Генераторное устройство с искробезопасным выходом

 

Изобретение предназначено для питания энергоемких нагрузок переменным током на предприятиях со взр ывоопасной атмосферой. Цель - повышение надежности работы за счет синхронизации высокой и рабочей частот и введение паузы между моментами выключения и включения тиристоров (Т) 26, 28 диодно-тиристорных цепочек. Для этого устр-во снабжено счетными триггерами 5, 17, триггером паузы 13, триггером 10 блокировки, счетчиком (С) паузы 14, одновибратором 11, многоразрядным С 3, двумя переключателями 12, 15, двумя парами вентилей 16, 6, деп1ифратором 4 и двумя интегрируюшими цепочками 8, 9. Соединенный с задаюшим генератором 2 высокой частоты С 3, дешифратор 4, переключатель 12, триггер 17 и вентили 16 составляют формирователь рабочей частоты. Работа подключенного к вентилям 6 преобразователя 7 и формирователя рабочей частоты происходит от одного С 3, синхронизируемого единым задаюшим генератором 2. За счет этого осуществляется жесткая синхронизация моментов времени закрывания одного и последующего открывания другого Т 26 и 28 трансформатора. При коротком зам.ыкании или перегрузке на АВ устр-ва срабатывает один из Т 23 или 24 и шунтирует выходную цепь за время срабатывания Т, предотвращая воспламенение взрывоопасной среды. При возникновении коммутации в цепи нормальной нагрузки 9 происходит ограничение длительности коммутационного разряда за счет деионизации плазмы разряда за время паузы, устанавливаемое переключателем 15. Минимальное время паузы равно Тп/2, где Тппериод высокочастотных колебаний преобразователя 7 напряжений. 1 ил. 7 ifi (Л 4;, к: СП ОС О1 Is:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1425352 А1 (51) 4 Е 21 F 9 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (:л

©

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТКРЫТИЙ (21) 4104270/22-03 (22) 11.08.86 (46) 23.09.88. Бюл. № 35 (71) Украинский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) П. B. Лаппо, Ю. В. Баранов и А. A. Фридман (53) 621.311.69 (088.8) (56) Лаппо П. В. Искробезопасный электроразведочный генератор. Труды ВНИМИ.

Шахтная геофизика и геология. — Л., 1976, с. 53 — 59.

Авторское свидетельство СССР № 950927, кл. Е 21 F 9/00, 1980. (54). ГЕНЕРАТОРНОЕ УСТРОЙСТВО С

ИСКРОБЕЗОПАСНЫМ ВЫХОДОМ (57) Изобретение предназначено для питания энергоемких нагрузок переменным током на предприятиях со взрывоопасной атмосферой. Цель — повышение надежности работы за счет синхронизации высокой и рабочей частот и введение паузы между моментами выключения и включения тиристоров (Т) 26, 28 диодно-тиристорных цепочек. Для этого устр-во снабжено счетными триггерами 5, 17, триггером паузы

13, триггером 10 блокировки, счетчиком (С) паузы 14, одновибратором 11, многоразрядным С 3, двумя переключателями 12, 15, двумя парами вентилей 16, 6, дешифратором 4 и двумя интегрирующими цепочками 8, 9. Соединенный с задающим генератором 2 высокой частоты С 3, дешифратор 4, переключатель 12, триггер 17 и вентили !6 составляют формирователь рабочей частоты. Работа подключенного к вентилям 6 преобразователя 7 и формирователя рабочей частоты происходит от одного С 3, синхронизируемого единым задающим генератором 2. За счет этого осуществляется жесткая синхронизация моментов времени закрывания одного и последую1цего открывания другого Т 26 и 28 трансформатора. При коротком замыкании или перегрузке на выходе АВ устр-ва срабатывает один из Т 23 илп 24 и шунтирует выходную цепь за время срабатывания Т, предотвращая воспламенение взрывоопасной среды. При возникновении коммутации в цепи нормальной нагрузки 9 происходит ограничение длительности коммутационного разряда за счет деионизации плазмы разряда за время паузы, устанавливаемое п реключателем 15. Минимальное время паузы равно Т„/2, где T„— период высокочастотных колебаний преобразователя 7 напряжений. 1 ил.

