Искробезопасный источник питания безреактивных нагрузок

 

ОПИСАН34И

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

xiii 54IO37

Союз Советских

Соыиалнстическик

Республик

Х АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 08.06.73 (21) 1926658/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Оп блнковано 30.12,76. Бюллетень № 48 (51) М. Кл.- "Е 21F 9/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.3.064,24 (088.8) Дата опубликования описания 10.01.77 (72) Авторы изобретения

Я. Л. Красик и Н. А. Марсюк (71) Заявитель

Донецкий научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по автоматизации горных машин «Автоматгормаш» (54) ИСКРОБЕЗОПАСНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

БЕЗРЕАКТИВНЫХ НАГРУЗОК

Изобретение относится к области искробезопасных источников питания, предназначенных для питания аппаратуры автоматизации производственных процессов со взрывоопасными средами.

Известны искробезопасные источники питания (1), содержащие трансформатор, выпрямитель, тиристоры с узлом ограничения.

Недостатком их является недостаточная н а деж но сть.

Из известных искробезопасных источников питания наиболее близким по технической сущности к изобретению является источник питания, содержащий силовой трансформатор с выпрямителем, к выходу которого подключен блок повторного включения и узел искрозащиты от энергии, выделяющейся при коммутации выходных цепей, содержащий индук тивный датчик в диагонали выпрямительного моста и тиристор, включенный параллельно выходным зажимам источника питания (2).

При коммутации выходной цепи источника питания, сопровождающейся электрически:,; искрением, на индуктивном датчике возникает сигнал, который после детектирования поступает на вход тиристора узка искрозащиты.

Тиристор открывается и шунтирует выходные зажимы. Напряжение на пих уменьшается до нуля. В результате этого прекращается подача энергии в электрический разряд и обеспечивается искробезопасность выходной цепи источника питания. После этого срабатывает блок повторного включения, с помощью которого через заданное время, определяемое ilc стоянной времени индуктивного датчика, закрывается тиристор и восстанавливается напряжение на выходных зажимах.

1О Амплитуда электрического сигнала на индуктивном датчике при коммутациях непосго янная и колеблется в широком диапазоне.

Она зависит от величины коммутируемого тока и индуктивности этого датчика. При малых

1,-. токах величина сигнала может быть педостаточная для открывания тиристора, а прп больших — превышать предельные значения, допустимое на входе тиристора.

Это приводит к снижению надежности узла искрозащиты и к нарушению искробезопасно сти выходных цепей источника питания. Кроме того, увеличение выходной мощности источника питания, связанное с повышением чувствительности искрозащиты путем увеличения

25 индуктивности датчика в диагонали выпрямительного моста, обусловливает увеличение продолжительности перерывов питания нагрузки.

Целью изобретения является повышение на33 дежности и быстродействия источника пита541037

25 ния за счет уменьшения индуктивности датчика, Поставленная цель достигается тем, что искробезопасный источник питания, содержащий трансформатор, выпрямитель, блок повторного включения и узел искрозащиты на тиристорах и индуктивном датчике, снабжен симметричным мультивибратором, усилителем сигналов с прямым и инверсным выходами, формирователем сигналов с двумя выходами и стабилитроном, причем вход усилителя подключен к выходу мультивибратора и индуктивного датчика, а выходы усилителя через формирователь и стабилитроп — к входу тиристора искрозащиты.

На чертеже представлена схема искробезопасного источника питания.

Источник питания содержит трехфазный трансформатор 1 с силовым выпрямителем 2, к выходным зажимам а, б которого подключены симметричный мультивибратор 3, индуктивный датчик 4 выпрямительного моста 5, усилитель сигналов 6 с прямым и инверсным выходами, формирователь сигналов 7 с выходными зажимами в и г, имеющий два плеча, симметричных относительно резистора 8, каждое из которых собрано на резисторе 9 (10), диодах 11, 12 (13, 14), конденсаторе 15 (16) и транзисторе 17 (18), блок повторного включения 19, снабженный резистором 20, усилителем постоянного тока 21, одновибра ором 22 и диодом 23, стабилитрон 24 и тиристор 25, включенный через диоды 26, 27 и тиристор 28 к выходным зажимам д и е.

При включении искробезопасного источника питания напряжение сети преобразуется трансформатором 1 и выпрямителем 2 и через индуктивный датчик 4, тиристор 28, диоды

26, 27 подается на нагрузку. Одновременно на входы яс и з формирователя 7 поочередно поступают положительные импульсы симметричного мультивибратора 3 высокой частоты со скважностью, равной двум, усиленные с помощью усилителя 6.

