Устройство для защиты электропотребителя от минимального напряжения с выдержкой времени

 

> E G )-- .л

БАТЕЙ.,;..

Союз Советских

Социалистииеских

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28.12.76 (2}) 2436254/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет —, Опубликовано 05.05.79. Бюллетень № 1

Дата опубликования описания 15.05.79. (51) М. Кл. 2

Н 02 Н 3/24

Гесударстееииый комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.31 .925 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н. Г. Луценко, Н. Ф. Гончаров, А. А. Бойко, P. А. Астапов, В. И. Турченков и А. Г. Романова (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗА ;ЦИТЫ ЭЛЕКТРОПОТРЕБИТЕЛЯ

ОТ МИНИМАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

С ВЫДЕРЖКОЙ ВРЕМЕНИ

Изобретение относится к устройствам защиты электропотребителей от минимального напряжения с выдержкой времени.

Известны устройства защиты, содержащие электромагнитчое универсальное реле с контактом в цепи катушки контактора, конденсатор с запасом энергии для включения и удержания реле в течение заданного промежутка времени, переключатель сбп-ротивлений и тумблер для настройки выдержки времени в условиях эксплуатации, автотрансформатор и выпрямитель для заряда 10 конденсатора от сстп, а также кнопку «Пуск» . и кнопку «Стоп» контактора, имеющую один размыкающий контакт (1) .

Однако такие устройства мало надежны при кратковременных исчезновениях напряжения питания, следующих одно за другим в течение времени большого, чем установленная выдержка времени, а также из-за наличия большого количества механических контактов; не технологичны в изготовлении из-за наличия автотрансформатора; потреб- 20 ляют значительную электрическую энергию в рабочем режиме; имеют сложную схему.

Кроме того, такие устройства не универсальны при подключении к источникам напряжения питания из-за необходимости изменения отводов автотрансформатора прй подключении к другому источнику питающего напряжения.

Известно устройство, наиболее близкое по технической сущности и достигаемому результату к изобретению, содержащее кнопки «Пуск» и «Стоп», включенные последовательно с катушкой силового реле, последовательно включенный выпрямитель, резистор и времязадающий конденсатор, параллельно которому включен стабилитрон и обмотка удерживающего реле, замыкающий контакт, которого шунтирует кнопку «Пуск», а между обмоткой удерживающего реле и времязадаюшим конденсатором включен размыкающий блок-контакт пускателя, параллельно которому подключен удерживающий конденсатор и кнопка контроля; тиристор с ограничительным резистором, подключенный параллельно стабилитрону, и транзистор> база которого соединена с базовым резистором (2) .

Недостатком известного устройства является невозможность подключения его к

661673

3 действующему потребителю без остановки технологического производства и малая возможность его функционального применения.

Целью изобретения является возможность подключения к действующему потребителю электроэнергии без останова технологического производства с обеспечением универсальности состыковки при различных вариантах комбинации элементов в технологической нитке и расширение функциональных возможностей применения.

Указанная цель достигается тем, что устройство для защиты электропотребителя от минимального напряжения с выдержкой времени, содержащее кнопки «Пуск» и «Стоп», включенные последовательно с катушкой силового реле, последовательно включенные выпрямитель, резисторы и времязадающий конденсатор, параллельно которому включен стабилитрон и обмотка удерживающего реле с контактом шунтирующим кнопку «Пуск», а между обмоткой удерживающего реле и времязадающим конденсатором включен размыкающий блок-контакт силового реле параллельно которому включен удерживающий конденсатор и кнопка контроля, тиристор, подключенный параллеЛьно стабилитрону, и транзистор, база которого соединена с резистором, снабжено опорным стабилитроном, конденсатором обратной связи, дополнительным ограничительным резистором, диодом и импульсным трансформатором с двумя первичными обмотками и одной выходной обмоткой, которая соединена с катодом и управляющим электродом тиристора, одна из первичных обмоток соединена через базо-коллекторный переход транзистора с опорным стабилитроном, а другая обмотка через базо-эмиттерный переход и дополнительный ограничительный резистор соединена с резистором, конденсатор обратной связи подключен между начальными выводами первичных обмоток импульсного трансформатора, а диод включен между дополнительным резистором и кнопкой «Стоп».

На чертеже показана схема устройства.

Устройство содержит катушку силового реле 1, размыкающий блок-контакт 2 силового реле, замыкающий блок-контакт 3 этого реле, контакт 4 силового реле в цепи управления электропотребителем, электропотребитель 5, источник 6 питающего напряжения, резистор 7, времязадающий конденсатор 8, стабилитрон 9, обмотку удерживающего реле 10, удерживающий конденсатор

11, замыкающие контакты 12 и 13 реле, элемент контроля 14, кнопку контроля 15, кнопку «Пуск» 16, кнопку «Стоп» 17, первый ограничительный резистор 18, тиристор

19, транзистор 20, второй ограничительный резистор 21, базовый резистор 22, опорный стабилитрон 23, выпрямитель 24, диод 25, импульсный трансформатор 26, конденсатор

27 обратной связи.

