УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СИЛОВЫМ СИМИСТОРОМ Российский патент 1994 года по МПК H02M1/08 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для дистанционного включения силового симистора на определенное время.

Известно устройство В. Г. Вохмянина для включения силового тиристора, содержащее подключенную через тиристор к клеммам сети нагрузку, конденсатор, одним выводом соединенный с управляющим электродом тиристора, а через первый диод с одной клеммой сети, другой вывод конденсатора через второй диод и резистор подключен к другой клемме сети и контакты кнопки управления. Однако в известном устройстве тиристор включается лишь на ограниченное время в течение времени замыкания кнопки управления и коммутирует лишь нагрузку постоянного тока.

Наиболее близким к предложенному (прототипом) является устройство для управления силовым симистором, включенным последовательно с нагрузкой, содержащее первый конденсатор, первый вывод которого предназначен для подключения к выводу нагрузки, не соединенному с симистором, а второй соединен с первым выводом балластного элемента, второй вывод которого соединен с первым выводом переменного тока диодного моста, предназначенным для подключения через встречно и последовательно соединенные стабилитроны к управляющему электроду симистора, для подключения к силовому выводу которого, не подсоединенному с нагрузкой, предназначен второй вывод переменного тока диодного моста, в диагональ постоянного тока которого включен выход порогового ключевого элемента, причем один вывод постоянного тока диодного моста соединен с первым выводом времязадающего конденсатора, второй вывод которого соединен с первым выводом времязадающего резистора, второй вывод которого связан с первым выводом первого диода. Известное устройство недостаточно точно и надежно в работе и не может быть включено в работу с помощью кнопки управления.

Целью настоящего изобретения является повышение точности выдержки времени и повышение надежности работы.

Для достижения этой цели в устройство для управления силовым симистором, включенным последовательно с нагрузкой, содержащее первый конденсатор, первый вывод которого предназначен для подключения к выводу нагрузки, не соединенному с симистором, а второй соединен с первым выводом балластного элемента, второй вывод которого соединен с первым выводом переменного тока диодного моста, предназначенным для подключения через встречно и последовательно соединенные стабилитроны к управляющему электроду симистора, для подключения к силовому выводу которого, не подсоединенному с нагрузкой предназначен второй вывод переменного тока диодного моста, в диагональ постоянного тока которого включен выход порогового ключевого элемента, причем один вывод постоянного тока диодного моста соединен с первым выводом времязадающего конденсатора, второй вывод которого соединен с первым выводом времязадающего резистора, второй вывод которого связан с первым выводом первого диода, введены второй и третий диоды, второй конденсатор и управляющий ключевой элемент в виде кнопки управления с замыкающим контактом, включенный последовательно с вторым диодом между вторым выводом переменного тока диодного моста и вторым выводом времязадающего резистора, соединенным с первым выводом второго конденсатора, второй вывод которого соединен с пороговым выводом времязадающего конденсатора, второй вывод которого соединен с первым выводом третьего диода, второй вывод которого связан с первым выводом первого диода, второй вывод которого связан с вторым выводом первого конденсатора, причем пороговый ключевой элемент выполнен в виде таймера, выход которого использован в качестве выхода порогового ключевого элемента, общий вывод таймера соединен с вторым выводом второго конденсатора, с первым выводом которого соединены входы питания и сброса таймера, пороговый вход которого соединен с вторым выводом времязадающего конденсатора.

Схема устройства приведена на чертеже и содержит силовой симистор 1, включенный последовательно с нагрузкой 2, первый конденсатор 3, первый вывод которого предназначен для подключения к выводу нагрузки 2, не соединенному с симистором, а второй соединен с первым выводом балластного элемента 4, второй вывод которого соединен с первым выводом переменного тока диодного моста 5, предназначенным для подключения через встречно и последовательно соединенные стабилитроны 6, 7 к управляющему электроду симистора 1 для подключения к силовому выводу которого, не подсоединенному с нагрузкой 2 предназначен второй вывод переменного тока диодного моста 5, в диагональ постоянного тока которого включен выход порогового ключевого элемента 8, причем один вывод постоянного тока диодного моста 5 соединен с первым выводом времязадающего конденсатора 9, второй вывод которого соединен с первым выводом времязадающего резистора 10, второй вывод которого связан с первым выводом первого диода 11, второй 12 и третий 13 диоды, второй конденсатор 14 и управляющий ключевой элемент 15 в виде кнопки управления с замыкающим контактом, включенный последовательно с вторым диодом 12 между вторым выводом переменного тока диодного моста 5 и вторым выводом времязадающего резистора 10, соединенным с первым выводом времязадающего конденсатора 9, второй вывод которого соединен с первым выводом третьего диода 13, второй вывод которого связан с первым выводом первого диода 11, второй вывод которого связан с вторым выводом первого конденсатора 3, причем пороговый ключевой элемент 8 выполнен в виде таймера, выход которого 16 использован в качестве выхода порогового ключевого элемента 8, общий вывод 17 таймера 8 соединен с вторым выводом второго конденсатора 14, с первым выводом которого соединены входы питания 18 и сброса 19 таймера, пороговый 20 и запускающий 21 входы которого соединены с вторым выводом времязадающего конденсатора 9.

