Устройство для дистанционного управления электрическими аппаратами

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик п)928529 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 26.08.80 (21) 2977093/24-07 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Опубликовано l50582, Бюллетень Но18

Дата опубликования описания l5 ° 05 ° 82

И11М. К1 °

Н 02 7 l3/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (33)УДК 62 .398:

:654.937 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.С. Дзюбан, В.С. Йрудников, A.Ä. Сажин р и Н.И. Науменко 1

Всесоюзный научно-исследовательский проек ноконструкторский и технологический институт взрывозащцтного и рудничного электрооборудования (ЯНЦИВЭ) "-. (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ АППАРАТАМИ

Изобретение относится к электро,технике и может быть использОвано для управления коммутационной аппа-. ратурой электрических сетей, применяемой во взрывоопасных средах, на предприятиях угольной, нефтяной и химической промышленности, опасных по газу и пыли.

Известно устройство для дистанционного управления, содержащее источник питания, исполнительный элемент, мостовую схему измерения сопротивления цепей заземления двухпроводной линии связи, пост управления с кнопками Пуск, Стоп и концевым диодом. В диагональ измерительного моста включен усилитель, соединенный выходом с одной из обмоток магнитного элемента, вторая обмотка которого подключена к цепи питания моста и к одной из контролируемых жил линии связи jl).

Недостаток этого устройства состоит в том,что оно при относительно вы- . сокой сложности не имеет защитного отказа при пробое транзистора усилителя, сильно подвержено влиянию температуры окружающей среды, что снижает надежность функционирования.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для дистанционного управления электрическими аппаратами, содержащее источник питания, измерительный орган, содержащий мост из резисторов, одним из плеч которого является, линия связи с концевым диодом и резистором, и исполнительный блок.

Это устройство обеспечивает защитный отказ, так как при повреждении его элементов исполнительный блок, содержащий два выходных реле, не срабатывает, препятствуя включению токопри15 емников (21..

Однако это устройство имеет недостаточную точность и надежность работЫ, ложно срабатывает при пусках машины. Это .объясняется тем, что по20 рог срабатывание таких устройств определяется как соотношением сопротивлений плеч измерительного моста, так и порогом открывания включенного в его диагональ транзистора, который

25 изменяется при колебаниях температуры . окружающей среды и изменении параметров транзистора. В процессе пуска токоприемников в контрольных и заземляющих жилах кабеля наводится напря30 жение, которое появляется на контро 928529

50 лируемом плие моста и перестраива= ет последний. Так как устройства реагируют на незначительное напряжение в диагонали моста (десятые доли вольта), происходит их срабатывание и отключение машины. Ложные срабаты- 5 вания серьезно осложняют работу эксплуатационного персонала, а в случае частых повторений эксплуатация электроустановок может оказаться практически невозможной. 10

Целью изобретения является повышение надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для дистанционного управления электрическими аппаратами, 15 содержащее источник питания, балластный резистор, двухпроводную линию связи, пост управления с кнопками Пуск и Стоп, шунтирующим резистором концевыми диодом и резистором, измерительный блок, разлелительные диоды, исполнительный олок состоящий из двух реле и двух накопительных конденсаторов и коммутационный блок с катушкой контактора, блок-контактом и замыкающими контактами реле исполнительного блока, причем к входу источника питания подключены выводы для присоединения к сети переменного тока, а к выходу.источника питания подключена цепь, состоящая из последовательно соединенных балластного резистора одного из проводов линии связи, кнопки Стоп, кнопки Пуск, соединенной параллельно с шунтирующим резистором, концевого диода, резистора и другого провода линии .связи, каждый разделительный диод соединен с одним из выводов катушки одного из реле исполнительного блока, каждый накопи-40 тельный конденсатор подключен через один из разделительных диодов к выходу источника питания, снабжено блоком сравнения,сдвумя входами и одним размыкающим выходнымконтактом,измери- 45 тельный блок выполнен в виде двух транзисторов разных типов проводимости, а в коммутационном блоке дополнительно введены размыкающий и замыкающий контакт одного из реле исполнительного блока, два резистора и конденсатор, причем входы блока сравнения подключены к одному из проводов линии связи и к соединенным вместе базам транзисторов измерительного блока, коллекторы которйх подключены к другим выводам к тушек реле исполнительного блока, а эмиттеры соединены е другимцроводом линии связи, катушка контактора коммутационного блока одним выводом под- 60 ключена через замыкающий контакт одного реле исполнительного блока и один из дополнительно введенных резисторов к одному из выводов для присоединения к сети питания, под- 65 ключенному через замыкающий контакт другого реле и сполни тель ного блока к одной иэ обкладок конденсатора, подключенной через размыкающий контакт укаэанного другого реле исполнительного блока к одйому из выводов катушки контактора, другой вывод которой через замыкающий контакт указанного одного реле исполнительного блока подключен к другой обкладке конденсатора, зашунтированного другим дополнительно введенньм резистором, а другая обкладка конденсатора через раэмыкаюI щий выходной контакт блока сравнения подключена к другому выводу для присоединения к сети питания.

