Устройство для обеспечения искробезопасности электрических цепей переменного тока

Союз Советских

Социалистических

Республик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<»964187 (6I ) Дополнительное к авт. свнд-ву .(22) Заявлено 16.09.80 (21) 298173 I/24-07 (5 I ) M. Кл. с присоединением заявки РЙ

3Ъеударетееканй комнтет

СССР

Е 21 Р 5/00

Н 02 Н 7/26 (23) Приоритет.— ао делам азобретеккй н открытой

Опубликовано 07. 10.82. Бюллетень № 37 (53) УД К 62 1. 31 1..69(088.8) Дата опубликования описания 07.10.82

П. B. Лаппо, Г. Н. Алехин, Н. П. Ванжа и Г. А. Черномордик (72) Авторы изобретения

1с»*.

Украинский филиал Всесоюзного ордена Трудового Красного

Знамени научно-исследовательского института горной геомеханики и маркшейдерского дела (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИСКРОБЕЗЭЛАСНОСТИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ IIEITEA ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам и устройствам обеспечения искробезопасности электрических цепей переменного тока, и может быть использовано для создания

5 энергоемких систем, предназначенных для повышения искробезопасной мощности цепей переменного тока.

Известно устройство, содержащее источник постоянного тока, тиристор, под- ключенный параллельно источнику постоянного тока, формирователь переменного сигнала (инвертор), трансформатор, два фильтра верхних частот (ФВЧ), два 6bIGT» родействуюших тиристора, включенных встречно-параллельно нагрузке и подключенных управляющими электродами к

ФВЧ (1j, Недостатком указанного устройства является пониженная выходная искробезо- 20 пасная мощность, что объясняется неприменимостью его для создания искробезопасных цепей переменного тока повышен ной и высокой частоты, искробезопасная мощность которых много выше искробезопасной мощности цепей постоянного тока ипи переменного тока низкой (промышленной ) частоты. Невозможность применения спедует из того, что в цепях переменного тока повышенной и высокой частоты частотные спектры источника питания и сигнала (скачка напряжения), возникающего при коммутации, перекрываются, в силу чего быстродействующие тиристоры срабатывают независимо от коммутации выходной цепи.

Наиболее бпизкиье по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для обеспе.чения искробезопасности электрических цепей переменного тока, а именно эпектропривода, содержащее инвертор, собранный по мостовой схеме, преобразующий постоянный ток в переменный, включенный между блоком искробезопасного источника питания, обеспечивающего подачу постоянного тока, и двигатель, включенный в диагональ инвертора, причем вход инвертора зашунтирован двумя параллепьными диодами (2).

Недостатками известного устройства являются невысокие искробеэопасная мош1 ность и надежность, обусповпенные тем, что меры по обеспечению искробезопасности нагрузки проводятся цепями постоянного тока, искробезопасная мошность ,, которых значительно ниже мощности цепей переменного тока повышенного напря- 1О жения. Отсутствие специапьной зашиты инвертора, выполненного по мостовой схеме на транзисторах, не искпючает возникновения сквозного тока, что може привести к выходу из строя транзисторов.

Ueraь изобретения - увепичение искробезопасной мощности и надежности.

Поставпенная цепь достигается тем, что в устройство дпя обеспечения искробеэопасности эпектрических цепей, содер- 0 жашее источник постоянрого тока, подкпюченный параппеньно его выводам тиристор

ja задаюший генератор повышенной частоты, инвертор, выпопненный по мостовой схеме, в диагонапь которого включена нагрузка, допопнитепьно введены токозадающий эпемент, транзистор, трансформатор, выпрямитепь и измеритепьный резистор, соединенный поспедоватепьно с нагрузкой и подключенный выводами парап- З< лепьно к первичной обмотке трансформатора, вторичная обмотка которого подсоединена к выпрямителю, один иэ выводов которого подсоединен к общей шине источника питания, второй вывод.с помошью

35 резистора соединен с базой транзистора, эмиттер которого подключен к обшей шине источника питания, а коллектор подкшочен к управляющему электроду тиристора и с помошью токозадаюшего элемента соеди4О нен с цоложитепьным выводом источника питания.