1425352

Изобретение предназначено для питания энергоемких нагрузок переменным током на предприятиях со взрывоопасной атмосферой и может быть использовано в шахтной геофизической аппаратуре, системах управления, автоматики, телеметрии и связи.

Целью изобретения является повышение надежности работы за счет синхронизации высокой и рабочей частот и введение паузы между моментами выключения и включения тиристоров диодно-тиристорных цепочек.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит источ ник 1 постоянного тока, задающий генератор 2 высокой частоты, подсоединенный к входу многоразрядного счетчика 3, выходы которого подключены к входам дешифратора 4.

Счетчик имеет двенадцать разрядов, младший разряд подсоединен к входу первого счетного триггера 5, прямой и инверсi ный выходы которого через вторую пару вентилей 6 подключены к входным це пям преобразователя 7 напряжения, которые, в свою очередь, через интегрирую,щие цепочки 8 и 9 подсоединены к вхо,дам триггера 10 блокировки. Инверсный выход последнего подсоединен к вторым вхо, дам второй пары вентилей 6, а вход . сброса триггера !0 соединен с прямым

1 выходом одновибратора 11, входом подсое, диненного к выходам четвертого разряда

, многоразрядного счетчика 3. Выходы де," шифратора 4 с помощью переключателя

12 подсоединены к входу сброса счетчика 3, к входу триггера 13 паузы, инверс, ный выход которого подключен к входу сброса счетчика 14 паузы. Счетный вход

) последнего соединен с выходом младшего разряда счетчика 3, Выходы счетчика 14 паузы с помощью переключателя 15 подсоединены к входу сброса триггера 13 паузы. Прямой выход последнего соединен с первыми входами первой пары вентилей 16.

Общая точка переключателя 12 соединена с входом триггера 17, прямой и инверсный выходы которого с помощью первой пары вентилей 16 подсоединены к базам транзисторных усилителей 18 и 19, в эмиттеры которых включены излучатели многофункциональных оптронов 20 и 21.

Кроме того, генератор ное устройство содержит трансформатор 22, первой (входной) обмоткой подключенный к выходным цепям преобразователя 7. Кроме того, трансформатор содержит две управляющие вторичные обмотки и обмотку нагрузки, подсоединенную к встречно-параллельно включенным тиристорам 23 и 24, и через диодно-тиристорные цепочки, содержащие последовательно включенные диод 25; тиристор 26 и диод 27, тиристор 28, соединенную с нагрузкой 29. Каждая управляющая обмотка трансформатора 22 через

1О

55 выпрямительные мосты 30 подключена к приемникам многофункциональных оптронов

31 и 32. Для выбора рабочей точки оптронов в эмиттерную цепь последних включены делители 33 напряжения. Счетчик 3, дешифратор 4, переключатель 12, триггер 17 и вентили 16 составляют формирователь рабочей частоты.

Устройство работает следующим образом.

При включении источника постоянного тока задающий генератор 2 начинает вырабатывать прямоугольные импульсы высокой частоты f (например, 100 кГц) . Эти. импульсы поступают на счетный вход многоразрядного счетчика 3, который производит деление частот импульсов задающего генератора 2 высокой частоты. Импульсы с младшего разряда многоразрядного счетчика 3 с частотой 4/2 поступают на вход первого счетного триггера 5, который формирует прямоугольные импульсы с частотой f /4 и скважностью, равной двум.

Эти импульсы через вторую пару вентилей

6 поступают на цепи управления преобразователя 7 напряжения, который генерирует в обмотках трансформатора 22 прямоугольное напряжение с частотой, равной входной частоте, т. е. f>/4. При этом приемники многофункциональных оптронов

31 и 32 находятся в заторможенном состоянии за счет смещения рабочей точки резистивными делителями 33 напряжения.