Устройство работает следующим образом.

При наличии напряжения питания и отключенном состоянии силового реле 1 все элементы устройства обесточены за счет то5 го, что кнопка 16 разомкнута, а шунтирующие ее блоК-контакты 3 силового реле 1 и контакт 12 реле 10 также разомкнуты.

При этом обмотка реле 10 через размыкающий блок-контакт 2 силового реле 1 шунти10 рована большой по величине емкостью конденсатора 8, который делает невозможным включение реле 10 при любом уровне электрических паводок во внешних цепях и нажатии кнопки элемента контроля 4. Это обстоятельство обеспечивает отсутствие ложных включений реле 10, а следовательно, и всего устройства в рассматриваемом режиме работы.

Кроме того, рассматриваемый режим работы характеризуется тем, что все детали, входящие в схему устройства, обесточены.

20 Благодаря этому обеспечивается максимально высокая надежность всех элементов схемы и устройства в целом и максимально возможная экономия электроэнергии.

В момент включения кнопки «Пуск» 16 через катушку силового реле l протекает ток, поскольку кнопка «Стоп» 17 замкнута.

При этом силовое реле 1 срабатывает и своим блок-контактом 3 шунтирует кнопку

«Пуск» 16 и далее при ее отпускании происходит самоудержание силового реле 1 во включенном состоянии током, протекающим через его блок-контакт 3. При срабатывании силового реле 1 блок-контакт 2 размыкается, а контакты 4 силового реле 1 включают электропотребитель 5.

Напряжением с катушки силового реле

З 1 через резистор 7 происходит заряд времязадаюшего конденсатора 8, а также удерживающего конденсатора 11 до напряжения стабилизации стабилитрона 9.

Емкость времязадающего конденсатора

8 более, чем на два порядка, превышает емкость удерживающего конденсатора 11, так как назначение конденсатора 8 состоит в том, что он должен удерживать реле 10 во ключенном состоянии при изчезновений напряжения сети в течение заданного вре4 мени, например, равного 5 с, тогда как конденсатор ll предназначен для удерживания реле во включенном состоянии на время перехода силового реле 1 из отключенного состояния во включенное. Это время примерно составляет доли секунды.

Включение реле 10 током заряда конденсатора 11 невозможно из-за большой величины сопротивления резистора 7. 0собенностью изобретения является возможность использования сопротивления резис«5 тора 7 очень большой величины. Это сопротивленйе в основном определяется по верхнему пределу величины токов утечки конденсаторов 8 и 11.

661673

Указа нная возможность обеспечивает следующие преимущества устройства: малое потребление электрической энергии устройства в рабочем режиме (на порядок мень.ше, чем известные устройства аналогичного назначения), высокую надежность устройства в работе за счет малых токов, протекающих через элементы схемы, и малого рассеивания на них электрической мощности, универсальность подключения к источникам питания, которая выражается в том, что устройство можно подключать к различным номиналам напряжения без изменения номиналов элементов схемы.

При исчезновении питающего напряжения происходит отключение силового реле 1.

При этом размыкаются блок-контакт 3 и контакт 4 силового реле 1, блок-контакт 2 замы15 кается.

При этом удерживающий конденсатор

11 разряжается через блок-контакт 2, а реле 10 подключается параллельно заряженному конденсатору. Срабатывание реле 10 . 20 вызывает замыкание его контакта 12, включенного параллельно кнопке «Пуск» 16.

Это состояние реле 10 сохраняется в течение вполне определенного времени задержки (например, 5 с), определяемого параметрами — емкости времязадающего конденсато= 25 ра 8 и сопротивления обмотки реле IO.

Если в течение заданного времени напряжение питания восстановится, то силовое реле 1 автоматически включается без нажатия кнопки «Пуск» 16, поскольку катушка этого реле останется подключенной к напря30 жению питания через контакт .12 реле IO.

Если напряжение питания восстановится после заданного времени, то силовое реле автоматически включиться не сможет из-за того, что контакт 12 реле 10 к этому време- 35 ни окажется разомкнут.

При кратковременном исчезновении напряжения питания энергия, запасенная конденсатором 8, определяется временем обесточенного состояния катушки силового реле 1.

Чем меньше время исчезновения напряже- 40 ния питания, тем меньше потеря энер г ии, запасенной времязадающим конденсатором

8, и тем меньше потребуется времени для ее восстановления.

