Устройство для обеспечения искробезопасности индуктивной нагрузки

 

описдние

ИЗЬ6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (»)1004655 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.09.81 (21) 3331821/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл, Е 21 F 9/00

Н 02 Н 7/26

Гооудорстеенный комитет

Опубликовано 15.03.83. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 25.03.83 (53) УДК 621.311..69 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. Н. Воеводин, Э. Г. Коган, С. В. Мамченко и Б. В..ЧерноФ,.;::

Государственный проектно-конструкторский и Научно-исследовательский институт по автоматизации угольной.: промышленности (Гипроуглеавтоматизацияэи Научно-производственное объединение,.

«Автоматгормаш» (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИСКРОБЕЗОПАСНОСТИ

ИНДУКТИВНОЙ НАГРУЗКИ

Изобретение относится к устройствам шахтной автоматики и связи и может найти применение в угольной, нефтегазовой и химической промышленности, в помещениях со взрывоопасной атмосферой.

В настоящее время при обеспечении искробезопасности индуктивных нагрузок широко применяются диодные шунты (1).

Недостатком таких шунтов является сравнительно небольшая искробезопасная мощность, которая достигается с их помощью. Это объясняется тем, что диод не включается до тех пор, пока напряжение на разряде не станет равным падению напряжения на сопротивлении нагрузки. 3а это время в разряде выделяется достаточное количество энергии, что не позволяет обеспесить ее искро безопасную мощность больше 5 — 7 Вт.

Наиболее близким по технической сушности к изобретению является устройство коммутации нагрузки, содержащее источник питания, индуктивную нагрузку с диодным шунтом, отключающий и управляющий блоки (21 .

Отключающий блок выполнен из транзистора, последовательно включенного в цепь питания, к коллектору которого подключена индуктивная нагрузка, в цепь базы включен первый резистор, а переход база — эмиттер зашунтирован вторым резистором. Управляющее устройство представляет собой стабилитрон, включенный между первым резистором и противоположным полюсом питания. Напряжение стабилизации стабилитрона выбирается таки м образом, что разность между напряжением на нагрузке и напряжением стабилизации стабилитрона не превышает катодное падение напряжения на контактах. При размыкании цепи нагрузки с описываемым устройством падение напряжения на нагрузке уменьшается на величину катодного напряжения в столбе дуги, следовательно, становится меньше напряжение стабилизации стабилитрона. В связи с этим базовый ток транзистора прекращается, транзистор закрывается и за время, равное времени запирания транзистора, прекращается электрический разряд. Это позволяет увеличить искробезопасную мощность до нескольких десятков ватт.

1004655

5 ! о !

2О

Формула изобретения

11сдостатком известного устройства является зависимость стабильности и надежности работы искробезопасных устройств

;!pII изменении сопротивления нагрузки, напр51жения питания или длины линии связи.

Так, при уменьшении сопротивления нагрузки пли увеличении длины линии связи, которая может быть включена между источником питания и нагрузкой, а также при кратковременном снижении напряжения на вели-шну, равную или большую катодного fidдсния напряжения разряда, стабилитрон закрывается при отсутствии коммутации в цепи, и нагрузка отключается. Причем повторное включение нагрузки в цепь питания возможно в случае применения стабилитрона другим напряжением стабилизации или при восстановлении номинального напряжения в

)1(111!.

Лп?)логично при увеличении сопротивления (ученьн)ения длины линии) или повышении напряжения в цепи увеличивается время отключения транзистора, что может ограничить допустимую величину искробезопасной мощности. В связи с вышеизложенным стабильность и надежность работы искрсюс зопасных устройств, снабженных такими устройствами искрозащиты, снижается.

11сль изобретения — повышение стабиль)и l li 11 надежности работы искробезопас1)ых ус1ройств при изменении сопротивле1i5l5I,)агрузки, напряжения питания или длины,п!Нии связи.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве. содержащем источник ниташ!я, лини)о связи, индуктивную нагрузку с дио1ным шунтом, отк?иочающий и управляюп1ий блоки, причем

Очаюн,его транзистора. !.,хс!!а устройства показана на чертеже.