Блок сравнения выполнен в виде двухобмоточного реле с размыкающим выходным контактом, двух диодов связи двух конденсаторов, трех резисторов и замыкающего блок-контакта контактора, причем начала катушек двухобмоточного реле через разнонаправленные диоды связи подключены к одному из проводов линии связи и через конденсаторы сравнения — к другому проводу линии связи, конец одной из катушек указанного двухобмоточного реле через один из резисторов блока сравнения подключен к базам транзисторов измерительного блока, а конец другой катушки двухобмоточного реле подключен к базам транзисторов измерительного блока через другой и третий последовательно соединенные резисторы, причем третий резистор блока сравнения зашунтироii ван замыкающим блок-контактом Кон-. тактора.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство содержит источник 1 питания, балластный резистор 2, исполнительный блок, который выполнен в виде двух релейных элементов 3 и

4, включенных в коллекторные цепи измерительного блока, состоящего из двух транзисторов 5, 6 противоположного типа проводимости. Эмиттер-кол лекторные переходы транзисторов 5 и 6 через согласно включенные с ним диоды 7 и 8 присоединены к источнику

1 питания до балластного .резистора 2.

Между точками соединения соответст-. венно диодов 7 и 8 и релейных элементов 3 и 4, включенных в коллекторную цепь транзисторов 5 и 6 и их эмиттерами включены конденсаторы

9 и 10, служащие источниками. питания для релейных элементов 3 и 4.

Через линию связи с проводами 11, подключен пост управления с кнопкой

12 Стоп концевым диодом 13, кнопкой 13,, кнопкой 14 Пуск, шунтйрующим резистором 15 и резистором 16.

Блок 17 сравнения токов состоит из двух диодов 18 и 19 включенных после928529 довательно с эмиттер-базовыми перехблитель токов, пропорциональных напря- 5

25 и 26 в другой цепи. Причем послед15

30 схему и разомкнутой кнопкой 14 транзисвого диода 13, а транзистор б закрыт, так как его базовый ток определяемый напряжением на линии связи в непрово40 ном состоянии, а релейный элемент 4- 45

50 отключенном состоянии. Обмотки двух65 дами транзисторов 5 и б измерительного блока и последовательно с ними включенными конденсаторами 20 и 21, параллельно которым присоединен дежению на линии связи 11. Лелитель токов выполнен в виде двух цепей измерения, каждая иэ которых содержит по обмотке 22 и 23 двухобмоточного реле и резисторы, соответственно в одной цепи резистор 24 и резисторы ний зашунтирован замыкающим контактом 27 коммутационного блока 28.

Коммутационный блок 28 (катушка контактора) через, размыкающий контакт

29 двухобмоточного реле 22 и 23 подключен к двум цепям. Одна образована переключающим контактом 30 релейного элемента 3, размыкающая часть которого подключена к конденсатору 31, зашунтированному резистором. 32. Другая цепь образована двумя последовательно соединенными замыкающими контактами 33 и 34 релейного элемента

4.и резистором 35. Оба вышеуказанные цепи подключены к источнику питания.

Сопротивление цепи заземления условно обозначено резистором 36.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения питания на тор 5 открыт базовым током, пропорциональным напряжению на линии связин 11 в проводящем состоянии концедящем состоянии концевого диода и сопротивлением обмотки 23, резисторов 25, и 26, меньше базового тока транзистора 5. Следовательно релейный элемент 3 находится во включенобесточен. Вследствие этого замыкающая часть контакта 30 релейного элемента 3 подключает конденсатор 31 к источнику питания. Конденсатор 31 заряжается . Так как замыкающие контакты 33 и 34 в. цепи коммутационного блока 28 разомкнуты, последний обесточен ° Токоприемник находится в обмоточного реле включены по компенсационной схеме, результирующий магнитный поток, обусловленный током, протекающим через его обмотки 22 и

23, недостаточен для.притяжения якоря. Размыкающий контакт 29 закрыт.

