Устройство для защиты от перенапряжений коммутационного аппарата

(») 585574

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено12.08.76 (21)2З96546/24-2 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (51) М. Кл.

Н 02 Н 9/04

Гаеударстееннмй комитет

Сеаета Министраа СССР еа делам иэабретений и открытий (SS) УДК 621.316.925 (088.8) (43) Опубликовано 25.12.77. Бюллетень hb 47 (45) Дата опубликования описания 21.12.77 (72) Автор изобретения

В. Д. Михайлов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАШИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ КОММУТАЦИОННОГО.

АППАРАТА

Изобретение относится к низковольтным электрическим аппаратам, а именно к псолупроводниковым выходным устройствам.

Известны устройства зашиты бесконтакт» ного коммутационного устройства от перенапряжения, возникающего при отключении индуктивных нагрузок, например катушек электрических аппаратов, муфт и других электромагнитов.

Так, для зашиты от перенапряжения бесконтактного выходного устройства известна схема, в которой индуктивная нагрузка эашунтирована обратно включенным диодом.

Однако включенный укаэанным способом диод увеличивает время отключения и or раничивает допустимую частоту срабатываний электрических аппаратов.

В транзисторном выходном устройстве типа Т-405, имеющем подобную схему за- ° щиты, последовательно с обратным диодом вкпючен резистор Plj.

Такой резистор конструктивно не входит в само выходное устройство и устанавливается внешне.

2 недостаток указанной зашиты заключается в том, что выбранный номинал резистора обеспечивает допустимую амплитуду перенапряжения и гарантированное время

5 отключения только для определенного типа электромагнитных аппаратов. Использование другого аппарата, отличающегося постоянной времени или потребляемым током катушки электромагнита, требует корректирэЯ вания величины сопротивления этого резистора, иначе нарушается оптимальное испол1зование такой схемы, потому что при увеличении запаса по амплитуде перенапряжения происходит недоиспользование аппарата

l5 по времени возврата. Необходимость такого выбора резистора усложняет применение этой схемы, а установка резистора we конструкции выходного устройства снижае надежность и эстетичность монтажа комп20 лектного устройства.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для зашиты от перенапряжений нри отключении индуктивной нагрузки в цепи посто25 янного тока, содержащее цепочку из о6ра

565574

3 но включенйого диода и резистора, пред- назначенную для подключения к зажимам нагрузки, и динисторный аналог, состоящий из обратно включенного тиристора и стабилитрона, включенного в его цепь управления (2).

Однако прямое сопротивление включенного тиристора мало, поэтому ток самомодуляции, начинающий протекать по контуруд индуктивная нагрузка» тиристор спадает медленно и увеличивает время отключения алектромагнита. Это снижает допустимую чаототу срабатывания электрических паратов и эффективность управляемых ими производственных процессов. 15

Кроме того, цепь из диода, стабилитрона и резистора, будучи включенной в прямом направвленин по отношению .к полярности питающего источника при включении нагруз ки, начинает потреблять дополнительную 20 мощность, что снижает экономичность этой схемы.

Для расширения диапазона нагрузок по постоянным времени и току погребления в предлагаемое устройство для защиты от перенапряжений коммутационного аппарата при отключении индуктивной нагрузки в цели постоянного тока дополнительно введен втэ рой резистор, подключенный между катодом тиристора и основным резистором, причем катод стабилитрона подключен к катоду диода.

На чертеже дана схема предлагаемого устройства.

Цепочка из обратно включенного диода

1 с резистором 2 шунтирует индуктивную нагрузку 3. Отрицательный полюс источника питания через диод 1, стабилитрон 4, упра ляющий переходом тиристора 5, и резистор 6 соединен с бесконтактным коммутационным устройством 7 ° Тиристор S стабилитрон 4 составляют динисторный аналог с напряжением включения, равным напряжению стабилизации стабилитрона 4, так как прямым падением напряжения на диоде !

1 в контуре элементов, составляющих динисторный аналог, можно пренебречь.

Устройство работает следующим образом.

При включении бесконтактного коммутационного устройства 7 ток проходит в на50 грузку 3 и включает ее, причем обратно включенные диоды 1 и тиристор 5 препя1 ствуют прохождению тока в остальные эле» менты устройства. Прн отключении устрой ства 7 ЭДС самоиндукции нагрузки 3 вызывает в ней импульс перенапряжения, обусловленный выделением энергии запасенной в индуктивности.

Если постоянная времени или ток нагруэ60 ки малы, амплитуда перенапряжения не дос4 тигает величины напряжения пробоя стабили= трона 4, а ток самоиндукции затухает в контуре: диод 1 -резистор 2 — нагрузка 3, При этом величина сопротивления резистора 2 обеспечивает минимально гарантированное время отключения малых нагрузок.

Когда постоянная времени нагрузки ве= лика или у электромагнита большой ток отребления, падение напряжения от ЭДС еамондукции на резисторе 2 увеличивается настолько, что амплитуда перенапряжения доетигает величины, достаточной для срабаты= вания динисторного аналога, т.е. для пробоя стабилитрона 4 и включения тиристора,5.

Включенный тиристор 5, шунтируя стабили=трон 4, отключает его и направляет в резистор 6 дополнительный ток самоиндукции . помогая резистору 2 рассеивать запасенную в индуктивной нагрузке 3 энергию. При этом уменьшенное результирующее сопротивление этйх резисторов также обеспечивает регпаментированное время отключения, поскольку с ростом тока нагрузки возрастающий ток удержания препятствует увеличению времени отключения электромагнитных уст= ройств. При этом резистор 6 выполняет еще одну положительную функцию на этапе пробоя стабилитрона 4 способствует ограничению пика тока в нем и управляющем переходе тиристора 5, повышая надежность работы этих элементов.

Таким образом, при работе предлагаемого устройства автоматически оптимизирует ся соотношение между амплитудой перенапряжения, допустимой для бесконтактного коммутационного устройства, и временем отключения нагрузки. Это позволяет ввести устройство защиты от перенапряжения в конструкцию выходного устройства, т.е. исклкгчить внешнюю установку защитных элементов.

Применение такого устройства защиты от перенапряжений в бесконтактном коммутационном устройстве расширяет диапазон нагрузок по постоянным времени и току потребления, увеличивает частоту срабатывания электрических аппаратов и уменьшает эксплуатационные расходы.

Формула изобретения

Устройство для защиты от перенапряже ний коммутационного аппарата при отключении индуктивной нагрузки в цепи постоянного тока, содержащее цепочку из обратно включенного диода и резистора, предназначенную для подключения к зажимам нагрузки и динисторный аналог, состоящий из обратно включенного тиристора и стабилитрона, 585574

Составитель Г, Дамская

Редактор Т. Шагова Техред Н. Бабурка Корректор С. Гарасиняк

Заказ 5059/43 Тираж 917 Подписное

Ш4ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 включенного в его цепь управления, о т -.. л и ч а ю ш е е с я. тем, что, с целью расширения диапазона нагрузок по постож» ным времени и току потребления, в него дополнительно введен второй резистор, под ключенный между катодом тиристора и основным резистором, причем катод стабилитрона подключен к катоду диода, 6

Источники информации, принятые во внимание при экспеотизе:

1. Элементы транзисторные бесконтактнце серии Логика-1, Краткое описание и инструкция по эксппуатации, БНТИ, Калинин, 1971, с. 49, рис. 44.

2. Патент Великобритании N 1031953„ кл. Н 2 Н, 1964.