При поступлении на вход ж формирователя

7 логической «1», а на вход з логического «О», транзистор 17 открывается, а транзистор 18 закрывается. Конденсатор 15 заряжается по цепи 8, 12, 15, 17 до напряжения, не превышающего напряжение стабилизации стабилитрона 24. Величина напряжения, до которого заряжается конденсатор 15, зависит от напряжения на зажимах а, г и соотношения длительности входного сигнала и постоянной времени цепи заряда этого конденсатора.

Когда напряжение на конденсаторе 15 достигает величины уставки, на вход лс поступает логический «О», а на .вход з — логическая

«1». Транзистор 17 закрывается, а транзистор

18 открывается, Конденсатор 16 заряжается по цепи 8 — 13 — 16 — 18, а конденсатор 15 разряжается по цепи 9 — 15 — 11.

Когда напряжение на конденсаторе 16 достигает величины уставки, на вход з поступает логический «О», а на вход ж — логическая

- 0

«1». При этом транзистор 18 закрывается, а транзистор 17 открывается. Конденсатор 15, разряженный за время закрытого состояния транзистора 17, заряжается по цепи 17 — 15—

12 — 8, а конденсатор 16 заряжается по цепи

10 — 16 — 14, после чего процесс повторяется.

До момента коммутации нагрузки напряжение на выходных зажимах в и г формирователя 7 имеет пилообразную форму. Максимум этого напряжения, равный по величине напряжению уставки, ниже напряжения стабилизации стабилитрона 24.

При коммутации нагрузки на индуктивчо vl датчике 4 возникает электрический сигнал, который выпрямляется, усиливается усилителем 6 и подается на один из входов формирователя 7. Так как длительность сигнала датчика 4 больше постоянной времени заряда конденсаторов 15 и 16, то один из них заряжается до величины напряжения, превышающего напряжение стабилизации стабилитрона

24, через последний и управляющий переход тиристора 25 течет ток, и тиристор открывается. Напряжение между зажимами д и в источника питания уменьшается до нуля.

После открывания тиристора 25 через диод

23 течет ток. Напряжение с диода 23 подается на вход одиовибратора 22, выходной сигнал которого усиливается усилителем 21. При этом усилитель 21 открывается и шуитирует тиристор 25, тиристор 25 закрывается. На индуктивном датчике 4 наводится ЭДС, которая одновременно с сигналами мультивибратора 3 подается на вход усилителя 6, преобразуется формирователем 7 и обеспечивает ток через управляющий переход тиристора 25.

После исчезновения этой ЭДС на вход усилителя 6 поступают только сигналы мультивибратора 3. Потенциал на выходных зажимах в и г формирователя 7 уменьшается до величины, меньшей уставки. Стабилитрон 24 закрывается и ток через управляющий переход тиристора 25 прекращается. Сигнал на выходе одновибратора 22 исчезает, усилитель

21 закрывается и напряжение иа зажимах д и в восстанавливается до номинального значения.

Наличие в искробезопасном источнике питания мультивибратора позволяет автоматически контролировать неисправность усилителя и формирователя сигналов. При неисправности одного из них срабатывает тиристор узла искрозащиты и обеспечивается искробезопасность источника питания.

Выполнение источника питания с мультивибратором, формирователем и усилителем сигналов обеспечивает положительный эффект: повышается надежность искрозащиты за счет управления тиристора, шунтирующего нагрузку, стабильным заданной величины электрическим сигналом; возникает возможность уменьшения индуктивности датчика контроля коммутации и повышения быстродействия источника питания.

541037

Формула изобретения

Составитель Л. Ферштк1ан

Текред А. Камышникова

Редактор Л. Заика

Корректор Л. Орлова

Заказ 2926,16 Изд. Ка 1886 Тираж 690 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретен;и и открытий

113035, Москва, Ж-ЗЗ, Раушская наб., д. 4,5

Типография, пр. Сапунова, 2

Искробезопасный источник питания безреактивных нагрузок, содержащий трансформатор, выпрямитель, блок повторного включения и узел искрозащиты на тиристорах и индуктивном датчике, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия за счет уменьшения индуктивности датчика, он дополнительно снабжен симметричным мультивибратором, усилителем curíà 1oB с прямым и инверсным выходами и формирователем сигналов с двумя выходами и стабилитроном,:причем вход усилителя подключен к выходу мультивибратора и индуктивного датчика, а выходы усилителя через

5 формирователь и стабилитрон — к входу тиристора искрозащиты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

10 1. Авт. св. № 278858, кл. Е 2 1F 9/00, 1968. .2. Авт. св. № 365476, кл. Е 21F 9/00, 1969

{прототип).