При нажатии кнопки. 14 Пуск напряжение на линии связи 11 в проводящем состоянии концевого диода, которое определяется соотношением.согротивлений балластного 2 и резисторов

15 и 16 управления в результате шун55

60 тирования резистора 15, уменьшается.

Базовый ток транзистора 5 становится меньше базового тока транзистора

6. Транзистор 5 закрывается, а транзистор б — открывается. Соответственно релейный элемент 3 — отключается, а релейный элемент 4 срабатывает.

В результате этого размыкающая часть контакта 30 релейного элемента 3 замыкается и подключает заряженный конденсатор 31 к коммутационному блоку 28. При этом замыкающие контакты

33 и 34 через резистор 35 подключают укаэанный блок и к источнику питания.

Токоприемник включается..При этом замыкается вспомогательный контакт

27 коммутационного блока 28, шунтирующий резистор 26 ° Вследствие этого при опускании кнопки 14 базовый ток транзистора б остается большим базового тока транзистора 5. Токоприемник остается во включенном положении. Параметры резистора 35 выбра ны такими, что при замкнутом состоя нии контактов 35 и 35 ток через коммутационный блок 28 достаточен,для удержания.его якоря в притянутом состоянии, а срабатывание его происходит оТ энергии разряда конденсатора

31. Воэможность включения токоприемника будет обеспечиваться тОлько при наличии и цепи срабатывания, и цепи удержания.

Устройство обеспечивает защитный отказ, так как при выходе из строя элементов схемы происходит или отключение. токоприемника, или отсутствует возможность его включения. Дейстэительно, при нормальном функционировании устройства его релейные элементы 3 и 4 должны находиться в двух противоположных состояниях (открытое и закрытое) . В случае нарушения их альтернативщрго состояния из-за пов-. реждения элементов транзисторов 5,6 диодов 7,8,18,19 и 13, конденсаторов

9,10 и 21 происходит отключение токоприемника, если он находится во включенном состоянии, или обеспечивается блокировка его включения, когда он находится в отключенном состоянии, или обеспечивается блокировка его включения, когда он находился в отключенном состоянии. Конструктивное выполнение внешних соединений транзисторов 5 и б, эмиттеры которых соединены вместе, а базы каждого из транзисторов самостоятельными цепями связаны с цепями смещения, заливка их эпоксидным компаундом (на фиг. 1 заливаемые элементы схемы показаны пунктирными линиями) исключает механические повреждения и замыкания укаэанных цепей между собой. При выбранных со значительным запасом (3 раза и более) по возможно допустимому току параметрах диода 7, реле 3, транзисторов 5 и б

928529 и выполнении указанных конструктивных мероприятий вероятность повреждения в их цепях практически сводится к нулю. Включение обмоток 22,23 двухобмоточного реле по компенсационной схеме обеспечивает защитный отказ при пробое конденсатора 20, так как в этом случае реле срабатывает и размыкает свой нормально закрытый контакт 29. Тем самым устройство различает нажатие кнопки 14 10 Пуск от аварийного состояния конденсатора 20.

Вследствие того, что измерительный блок выполнен в виде схемы сравнения токов, пропорциональных напряжению на линии связи 11 в проводящем и непроводящем состояниях концевого диода 13, устройство работает при колебаниях напряжения в сети в широком диапазоне его изменения и наличии20

ЭДС, наведенных в жилах управчения.

При этом порог срабатывания не зависит от величины приложенного напряжения, а определяется лишь соотношением сопротивлений в цепи сравниваемых токов. Указанное Построение измерительного блока позволяет обеспечить контроль цепи заземляющей жилы с большой степенью точности (до 1 Ом) и высокой температурной стабильностью

Устройство обеспечивает нулевую защиту, .так как при снятии напряжения и последующей его подаче включение возможно только после нажатия кнопки 14 Пуск . При увеличении сопротивления цепи заземления Зб напряже- 35 ние на линии связи в проводящем состоянии концевого диода 13 увеличивается и при достижении им порогового значения, определяемого допустимой по условиях безопасности величиной 40 сопротивления 36, базовый ток транзистора 5 превысит базовыйф ток транзистора б. В результате транзистор 5 откроется, а транзистор б закроется.

Релейный элемент 3 срабатывает, а 4- 45 отключится. На выходе коммутационного блока 23. появится сигнал на отключение. Токоприемник отключится.

