Искробезопасный источник питания для индуктивной нагрузки

 

EC E.„-p .-. Äó—

ПАТЕ - -: -.Х: И.. 1 Ш

О П

Союз Советских

Социалистических

Республик б ..ноi

699203

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28.01.76 {21) 2318591/22-03 с присоединением заявки РЙ— (23) Приоритет—

Опубликовано 25. 11.79. Бюллетень Ж43 (51)М. КЛ.

Е 21 F 9/00

Гввуддрстввнный квмнтвт до делам нзвбрвтвннй н вткрытнн (53) УДК 622.62/

/64: 62-5 23:

:614.08 (088. 8

Дата опубликовании описания 30.11.79 (72) Авторы изобретения Д. Д. Бальмаков, Э. К. Йобрунов, В. В. Израилев, Д. В. Солодов и Ю. И. Стеколин

Государственный проектно-конструкторский и научноисследовательский институт по автоматизации угольной промышленности Министерства угольной промышленности СССР (71) Заявитель (54) ИСКРОБЕЗОПАСНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

ДЛЯ ИНДУКТИВНОЙ НАГРУЗКИ

Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим искробезопасность делей питания элементов шахтной автоматики.

Известны искробезопасные источники питания, содержащие рабочий источник и быстродействующий ключ (11, Однако такие источники предназначены для питания нагрузки с ограниченной индуктивностью. Увеличение индуктивности нагрузки приводит к необходимости сни.10 жения мощности источника питания.

Известен также искробезопасный источник питания, содержащий рабочие источник питания и чувствительный элемент с выпрямительным мостом, шунтирующий тиристор тиристорного ключа, подключенного к рабочему чувствительному элементу, резисторы и тумблер(3).

Поскольку этот источник питания пред20 назначен для обеспечения искробезопасности при работе на активную нагрузку, то он не обеспечивает искробезопасность при работе на индуктивную нагрузку, поскольку не нейтрализуется энергия, накопленная в индуктивной нагрузке.

Бель изобретения †. повышение искробезопасной мощности источника питания при работе на индуктивную нагрузку.

Это достигается тем, что источник питания снабжен индуктивностью и дополнительными чувствительным элементом, четырьмя тиристорами и диодами, вспомогательным источником питания, "плюс которого соединен с "плюсом" рабочего источника питания и анодом шунтирующего тиристора, катод которого подключен к первому выводу индуктивной нагрузки, второй вывод которой через последовательно включенные рабочий и дополнительный чувствительные элементы соединен с минусом рабочего источника питания, причем к первому выводу дополнительной ин-. дуктивности подключены аноды первого и второго тиристоров, катоды которых подключены соответственно к минусу вспомогательного источника питания и к первому выводу индуктивной нагрузки, ко

699203 4 второму выводу дополнительной индуктивности подключены катоды третьего и четвертого тиристоров, аноды которых подключены соответственно к первому выводу индуктивной нагрузки и через резис.тор — к катоду второго диода, анод которого включен между рабочим и дополнительным чувствительными элементами, куда также через включенный встречно второму третий диод и резистор подключен катод третьего тиристора, анод которого и катод второго диодов через соот.ветствующие резисторы соединены с первым выводом индуктивной нагрузки, упра ляющие электроды первого и третьего тиристоров соединены со своими анодами через нормально открытые контакты тумблера и резисторы и через соответствующие резисторы подключены к аноду первого диода, катод:,которого соединен с "минусом" рабочего источника питания, а управляющие электроды второго и четвертого тиристоров подключены через соответствующие резисторы к катоду четвертого диода, анод которого соединен со вторым выводом индуктивной нагрузки.

На чертеже дана электрическая схема искробезопасного источника питания.

Искробезопасный источник питания содержит рабочий источник 1 питания, индуктивную нагрузку 2, чувствительный к скорости изменения тока рабочий чувст вительный элемент 3 с выпрямительным мостом и дополнительный чувствительный элемент 4„а также выпрямительные диоды: первый диод 5, второй диод 6, третий диод 7 и четвертый диод 8; резисторы 9-21; тиристоры: первый тиристор 22, второй тиристор 23, третий тиристор 24, четвертый тиристор 25 и тиристор 26 с управлением от рабочего чувствительного элемента 3; контакты тумблера 27, 28, 29, дополнительную индуктивность 30 и вспомогательный источник 31 питания.

Зажим "+ рабочего источника 1 питания соединен с зажимом "+" вспомогательного источника 31 питания, зажим

" которого соединен с катодом первого тиристора 22, анод которого соединен с дополнительной индуктивностью 30, резистором 20 и анодом второго тиристора

23. Управляющий электрод тиристора 22 соединен через резистор 9 с анодом первого диода 5, анод которого соединен с зажимом "-" рабочего источника 1 питания. Кроме того, этот же электрод соединен с анодом тиристора через кон.такт тумблера 28 и резистор 20.

Z0

55 дополнительная индуктивность 30 соединена с резистором 16 и катодами третьего 24 и четвертого 25 тиристоров.

