本发明无涌流投切装置及其控制方法属于电学领域，特别是一种适合对电容等容性负载进行投切的无涌流投切装置及其控制方法。
背景技术：
目前在电气控制系统中，广泛使用复合开关等无涌流投切装置对电力电容及其它负载进行接通分断控制，其采用二只单向晶闸管反向并联再与机械开关(磁保持继电器等电磁开关)并联，在接通过程中，控制单元在机械开关闭合前先控制二只单向晶闸管过零导通，然后控制机械开关闭合。现有的复合开关存在以下缺点：
1.由于电容负载其容易存在短路、击穿、自愈情况，在没串联电抗的情况下产生电流极大，晶闸管作为半导体器件其本身的过载能力也很有限，容易击穿损坏。
2.晶闸管导通时间长，功率利用率低、性价比低、过载能力差、容易击穿损坏。
由于以上原因，复合开关目前额定电流只能做到几十安培，同时可靠性差。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对现有复合开关等无涌流投切装置的不足之处而提供一种具有晶闸管导通时间短、过载能力强、性价比高、机械开关电寿命长、可靠性高的无涌流投切装置及其控制方法。
实现本发明的目的是通过以下技术方案来达到的：
一种无涌流投切装置，包括一机械开关，还包括第一单向晶闸管、第二单向晶闸管、一控制单元、一限流元件，所述第一单向晶闸管与所述限流元件串联而成串联电路，所述串联电路与所述第二单向晶闸管并联，所述机械开关主回路两端与所述第二单向晶闸管并联，所述控制单元与所述机械开关的控制端连接，所述控制单元与所述第一单向晶闸管、所述第二单向晶闸管连接，所述控制单元预存有所述机械开关的动作时间参数。
一种无涌流投切装置，在接通过程中，所述控制单元控制所述机械开关在所述第一单向晶闸管过零导通后至下一个电流零点区间闭合。
一种无涌流投切装置，在接通过程中，所述控制单元在所述第一单向晶闸管的阳极对所述第一单向晶闸管的阴极为负电位时提供所述第一单向晶闸管导通控制信号。
一种无涌流投切装置，在分断过程中，所述控制单元控制所述机械开关在所述第一单向晶闸管的阳极对所述第一单向晶闸管的阴极为正电位的峰值后至第二个电流零点区间分断。
一种无涌流投切装置，在分断过程中，所述控制单元控制所述机械开关在所述第二单向晶闸管的阳极对所述第二单向晶闸管的阴极为正电位时分断。
一种无涌流投切装置，所述限流元件为一限流电阻。
一种无涌流投切装置，所述限流电阻为一电阻丝。
一种无涌流投切装置，所述机械开关为一电磁开关，所述机械开关的控制端为所述电磁开关的控制线圈。
一种根据以上所述的无涌流投切装置的控制方法，在接通过程中，所述控制单元先控制所述第一单向晶闸管过零导通，所述控制单元控制所述机械开关在所述第一单向晶闸管导通后至下一个电流零点区间闭合，在分断过程中，所述控制单元控制所述机械开关在所述第一单向晶闸管的阳极对所述第一单向晶闸管的阴极为正电位的峰值后至第二个电流零点区间分断。
一种根据以上所述的无涌流投切装置的控制方法，在接通过程中，所述控制单元在所述第一单向晶闸管的阳极对所述第一单向晶闸管的阴极为为负电位时提供所述第一单向晶闸管导通控制信号，所述控制单元控制所述机械开关在所述第一单向晶闸管导通后至下一个电流零点区间闭合，在分断过程中，所述控制单元控制所述机械开关在所述第二单向晶闸管的阳极对所述第二单向晶闸管的阴极为正电位时分断。
其工作原理：
在接通过程中，控制单元在第一单向晶闸管的阳极对第一单向晶闸管的阴极为负电位时提供第一单向晶闸管导通控制信号，当第一单向晶闸管的阳极对第一单向晶闸管的阴极过零正向偏置时，第一单向晶闸管无涌流导通，控制单元控制机械开关在第一单向晶闸管过零导通后至下一个电流零点区间闭合，减少第一单向晶闸管的导通时间及通过限流元件电流时间；
在分断过程中，控制单元控制机械开关在第一单向晶闸管的阳极对第一单向晶闸管的阴极为正电位的峰值后至第二个电流零点区间分断，减少限流元件对机械开关灭弧效果的影响。注：当控制单元控制机械开关在第二单向晶闸管的阳极对第二单向晶闸管的阴极为正电位时分断(即第一单向晶闸管的阳极对第一单向晶闸管的阴极为正电位的峰值后第一个电流零点至第二个电流零点区间分断)，机械开关分断灭弧效果就不会受到限流元件影响。
本发明无涌流投切装置，具有晶闸管导通时间短、过载能力强、性价比高、机械开关电寿命长、可靠性高的优点。
附图说明
图1是本发明无涌流投切装置的实施例一电路原理图。
具体实施方式
本发明无涌流投切装置的实施例一，如图1所示：