В связи с тем, что потеря энергии заря женного конденсатора 8 при кратковременном, следующим одно за другим исчезновением напряжения питания, происходит частично с последующим ее восстановлением при появлении напряжения сети, то устройст- 50 во способно удержать силовое реле во включенном состоянии в течение значительно большего времени, чем заданное время задержки.

При включенном электропотребителе и наличии питающего напряжения транзистор

20 обесточен, так как его коллекторная и эмиттерная цепи подключены параллельно нормально замкнутым контактам кнопки

«Стоп» 17.

При оперативном отключении электропот» ребителя нажимается кнопка «Стоп» 17. При этом через диод 25 и резистор 21 начинает заряжаться конденсатор 27 обратной связи. Когда напряжение на нем достигает напряжения пробоя опорного стабилитрона

23, а это произойдет в течение малого промежутка времени (доли миллисекунд), из-за малой величины емкости, конденсатора на выходной обмотке импульсного трансформатора 26 формируется мощный импульс. Этот импульс включает "тирйстор 19, через который полностью разряжается времязадающий конденсатор 8. Резистор 18 предназначен для ограничения тока разряда конденсатора

8 до значения величины тока, допустимой через тиристор 19. Вследствие уменьшения тока через силовое реле 1 до малой величины, определяемой резистором 21, контакты

3 силового реле 1 размыкаются, и устройство возвращается в исходное состояние.

В устройстве предусмотрен периодический контроль исправности схемы. В качестве элемента контроля 14 может использоваться, например, накальная лампа, стрелочный прибор, сигнальная люминесцентная лампа и т. п. В качестве элемента контроля 14 использована накальная лампа, включенная последовательно" с" кбйтактом 13 реле 10.

Этот контакт реле может быть замыкающим или размыкающим в зависимости от выбранного режима контроля — темный или светлый режим, Например, при замыкающем контакте 13 элемент контроля 14 выключен при включенном состоянии катушки реле 1.

При нажатии кнопки контроля 15 реле

-10 включается, его контакт 13 размыкается и через элемент контроля 14 протекает ток за счет приложенного к катушке силового реле 1 напряжения в течение времени удержания реле 10 во включенном состоянии.

Возможность подключения устройства .к действующему потребителю электроэнергии без останова технологического производства достигается тем, что при подключении устройства не нарушается целостность электрической цепи управления силовым реле, не требуется заменять кнопки

<Стоп» 17 с одной парой контактов, установленные ранее на технологических линиях, на кнопки с двумя парамй контактов, что необходимо в прототипе. Не требуется изменять общепринятый порядок расположения пусковых кнопок и силового реле и по- лярность напряжения питания при постоянном токе и использбвать устройство при подключении к переменному току напряжения сети практически любой амплитуды, несмотря на использование в устройстве низковольтного транзистора 20 и низковольтного тиристора 19 из-за того, что напряжение на

661673

l тб ,,м ии эл1тЬтщ б 1ее,+kбт быть больше, ием напрЯйейие/,фб бя Чтабйлитрона 9 и опорного стаоили гр0на фЗ ., t

Формула изобретения

Устройство для защиты электропотребителя от минимального напряжения с выдержкой времени, содержащее кнопки «Пуск» и «Стоп», включенные последовательно с катушкой силового реле, последовательно вклю- 10 .ченные выпрямитель, резистор и времязадающий конденсатор, параллельно которому включен стабилитрон и обмотка удерживающего реле с контактом, шунтирующим кнопку «Пуск», а между обмоткой удерживающего реле и времязадаюпгнм конденсатором включен размыка1ощий блок-контакт силового реле, параллельно которому включен удер— живающий конденсатор и кнопка контроля, тиристор, подключенный параллельно стабилитрону, и транзистор, база которого сое- 20 дийена с резистором, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено опорным стабилитроном, конденсатором обратной связи, дополнительным ограничительным резистором, диодом и импульсным трансформатором с двумя первичными обмотками и одной выходной обмоткой, которая соединена с катодом и управляю1цим элетродом тиристора, одна из первичных обмоток соединена через базо-коллекторный переход транзистора с опорным стабилитроном, а другая обмотка через базо-эмиттерный переход и дополнительный огра 1ичительный резистор соединена с резистором, конденсатор обратной связи подключен между начальными выводами первичных обмоток импульсного трансформатора, а диод включен между дополнительным ограничительным резистором и кнопкой «Стоп».

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Информация на изделия электрической промышленности. 1968, № 2048 серия 07, раздел 14.

2. Заявка № 2420289/24 — 04, кл. Н 02 Н 3/24, 17. 11.76, по которой принято решение о выдаче авторского свидетсл ьства.

Составитель Т. Щеголькова

Редактор В. Фельдман Техред О. Луговая Корректор О. Билак

Заказ 2502/58 Тираж 856 Подписное

ЦНИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал П П П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4