Анод тиристора 24 соединен с резисторами 11, 14, 15, 21, с катодом тир истора 23, индуктивной нагрузкой 2 и с катодом тиристора 26, анод которого соединен с зажимом + источников питания 1 и 31 и резистором 19, другой конец которого через контакт тумблера

29 соединен с управляющим электродом этого же тиристора. При этом управляющий электрод тиристора 26 через резистор 12 соединен с минусом выпрямительного моста рабочего чувствительного weмента 3. Анод тиристора 25 соединен через резистор Д, второй диод 6 с рабочим чувствительный элементом 3 и дополнительным чувствительным элементом

4. Сюда же подключен катод третьего диода 7. Общая точка резисторов 14 и

15 соединена с анодом тиристора 24, резисторами 21, 11, катодами тиристоров

23, 26 и индуктивной нагрузкой 2. Qpyгой вывод дополнительного чувствительного элемента 4 соединен с анодом четвертого диода 8, катод которого с одной стороны через резистор 17 соединен с управляющим электродом тиристора 23, а с другой стороны через резистор 18— с управляющим электродом тиристора 25.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Существует два режима работы устройства: нормальный и аварийный. В нормальном режиме питание нагрузки 2 производится от рабочего источника 1 питания через рабочий чувствительный элемент

3, дополнительный чувствительный элемент 4 и открытый тиристор 26. Nomность рабочего источника питания 1 выбирается большей, чем искробезопасная мощность, определяемая индуктивной нагрузкой 2. Питание дополнительной индуктивности 30 производится от вспомогательного источника 31 питания через открытые тиристоры 22, 24, 26. При этом тиристоры 23 и 25 закрыты.

Для установки устройства в нормальный режим тиристоры 22, 24, 26 открываются путем кратковременного замыкания контактов тумблера 27, 28, 29. С помощью чувствительных элементов 3 ч

4 осуществляется непрерывный контроль скорости изменения тока в нагрузке. Если скорость изменения тока в нагрузке и питающей линии не превышает допустимых значений, то в чувствительном элементе

6992

3 наводится ЭДС, недостаточная для выключения тиристора 26. В случае, например, обрыва в нагрузке 2 или в цепях ее питания на чувствительном элементе

3 наводится ЭДС достаточная для BbIключения тиристора 26, после чего устройство автоматически переходит в аварийный режим работы.

В аварийном режиме тиристор 26 закрывается и источники питания 1 и 10

31, индуктивная нагрузка 2, дополнительная индуктивность 30, чувствительные элементы 3 и 4 и открытые тиристоры 22 и 24 включаются последовательно. В момент возникновения аварии в точ-15 ке обрыва будет приложена ЭДС, равная нулю. Это достигается за счет того, что рабочий 1 и вспомогательный 31 источники питания в аварийном режиме включаются встречно, а их напряжения равны.

Величина дополнительной индуктивности

30 выбирается и изготавливается равной величине индуктивности нагрузки 2, а их наведенные ЭДС самоиндукции направле25 ны встречно.

При закорачивании нагрузки открываются тиристоры 23, 25 и закрываются тиристоры 22, 24, 26. Это осуществляется с помощью дополнительного чувствительного элемента 4 и диодов 5 и 6.

В этом случае рабочий 1 и вспомогательный 31 источники питания включаются встречно, а дополнительная индуктивность

30 включается так, что наведенная ЭДС самоиндукции совпадает с ЭДС самоиндукции нагрузки 2.

Формул а изобретения

Искробезопасный источник питания для 40 индуктивной нагрузки, содержащий рабочие источник питания и чувствительный элемент с выпрямительным мостом, шунтирующий тиристор тиристорного ключа, подключенного к рабочему чувствительно- 45 му элементу, резисторы и тумблер, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения искробезопасной мощности, он снабжен индуктивностью и дополнительными чувствительным элементом, четырьмя тиристорами и диоцами, вспомогательным источником питания, плюс которого сое03 динен с плюсом" рабочего источника питания и анодом шунтирующего тиристора, катод которого подключен к первому выводу индуктивной нагрузки, второй вь-.вод которой через последовательно включенные рабочий и дополнительный чувствительные элементы соединен с "минусом" рабочего источника питания, причем к первому выводу дополнительной индуктивности подключены аноды первого и второго тиристоров, катбды которых подключены соответственно к минусу" вспомогательного источника питания и к первому выводу индуктивной нагрузки, ко второму выводу дополнительной индуктивности подключены катоды третьего и четвертого тиристоров, аноды которых подключены соответственно к первому выводу индуктивной нагрузки и через резистор — к катоду второго диода, анод которого включен между рабочим и дополнительным чувствительными элементами, куда также через включечный встречно второму третий диод и резистор подключен катод третьего тиристора, анод которого и катод второго диодов через соответствую å резисторы соединены с первым выводом индуктивной нагрузки, управляющие электроды первого и третьего тиристоров соединены со своими анодами через нормально открытые контакты тумблера и резисторы и через соответствующие резисторы подключены к аноду первого диода, катод которого соединен с минусом" рабочего источника питания, а управляющие электроды второго и четвертого тиристоров подключены через соответствуюйие резисторы к катоду четвертого диода, анод которого соединен со вторым выводом индуктивной нагрузки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кириченко, Б. М. Искробезопасные источники питания шахтной аппаратуры автоматики. Угольное и горнорудное машиностроение. -НИИ Информтяжмаш, 1970, ¹ 31.

2. Авторское свидетельство СССР

l4 227788885588, кл. Н 02 J 55/i0000, 1969 (прототип). Ф

699203

f ./ ф Г (, Зги! р

Составитель М. Смиттен

Редактор М. Рогова ТехредН. Ковалева Корректор М. Шароши

Заказ 7174/36 Тираж 657 Подписное

LIHHHIlH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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