Устройство обеспечения искробезопасности индуктивной нагрузки содержит исто пшк питания 1, соединенный через линию связи 2 с индуктивной нагрузкой с диодным шунтом 3, отключающий блок содержит отключающий транзистор 4, который последовательно включен в цепь питания, к коллектору которого подключена индуктивная нагрузка 3, в цепь базы включен резистор 5, а переход база — эмиттер зашунтирован резистором 6. Коллектор управляющего транзистора 7 подключен к резистору 5, а эмиттер — к положительному полюсу питания, база транзистора 7 через диод 8 в проводящем направлении и резистор 9 подключена к эмиттеру транзистора 7, а через RC-цепочку 10 и 11 — к коллектору отключающего транзистора 4 и через резистор 12 — к базе отключающего транзистора 4.

Устройство обеспечения искробезопасности индуктивных нагрузок работает следующим образом.

В нормальном режиме при включении питания за счет протекания базового тока через резисторы 12 и 6 управляющий транзистор 7 открывается и своим коллекторным током открывает отключающий транзистор 4. При этом нагрузка 3 обтекается номинальным током, а конденсатор 11 заряжен до величины падения на сопротивлении нагрузки 3.

В аварийном режиме при возникновении коммутационного разряда напряжение на индуктивной нагрузке 3 уменьшается на величину катодного падения напряжения на разрядном промежутке. Конденсатор ll разряжается по цепи диод 8, резистор 9, нагрузка 3, резистор 10. Падение напряжения на сопротивпении открытого диода 8 и на резисторе 9 приложено к базе управляю)цего транзистора 7 в запирак)щем направлении, и оН закрывается. Это вызывает резкое умень!пение базового тока Отключаи)щего транзист!)ра 4, увеличение сопротивления его коллектор-эмиттерного переход?1 и, следовательно, отключение нагрузки 3. Изменение параметров цепи в нормальном режиме может также вызвать кратковременное отключение нагрузки 3. Однако в Отличие от прототипа после окончания переходного процесса устройство обеспечения искробезопасности индуктивных нагрузок сохраняет свою работоспособность за счет использования управляlomelo устройства.

Технико-экономические преимущества данного устройства обеспечения искробезопасности индуктивных нагрузок заключаются в повышении стабильности и надежности работы искробезопасных устройств.

Устройство для обеспечения искробезопасности индуктивной нагрузки, содержащее источник питания, к которому через линию связи подключена индуктивная нагрузка с диодным шунтом, отключающий и управляющий блоки, причем отключающий блок выполнен в виде отключающего транзистора, последовательно включенного в цепь питания, к коллектору которого подключена ин1004655

Составитель Т. Щеголькова

Редактор М. Дылын Техред И. Верес Корректор О. Билак

За к аз 827/44 Тираж 442 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 дуктивная нагрузка, эмиттер соединен с выводом источника питания, в цепь базы включен первый резистор, а переход база — эмиттер зашунтирован вторым резистором, отличающееся тем, что, с целью повышения стабильности и надежности работы искробезопасных устройств при изменении сопротивления нагрузки, напряжения питания или длины линии связи, управляющий блок выполнен в виде управляющего транзистора и снабжен RC-цепочкой, диодом, третьим и четвертым резистором, причем коллектор управляющего транзистора подключен к первому резистору, а эмиттер — к положительному полюсу источника питания, беза этого транзистора через диод в проводящем направлении и четвертый резистор подключена к его эмиттеру, а через RC-цепочку — к коллектору отключающего транзистора и через третий резистор — к базе отключающего транзистора.

Источники информации. принятые во внимание при экспертизе

1. Серов В. И. Воспламеняющая способность сложных индуктивных цепей. М., «Наука», 1966, с. 84 — 88.

2. Кириченко Б. М., Марсюк Н. A. Устройство коммутации нагрузки. — «Горные машины и автоматика», 1976, вып. 3, с. 31.