeugt, was zur Unterbrechung des Stroms führt.

Kernanforderungen

Da die Öffnungszeit des Schaltelements nur wenige Millisekunden beträgt, muss der mechanische Schalter sehr schnell öffnen. Hierfür können Halbleiterschaltelemente im Hauptpfad verwendet werden, um eine schnelle und zuverlässige Reaktion sicherzustellen.

Diagrammerklärung

Das Diagramm illustriert die spezifische Umsetzung dieses Prozesses:

• Hauptkreis: Enthält den zu unterbrechenden Strom.
• Kondensator: Vorgeladen durch eine separate Ladeeinheit.
• Parallelschaltkreis: Enthält einen Schalter, um die Entladung des Kondensators zu steuern.
• Halbleiterschalter: Wird verwendet, um die Kontakte des Schalters im Hauptkreis schnell zu öffnen.

Zusammenfassung

Mit dieser Methode kann eine künstliche Stromnullüberschreitung effektiv im Hauptkreis erzeugt werden, wodurch die Stromunterbrechung erreicht wird. Diese Methode verbessert nicht nur die Zuverlässigkeit der Stromunterbrechung, sondern reduziert auch die Belastung des Schaltelements und verlängert dessen Lebensdauer. Die Verwendung von Halbleiterschaltelementen verbessert die schnelle Reaktionsfähigkeit des Systems weiter, um eine effiziente und sichere Stromunterbrechung sicherzustellen.