一种无涌流投切装置，包括一机械开关K1(为一电磁开关，其控制端为电磁开关的控制线圈，也可以为其它机械开关)，还包括第一单向晶闸管SCR1、第二单向晶闸管SCR2、控制单元(A)、限流元件R1(为一限流电阻)，第一单向晶闸管SCR1与限流元件R1串联而成串联电路，串联电路与第二单向晶闸管SCR2并联，机械开关K1主回路两端与第二单向晶闸管SCR2并联，控制单元(A)与机械开关K1的控制端连接，控制单元(A)与第一单向晶闸管SCR1、第二单向晶闸管SCR2连接，控制单元(A)预存有机械开关K1的动作时间参数。
工作原理：
在接通过程中，控制单元(A)在第一单向晶闸管SCR1的阳极对第一单向晶闸管SCR1的阴极为负电位时提供第一单向晶闸管SCR1导通控制信号(可以大大减少对容性负载接通时，负载电流对第一单向晶闸管SCR1的冲击)，当第一单向晶闸管SCR1的阳极对第一单向晶闸管SCR1的阴极过零正向偏置时，第一单向晶闸管SCR1无涌流导通，输入的电源通过J1端、限流元件R1、第一单向晶闸管SCR1、J2端对电容C1无涌流接通，控制单元(A)控制机械开关K1在第一单向晶闸管SCR1过零导通后至下一个电流零点区间闭合，减少第一单向晶闸管SCR1的导通时间及通过限流元件R1电流时间；
在分断过程中，控制单元(A)控制机械开关K1在第一单向晶闸管SCR1的阳极对第一单向晶闸管SCR1的阴极为正电位的峰值(即通过机械开关K1电流的峰值)后至第二个电流零点区间分断，减少限流元件R1对机械开关K1灭弧效果的影响。注：当控制单元(A)控制机械开关K1在第二单向晶闸管SCR2的阳极对第二单向晶闸管SCR2的阴极为正电位时分断(即第一单向晶闸管SCR1的阳极对第一单向晶闸管SCR1的阴极为正电位的峰值(即通过机械开关K1电流的峰值)后第一个电流零点至第二个电流零点区间分断，确保第二单向晶闸管SCR2能正向导通，第二单向晶闸管SCR2导通控制信号可以由控制单元提供，也可以由机械开关K1分断时，由机械开关K1两端电位差驱动导通)，达到机械开关K1无电弧分断的目的，机械开关K1分断灭弧效果就不会受到限流元件R1影响。
以上实施例图1的J3端口作为供电和控制复用，在实际应用中，J3端可以作为控制端口，控制单元(A)另接一工作电源。以上实施例为方便描述本发明工作原理，以单极开关进行描述，在三相电使用时，只要相应增加机械开关K1、单向晶闸管等相关元器件数量即可，控制单元(A)可以共用。工作原理相同，仍属本发明专利范围。
以上实施例具有以下优点：
1.第一单向晶闸管SCR1串联了限流元件R1，克服了电容负载击穿短路、自愈过程对晶闸管的冲击，其短路电流可以通过限流元件R1限定。
2.控制单元(A)预存有机械开关K1的动作时间参数，可以大大减少限流元件R1和第一单向晶闸管SCR1、第二单向晶闸管SCR2通过电流的工作时间，提高了其过载力，大大减低限流元件R1、第一单向晶闸管SCR1、第二单向晶闸管SCR2的功率要求，限流元件R1可以直接用一电阻丝，性价比高。
3.接通过程由第一单向晶闸管SCR1无涌流导通，分断过程由第二单向晶闸管SCR2导通灭弧，克服了限流元件R1带来的电压降，影响对机械开关K1的灭弧效果，机械开关K1电寿命长。
一种对本发明无涌流投切装置的控制方法，见图1，在接通过程中，控制单元(A)先控制第一单向晶闸管SCR1过零导通，控制单元(A)控制机械开关K1在第一单向晶闸管SCR1导通后至下一个电流零点区间闭合，用于减少第一单向晶闸管SCR1导通时间，提高其过载力，在分断过程中，控制单元(A)控制机械开关K1在第一单向晶闸管SCR1的阳极对第一单向晶闸管SCR1的阴极为正电位的峰值(即通过机械开关K1电流的峰值)后至第二个电流零点区间分断，减少限流元件R1对机械开关K1灭弧效果的影响。
一种对本发明无涌流投切装置的控制方法，见图1，在接通过程中，控制单元(A)在第一单向晶闸管SCR1的阳极对第一单向晶闸管SCR1的阴极为为负电位时提供第一单向晶闸管SCR1导通控制信号，用于减少容性负载接通时负载电流对第一单向晶闸管SCR1冲击，当第一单向晶闸管SCR1的阳极对第一单向晶闸管SCR1的阴极过零正向偏置时，第一单向晶闸管SCR1无涌流导通，控制单元(A)控制机械开关K1在第一单向晶闸管SCR1导通后至下一个电流零点区间闭合，用于减少第一单向晶闸管SCR1导通时间，提高其过载力，在分断过程中，控制单元(A)控制机械开关K1在第二单向晶闸管SCR2的阳极对第二单向晶闸管SCR2的阴极为正电位时分断，克服限流元件R1对机械开关K1灭弧效果的影响。