Работает устройство следующим образом. При подаче напряжения на клеммы 22, 23 сети через конденсатор 3, балластный элемент 4 в виде резистора, встречно включенные стабилитроны 6 и 7 и переход управляющий электрод-катод симистора 1 проходит ток, и симистор 1 отпирается, включая нагрузку 2. За время, не превышающее нескольких полупериодов сети, конденсатор фильтра 14 заряжается через диод 13, резистор 24 и один из диодов моста 5 до напряжения, падающего на резисторе 4, стабилитронах 6, 7 и переходе управляющий электрод-катод симистора 1. Этим напряжением на конденсаторе 14 осуществляется питание таймера 8 и времязадающего RC-контура 10, 9. Так как конденсатор 9 RC-контура разряжен, а к нему подключен запускающий вход 21 таймера, то триггер таймера запускается, и на его выходе 15 появляется напряжение, примерно равное напряжению на конденсаторе фильтра 14. Поэтому диодный мост 5 не нагружен, симистор 1 открыт, и нагрузка 2 включена.

Через резистор 10 под действием напряжения на конденсаторе 14 начинает заряжаться конденсатор 9. Когда этот конденсатор через определенный интервал времени зарядится до напряжения, равного двум третьим напряжения питания таймера 8, его выходной триггер переключается, и напряжение на его выходе 15 снижается до нуля. На этот выход замыкается диодный мост 5, шунтируя стабилитроны 6, 7 и переход управляющий электрод-катод симистора 1. Для надежного шунтирования перехода управляющий электрод-катод симистора 1 через диодный мост 5 служат последовательно включенные стабилитроны 6 и 7.

Для повторного включения в работу устройства необходимо кратковременно замкнуть цепь кнопки управления 15. После замыкания контактов кнопки 15 процесс создания выдержки времени на отключение нагрузки повторяется. В этом случае цепь заряда конденсатора фильтра 14 шунтируется через диод 12 контактами 15, конденсатор 14 разряжается, таймер 8 восстанавливает исходное состояние, и симистор 1 отпирается, включая нагрузку. Причем в качестве контактов 15 может быть использовано несколько параллельно включенных кнопок управления, вынесенных на разные расстояния от схемы управления, что позволит управлять, например, освещением на лестничных клетках.

В предложенном устройстве длительность нахождения симистора и нагрузки во включенном состоянии определяется постоянной времени RC-контура 10, 9 и практически не зависит от колебаний напряжения в сети. Резистор 24 ограничивает шунтирование цепи управления симистора 1 заряжающимся конденсатором фильтра 14 и контактами 15. Диод 11 служит для ускорения разряда конденсатора 9 на внутренние нагрузочные цепи таймера. В качестве балластного элемента вместо резистора 4 может быть применен стабилитрон.

Устройство характеризуется простотой и высокой точностью работы, а также возможностью удержания симистора открытым, а нагрузки - включенной в течение значительного интервала времени, в схеме отсутствуют трансформаторы и промежуточные реле, что упрощает схему и делает ее высоконадежной в работе.

Сущность изобретения: при подключении устройства к сети переменного тока, ток, протекающий через первый конденсатор 3, балластный элемент 4 и последовательно соединенные стабилитроны 6 и 7, отпирает силовой симистор 1 на время, определяемое постоянной времени заряда времязадающего конденсатора 9, после заряда которого происходит срабатывание таймера 8. Для приведения устройства в исходное состояние замыкается управляющий ключевой элемент 15, вследствие чего через диоды 11, 12 и одно плечо диодного моста 5 происходит разряд времязадающего конденсатора и второго конденсатора 14. 1 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СИЛОВЫМ СИМИСТОРОМ, включенным последовательно с нагрузкой, содержащее первый конденсатор, первый вывод которого предназначен для подключения к выводу нагрузки, не соединенному с симистором, а второй соединен с первым выводом балластного элемента, второй вывод которого соединен с первым выводом переменного тока диодного моста, предназначенным для подключения через встречно и последовательно соединенные стаблитроны к управляющему электроду симистора для подключения к силовому выводу которого, не соединенному с нагрузкой, предназначен второй вывод переменного тока диодного моста, в диагональ постоянного тока которого включен выход порогового ключевого элемента, причем один вывод постоянного тока диодного моста соединен с первым выводом времязадающего конденсатора, второй вывод которого соединен с первым выводом времязадающего резистора, второй вывод которого связан с первым выводом первого диода, отличающееся тем, что, с целью повышения точности выдержки времени и надежности работы, введены второй и третий диоды, второй конденсатор и управляющий ключевой элемент, включенный последовательно с вторым диодом между вторым выводом переменного тока диодного моста и вторым выводом времязадающего резистора, соединенным с первым выводом второго конденсатора, второй вывод которого соединен с первым выводом времязадающего конденсатора, второй вывод которого соединен с первым выводом третьего диода, второй вывод которого связан с первым выводом первого диода, второй вывод которого связан с вторым выводом первого конденсатора, причем пороговый ключевой элемент выполнен в виде таймера, выход которого использован в качестве выхода порогового ключевого элемента, общий вывод таймера соединен с вторым выводом второго конденсатора, с первым выводом которого соединены входы питания и сброса таймера, пороговый вход которого соединен с вторым выводом времязадающего конденсатора.