Токоприемник отключится или его невозможно будет включить и в случаях обрыва цепи управления или замыкания ее жил, т.е. устройство обеспечивает и защиту от потери управляемости.

Таким образом, построение .схемы устройства для дистанционного управления электрическими аппаратами исключает самовключение исполнительного органа от ЭДС, наведенных в жилах управления. При этом обеспечивается точность контроля цепи заземляющей жилы, защита от потери управ- 60 ляемости, защитный отказ. Нулевая защита и стабильность работы устройства в широком диапазоне изменения . температуры окружающей среды. Последнее достигается тем, что схемой сравниваются токи, обусловленные напряжением на линии связи, значительно превосходящими порог отпира- . ния эмиттер-базовых переходов транзисторов. Поэтому изменения этого порога не сказывается на величине протекающих по указанным переходам транзисторов 5 и б тока. Формула изобретения

1. Устройство для дистанционного управления электрическими аппаратами, содержащие источник питания, балластный резистор, двухпроводную линию связи, пост управления с кнопками Пуск и Стоп, шунтирующим резистором, концевым диодом и резистором, измерительный блок, разделительные диоды, исполнительный блок, cooòoÿùûé из двух реле и двух накопительных конденсаторов, и коммутационный блок с катушкой. контактора, блок-контактом и замыкающими контактами реле исполнительного блока, причем к входу источника питания подключены выводы для присоединения к сети переменного тока, а к выходу источника питания подключена цепь, состоящая из последовательно соединенных балластного резистора одного из проводов линии связи, кнопки . Стоп, кнопки Пуск, соединенной параллельно с шунтирующим резистором, концевого диода, резистора и другого провода линии связи, каждый разделительный диод соединен с одним из выводов катушки одного реле и реле исполнительного блока, каждый накопительный конденсатор подключен через один из разделительных диодов к выходу источника питания, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения надежности работыустройства,оно снабжено блоком сравнения с двумя входами и одним размыкающим выходным контактом, измерительный блок выполнен в виде двух транзисторов разных типов проводимости, а. в коммутационный блок дополнительно. введены размыкающий и замыкающий контакт одного из реле исполнительного блока, два резистора

O и конденсатор, причем входы блока сравнения подключены к одному из проводов линии связи и к соединенным вместе базам транзисторов измерительного блока, коллекторы которых подключены к другим выводам катушек реле исполнительного блока, а эмиттеры соединены с другим проводом линии связи, катушка контактора коммутационного .блока одним выводом подключена через замыкающий контакт одного реле исполнительного блока и один из дополнительно введенных резисторов к одному из выводов для присое9 - 928529 10 динения к сети питания, подключенному кающего блок-контакта контактора, через замыкающий контакт другого ре- пРичем начала катушек двухобмоточноле исполнительного блока к одной из ro Реле чеРез Разнонаправленные диоды обкладок конденсатора, подключенной связи подключены к одному иэ провочерез размыкающий контакт указанно- дов линии связи и через конденсаторы го другого реле исполнительного бло- 5 . к другому проводу линии связи, конец ка к одному из выводов катушки кон- одной из катушек указанного двухобтактора, другой вывод которой через восточного реле через один из резистозамыкающий контакт указанного одного ров блока сравнения подключен к бареле исполнительного блока подключен зам тРанзисторов измерительного блок другой обкладке конденсатора, за- 10 ка, а конец другой катушки двухобшунтированного другим дополнительно маточного реле подключен к базам введенным резистором, а другая об- транзисторов измерительного блока кладка конденсатора через размыкающий через второй и третий последовательвыходной контакт блока сравнения под- но включенные резисторы, а третий ключена к другому выводу для присое- 5 резистор блока сравнения эашунтирован динения к сети питания. замыкающим блок-контактом контактора.

2. Устройство по п. 1, о т л н Источники информации, ч а ю щ е е с я тем, что блок срав- принятые во внимание при экспертизе нения выполнен в виде двухобмоточно- 1. Авторское. свидетельство .СССР го реле с размыкающим выходным кон- >О В 150933, кл. G Ol F 31/08, 1961. тактом, двух диодов связи, двух кон-. . 2; Авторское свидетельство СССР денсаторов,трех резисторов и замы- 9 50)088, кл. Н 02 д 13/00,08.02.72, Э2

ВНИИПИ Заказ 3275/70 Тираж 670 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Уигород, ул. Проектная, 4