Разрешение на прохождение импульсов с первого счетного триггера 5 через вторую пару вентилей 6 осуществляется лишь в том случаЕ, если инверсный выход триггера 10 блокировки находится в состоянии логического «О». При срыве генерации задающего генератора высокой частоты многоразрядный счетчик 3 прекращает счет. Выходы первого счетного триггера 5, а также второй пары вентилей 6 устанавливаются в одно из устойчивых состояний.

При этом один из выходных транзисторов преобразователя 7 находится в открытом состоянии и через него протекает большой ток, что приводит к выходу из строя всего генераторного устройства. Для предотвращения этого к выходам второй пары вентилей 6 подключены интегрирующие цепочки 8 и 9. Г1ри срыве генерации задающего генератора 2 высокой частоты выходы вентилей 6 устанавливаются в устойчивые состояния, при которых один из ее выходов находится в состоянии логической «1». Это вызывает заряд конденсаторов одной из двух интегрирующих цепочек 8 или 9. При достижении на конденсаторе уровня логической «1» происходит установка триггера 10 блокировки в единичное состояние, вызывая тем самым установку выходов второй пары вентилей 6 в нулевое состояние. При этом оба выходных транзистора преобразователя 7 напряжения запираются, предотвращая протека1425352

Формула изобретения

55 ние большого тока. 11ри восстановлении генерации задающего генератора 2 происходит возбуждение одновибратора 11, который вырабатывает короткий положительный импульс, сбрасывающий в нулевое состояние триггер 10 блокировки. Возбуждение одновибратора 11 необходимо производить в моменты времени, близкие к моменту восстановления генерации задающего генератора 2, т. е. производить возбуждение одновибратора 11 импульсами, снимаемыми с младших разрядов счетчика 3 (например, с четвертого).

При наборе счетчиком 3 определенного двоичного числа, определяющего коэффициент деления входной высокой частоты, один из выходов дешифратора 4 переходит в активное состояние. Коэффициент деления частоты заранее устанавливается первым переключателем 12, коммутирующим выходы дешифратора 4. Таким образом, при совпадении коэффициента, установленнного переключателем 12, и двоичного числа, набранного многоразрядным счетчиком 3, происходит сброс счетчика 3 в нулевое состояние и переключение второго счетного триггера 17 и триггера 13 паузы в единичное состояние. Длительность паузы определяется заранее установленным положением переключателя 15, коммутирующего выходы счетчика 14 паузы. После переключения триггера 13 паузы в единичное состояние разрешается счет счетчика 14 паузы, так как вход сброса этого счетчика, соединенный с инверсным выходом триггера 13 паузы, находится в состоянии логического «О». Во время действия паузы инверсные выходы вентилей 16 находятся в состоянии логического «0», так как их управляющие входы соединены с прямым выходом триггера 13 паузы и, следовательно, отсутствует протекание тока через излучатели многофункциональных оптронов 20 и 21. По окончании паузы происходит сброс в нулевое состояние триггера 13 паузы и счетчика 14 паузы, и через излучатель многофункционального оптрона 21 начинает протекать ток рабочей частоты, определяемой коэффициентом деления входной высокой частоты. Посредством оптронной связи включается один из приемников многофункциональных оптронов 31 или 32 и вырабатывается положительный импульс управления, который подается на управляющий электрод тиристора 26 (или 28) . Последний открывается и так как с ним последовательно включен диод 25, то происходит выпрямление высокочастотных импульсов, вырабатываемых преобразователем 7 напряжения, и в течение половины периода колебаний рабочей частоты в нагрузке 29 протекает ток высокой частоты, определяемой преобразователем 7.,В следующий полупериод рабочей частоты все описанные процессы повторяются за исключением того, что второй счетный триггер 17 устанавливается в противоположное состояние, открытый тиристор 26 (или 28) выключается (при уменьшении напряжения на его аноде до нуля) и по окончании действия паузы через один из излучателсй многофункционального оптрона начинает протекать ток. Посредством оптронной связи вырабатывается положительный импульс, который подается на управляющий электрод ранее закрытого тиристора. Последний открывается, и так как с ним последовательно включен диод 27, то происходит выпрямление высокочастотных импульсов, вырабатываеMblx преобразователем 7 напряжения, и в течение второй половины периода колебаний рабочей частоты в нагрузке 29 протекает ток высокой частоты, определяемой преобразователем 7 другой полярности.

