Устройство для тепловой защиты электроустановки

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеюэ Советскмя

Социалистических

Республик (и)1 00 1 285 (61) Дополиительиое к авт.- свид-ву (22) Заявлено 231081 (21) 3348663/24-07

Р1 К 3

Н 02 Н 5/04 с присоединением заявки Йо

Государстаеииый комитет

СССР ао делам изобретений . и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 28Я283. бюллетень Но 8

t$3) УДК 621 ° 316 ° .925(088.8) Дата опубликования описания 2802$3.Л.Г. Борисов и A A Патин (72) Авторы изобретен и я

I г

l. (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ

ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ

Изобретение относится к электротехнике, к категории тепловой защиты электротехнических и электронных установок различного. назначения.

Известно контактное устройство для тепловой завлиты электроустановки, от= ключающее защищаемую установку от источника питания, если ее температура превысила допустимое значение (1).

Недостаток известного устройства состоит в сложности перестройки температуры отключения и низкой точности измерения ее величины.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемо у я яется у - 15 ройство для тепловой:защиты электроустановки, содержащее, датчик температуры, включенный в одно из плеч мостового преобразователя температуры и дифференциальный усилитель, входы которого подключены к измерительной диагонали мостового преобразователя температуры, а выход -, к входу исполнительного блока 12).

Такое устройство допускает пере- 2$ стройку температуры срабатывания в широких пределах. Однако такое устройство рассчитано на использование в качестве датчиков только высокоомных полупроводниковых терморезисторов. ЗО

Применение проволочных датчиков сопротивления, широко распространенных в проьевяленностн благодаря высоким метрологическим свойствам, в таком устройстве практически невозможно иэ-за их низкой чувствительности и очень малого значения их сопротивления.

Пель изобретения — повышение точ" ности измерения температуры срабатывания защиты.

Поставленная цель достигается тем, что устрсйство для тепловой защиты электроустановки, содержащее источник питания, датчик температуры, вклю ченный в одно иэ плеч мостового преобразователя температуры, и дифференциальный усилитель, входы которого подключены к выходной диагонали мостового преобразователя температуры, а выход — к входу исполнительного блока, дополнительно снабжено разделительным диодом, интегрирующий

RC-цепочкой, резистивным делителем и транзисторным ключем, коллектор которого соединен с выходной диагональю мостового преобразователя температуры, эмиттер — с плюсовой шиной источника питания, а база через ограничивающий резистор - с выходом

1001285!

О дифференциального усилителя, инвертирующий вход которого подключен к выходу интегрирующей цепочки, вход ко" тсрой подключен к плюсовой шине источника питания, причем вход реэистив. ного делителя подключен к выходу .дифференциального усилителя и через разделительный диод — к входной диагонали мостового преобразователя температуры, а выход резистивного делителя подключен к неинвертирующему входу дифференциального усилителя.

На фиг, 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — эпюры напряжений в некоторых характерных точках схе- !5 мы при различных температурах на эа. щищаемой установке.

Устройство защиты от перегрева (фиг. 1) содержит мостовой преобразователь 1 температуры, состоящий из реэистивного датчика 2 температуры и постоянных резисторов 3-5, выходная диагональ которого соединена с входами дифференциального усилителя б, а входна — с коллектором тран- 25 эисторного ключа 7, эмиттер которого соединен с плюсовой шиной источника питания, а база — через ограничивающий резистор 8 с выходом дифференци- ального усилителя (с коллектором его выходного транзистора), интегрирующую BC-цепочку 9 и 10, выход которой подключен к инвертирующему входу дифференциального усилителя б, резистивный делитель 11 и 12, вход которого подключен к выходу дифференциального усилителя б, а выход — к его неинвертирующему входу, разделительный диод 13 и исполнительный блок 14.

Устройство защиты от перегрева работает в двух режимах. 40

Первый режим — генерация прямоугольных импульсов с большой скважностью когда температура на защищае-. мой установке лежит в допустимых пределах. При включении источника пита- 45 ния выходной каскад дифференциа.ьного усилителя 6 закрыт, так как напряжение на его инвертирующвм входе равно нулю (конденсатор 10 не заряжен), а на неинвертирующем входе рав- 50 но некоторому конкретному значению, определяемому сопротивлением резистора 12 и током через резисторы 9, 2 и 5 (током через резистор 11 обратной связи можно пренебречь), закрыт также и транзистор 7. Рачинается заряд конденсатора 10 через резистор 9.и, как только напряжение на нем сравняется с.напряжением на резисторе 12, выходной каскад дифферен.циального усилителя б открывается, 60 открывая при этом транзистор 7 (фиг. 2б). К мостовому преобразователю температуры 1 прикладывается почти все напряжение от источника питания на время разряда конденсатора 65