На чертеже изображена принпипиапьная электрическая схема устройства, Устройство содержит источник 1 .по45 стоянного тока, тиристор 2, подключенный параллельно источнику 1 постоянного тока, задаюший генератор 3 повышенной частоты, подкпюченный параплепьно выводам источника тока, а выходом подкпюченный к инвертору 4,. выпопнен- Я ному по мостовой схеме, например, на транзисторах, нагрузку 5, включенную в диагональ моста, измерительный резистор 6, подкшоченный поспедоватепьно с нагрузкой, трансформатор 7, первичная обмотка которого подкпючена к измерительному резистору 6, а вторичная - к прямитепю 8, При этом отрицатепьный

1вывод выпрямитепя подключен к отрица тельной шине источника 1 питания, а положительный — через резистор 9 к базе транзистора 10, эмиттер которого подсоединен к отрицательной шине источника 1. Кроме того, колпектор транзистора 10 подключен к управняюшему эпектроду тиристора 2 и через токозадаюший элемент, выполненный в виде делитепя из резисторов 11 и 12, к средней точке которого подкпючен конденсатор 13, подсоединен к положитепьной шине источника 1 постоянного тока.

При"этом измерительный резистор 6, трансформатор 7 и выпрямитепь 8 образуют устройство контроля эа напичием переменного тока. Транзистор 10, токозадаюший эпемент (11, 12, 13) и резисторы 9 и 14 образуют формироватепь сигнала, управпяюший тиристором 2.

Устройство работает спедуюшим образом.

При подключенной между точками А и B нагрузке 5 поспе подачи питания от источника 1 включается задаюший генератор повышенной частоты 3 и начинает работать инвертор 4, формируя в цепи нагрузки 5 переменный сигнал заданной частоты. Во вторичной обмотке трансформатора 7 находится напряжение переменного тока, выпрямитель 8 и транзистор

1 0 открываются положительным сНрНЕ!пом через резистор 9. Тиристор 2 при этом остается закрытым, так как его управляющий эпектрод подключен к отрица» тельной шине источника 1. Чтобы обеспечить включение тиристора 2 позже транзистора 10, при подаче питания к средней точке делителя, образованного резисторами 11 и 12, подключен конденсатор

13 . В случае исчезновения в цепи нагрузки переменного тока повышенной частоты или протекания постоянного тока во вторичной обмотке трансформатора 7

ЭДСне наводится и транзистор 10 закрывается, так как его база подкпючена через резистор 14 к отрицатецьной шине источника 1 постоянного тока. Тиристор

2 вкпючается и шунтирует источник 1 постоянного тока, снимая напряжение с инвертора 4 и нагрузки 5.

Таким образом, применение предпагаемого устройства позволяет обеспечить питание цепи при увепичении сопротивпения нагрузки ниже заданной, например в режиме холостого хода, а также при отказе инвертора или задающего генератора, Следовательно, обеспечивается увепи5 964 чение искробезопасной мощности, посколь ку исключается работа устройства при протекании постоянного тока через нагрузку и в режиме хоиостого хода, при котором выходное напряжение превышает ра- 5 бочее, при этом обеспечивается увеличение надежности.

187 6 повышенной частоты, к выходу которого подкпючен инвертор, выцопненный по мостовой схеме, в диагонапь которого вкпючена нагрузка, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цепью увепичения искробезопасйой мощности и надежности устройства в работе в него допопнитепьно введены токозадаюший эпемент, транзистор, трансформатор, выпрямитепь и измеритепьный резистор, при этом поспедний соединен поспедоватепьно с нагрузкой и подкпючен выводами парапцепьно к первичной обмот-

:ке трансформатора, вторичная обмотка которого подсоединена к выпрямитепю, одним выводом подкнюченному к общей шине ис точника питания, вторым выводом через резистор к базе транзистора, эмиттер которого подипочен к обшей шине источника а колпектор — к управпяюшему электроду тиристора и через токозадаюший элемент, выполненный в виде депителя напряжения, .соединен с положительным выводом источника питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетепьство СССР ,М 838095 кл. Е 21 Р 5/00, 1981, 2. Патент Вепикобритании % 1533680, кл. Н 02 М 1/18, 1978.

Форму па, из обре те ния

Устройство для обеспечения искробезо- g пасности электрических цепей переменного тока, содержащее источник постоянного тока, параллельно выводам которого. подключен тиристор и задающий генератор.

Применение устройства позвопяет расширить область применения электрон- tO ной техники в условиях взрывоопасной атмосферы за счет увепичения искробезопасной мощности, увеличить функциональные возможности аппаратуры, повысить надежность систем управпения и автома- - тики. Увеличение искробезопасной мощности источников питания шахтных геофизических приборов обеспечивает повышение достоверности при сейсмоакустических и электроразведочных работах.