Таким образом, за счет того, что работа преобразователя 7 напряжения и форMèðователя рабочей частоты происxoäèT от одного многоразрядного двоичного счетчика 3, синхронизируемого единым задающим генератором 2 высокой частоты, осуществляется жесткая синхронизация моментов времени закрывания одного и последующего открывания другого тиристоров

26 и 28, что обеспечивает повышение надежности всего генераторного устройства.

В случае короткого замыкания или перегрузки на выходе AB генераторного устройства срабатывает один из тиристоров

23 или 24 и шунтирует выходную цепь за время срабатывания тиристоров (5 мкс), предотвращая воспламенение взрывоопасной среды. В случае возникновения коммутации в цепи нормальной нагрузки происходит ограничение длительности ком мутационного разряда за счет деионизации плазмы разряда за время паузы. которое устанавливается переключателем 15. Минимальное время паузы равно Т„ /2, где

Т вЂ” период высокочастотных колебаний преобразователя напряжений. Таким образом, существует возможность регулировки и оптимального выбора длительности паузы.

Генераторное устройство с искробсзопасным выходом, содержащее источник постоянного тока, высокочастотный преобразователь напряжения, включающий задающий генератор высокой частоты, первый счетный триггер и преобразователь напряжения, нагруженный на первую обмотку трансформатора, два встречно-параллельно включенных THp lie Top Hblx узла искрозащнты, включенных параллельно второй обмотке трансформатора, которая через встречно-параллельное соединение диодно1425352

Составитель Г. Нунупаров

Редактор О. Головач Техред И. Версс Корректор В. Романенко

Заказ 4751!31 Тираж 426 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 тиристорные цепочки подключены к нагрузке, а третья и четвертая обмотки трансформатора через выпрямительные мосты подключены к приемникам многофункциональных оптронов, выходы которых в свою очередь подключены к соответствующим управляющим электродам тиристоров диодно тиристорных цепочек, транзисторные усили тели постоянного тока с излучателями мног0функциональных оптронов, включен ных в их эмиттерные цепи, отличающееся ! тем, что, с целью повышения надежности работы за счет синхронизации высокой

; и рабочей частот и введения паузы между моментами выключения и включения тиристоров диодно-тиристорных цепочек, оно

; снабжено счетными триггерами, тригге,ром паузы, триггером блокировки, счетчи,ком паузы, двумя переключателями, пер, вой и второй парами вентилей, одновиб1 ратором, многоразрядным счетчиком, де шифратором и двумя интегрирующими це почками, причем первые входы первой па ры вентилей подключены к выходам пер), вого счетного триггера, а выходы — к, объединенным входам преобразователя напряжения и интегрирующих цепочек, выходы которых подключены к входам установки

6 в единичное состояние триггера блокировки, выход которого соединен с объединенными вторыми входами первой пары вентилей, к выходу задающего генератора высокой частоты подключены последовательно соединенные многоразрядный счетчик, дешифратор и первый переключатель, общий вывод которого подключен к объединенным счетному входу второго счетного триггера, входу стробирования триггера паузы и вхо1р ду сброса многоразрядного счетчика, выход младшего разряда которого подключен к счетным входам первого счетного триггера и счетчика паузы, вход сброса которого подключен к инверсному выходу триггера паузы, прямой выход которого соеди15 нен с объединенными первыми входами второй пары вентилей, включенных между выходами второго счетного триггера и базами транзисторов транзисторных усилителей постоянного тока, коллекторы которых соединены с источником постоянного тока, выходы счетчика паузы подключены к второму переключателю, общий вывод которого соединен с входом установки нуля триггера паузы, а выходы второго счетного триггера подключены к вторым вхо25 дам второй пары вентилей.