10 по цепи датчик 2 температуры диод 13 и коллектор-эмиттер выходного транзистора дифференциального усилителя 6. После разряда конденсатора 10 выходной каскад дифференциального усилителя 6 и транзистор 7 закрываются и процесс повторяется. Поскольку цепь заряда конденсатора 10 имеет значительно большее сопротивление, чем цепь разряда, то легко можно получить скважность генерируемых импульсов порядка нескольких сотен. !

При такой скважности можно легко подавать импульсы, поступающие на исполнительный блок 14, простейшим фильтром нижних частот (фиг. 2в).

В течение действия импульса к мостовому преобразователю 1, как было отмечено прикладывается почти все на. пряжение питания и, если температура лежит в допустимых пределах, то после окончания действия импульса напряжение, снимаемое с датчика 2, остается меньше напряжения на резисторе 5 и выходной каскад дифференциального усилителя яакрывается.

Вторбй режим — режим усиления когда температура на защищаемой установке превысила допустимую. В этом случае до окончания действия.импульса напряжение на резистивном датчике

2 увеличится и превысит напряжение на резисторе 5, выходной каскад дифференциального усилителя 6 останется открытым и генерация срывается. Исполнительный блок 14 срабатывает и выдает сигнал перегрева. После охлаждениц защищаемой установки напряжение на реэистивном датчике 2 уменьшается, возникает генерация и исполнительный блок 14 снимает сигнал перегрева.

Разность между температурой включения сигнала перегрева и температурой, при которой этот сигнал снимается, можно регулировать в широких пределах изменением номинала резистора

11.

Благодаря большой скважности импульсов, на вермя действия которых подается измерительный ток в датчик температуры, величину этого тока можно сделать достаточно большой (100 мЛ и более). При использовании проволочного датчика температуры с сопротивлением всего 10 Ом выходное напряжение мостового преобразователя температуры составит величину порядка 5 мВ/1 С, что обеспечит точность измерения температуры порядка

0,2О С при использовании дифференциального усилителя с дрейфом 10 мкВ/1 С в диапазоне темп ератур Окружающей среды от -50 до +50 С.

Таким образом, достигается выполнение поставленной цели, а именно, в предлагаемом устройстве можно использовать датчик температуры с номинальным сопротивлением от единиц Ом

1001285 до сотен кОм с температурным коэффициентом до 0,1%/1аС.

Формула изобретения

Устройство для тепловой защиты электроустановки, содержащее источник питания, датчик температуры, включенный в одно иэ плеч мостового преобразователя температуры, и дифферен- 10

Г иальный усилитель, входы которого подключены к выходной диагонали мостового преобразователя температуры, а выход — к входу исполнительного блока, о т л и ч а ю щ е е с я тем. 35 что, с целью повышения точности измерения температуры срабатывания,оно дополнительно снабжено разделительным диодом, интегрирующей CC-цепочкой, реэистивным делителем и транзисторным ключом, коллектор которого соединен с входной .диагональю мостового преобразователя температуры,эмиттер— с плюсовой шиной источника питания, а база через ограничивающий реэистор - c выходом дифференциального усилителя, инвертирующий вход которого подключен к выходу интегрирующей цепочки, вход которой подключен к плюсовой шине источника питания,причем вход реэистивного делителя подключен к выходу дифференциального усилителя и через разделительный диод - к входной диагонали мостового преобразователя температуры, а выход реэистивного делителя подключен к неинвертирующему входу дифференциального усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Мельник Г.В., Романенко Е,А, и др. Регулятор температуры с усилением-сигнала ошибки на несущей частоте. Информационно-справочный листок, 9021471, МРП. 1970.

2. Буяльский К.Е. Меланьин В.Г. и др. Стабилизатор температуры для систем охлаждения РЭА. Вопросы радиоэлектроники, сер.ТРТО, вып. 3, 1974, с. 38-45.

10012S5 прв ..г

Составитель В. Орлов

Редактор Ю. Середа Техред M.Tenep Корректор Л. Вокшан

»

Эйкаэ 1430/65 Тираж 615 Поддисыое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам иэобретениЯ и открытиЯ

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4