СПОСОБ ИСКРОБЕЗОПАСНОГО ПИТАНИЯ Российский патент 1995 года по МПК E21F9/00 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в искробезопасных системах связи, телемеханики на предприятиях угольной, нефтяной, газовой промышленности.

Известен способ искробезопасного питания (Cataloque MTL, 1987, Великобритания, раздел МТL 3042), при котором во входной цепи преобразуют энергию источника питания постоянного тока в энергию переменного тока, ограничивают ток во входной цепи, гальванически разделяют энергию входной цепи от энергии выходной цепи.

Недостатком способа является малая величина передаваемой в выходную цепь искробезопасной мощности, поскольку ограничения энергии в выходной цепи производятся и в номинальном и в аварийном режимах.

Цель изобретения - повышение передаваемой искробезопасной мощности.

Цель достигается применением способа искробезопасного питания, при котором во входной искроопасной цепи преобразуют энергию источника питания постоянного тока в энергию переменного тока, ограничивают ток во входной цепи, гальванически разделяют энергию входной цепи от энергии в выходной цепи, причем в момент аварии производят ограничение энергии переменного тока во входной цепи с момента превышения допустимого значения переменного тока и значения частоты, при этом увеличивают сопротивление входной цепи на величину, при которой опасную энергию выделяют на этом сопротивлении и тем самым прекращают ее подачу в выходную искробезопасную цепь.

Известно искрозащитное разделительное устройство для искробезопасных систем телефонной и громкоговорящей связи, содержащее источник питания с линейным реле, разделительный трансформатор с первичной и вторичными обмотками, два ограничительных резистора, вызывное реле с контактами, конденсатор.

Недостатком устройства является ограничение передаваемой искробезопасной мощности в линии из-за гальванической связи между искробезопасными линиями по общим для всех линий цепям вызывного устройства и источника линейного питания.

Другим недостатком является большая индуктивность искробезопасной линии, создаваемая за счет низкочастотного трансформатора.

Ограничение искробезопасной мощности происходит также из-за наличия линейных ограничительных резисторов.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому эффекту является устройство, содержащее преобразователь постоянного тока со сглаживающим конденсатором и ограничитель величины емкости конденсатора.

Недостатком является невозможность обеспечения повышения передаваемой искробезопасности мощности; поскольку трансформатор для работы требует большого запаса мощности, то при аварийном режиме эта избыточная мощность попадает из первичной обмотки во вторичную и далее в искроопасную цепь.

Цель изобретения достигается также применением устройства искробезопасного питания, содержащего источник искробезопасного питания, преобразователь постоянного тока в переменной, разделительный трансформатор, включенный на выход преобразователя, в котором в качестве преобразователя и ограничителя выбран двухтактный преобразователь постоянного тока в переменный с двумя ключевыми плечами, и во входную цепь преобразователя введен ограничитель тока, измеритель тока, выполненный в виде индуктивного сопротивления, измеритель тока включен в одно из плеч преобразователя, вход измерителя тока включен на вход другого плеча, а выход подключен к входу ограничителя тока.

В соответствии с предлагаемой на чертеже схемой, предлагаемый способ может быть осуществлен следующим устройством.

Устройство искробезопасного питания содержит источник искробезопасного питания 1, преобразователь постоянного тока в переменный, ограничитель тока, разделительный трансформатор 2, включенный на выход преобразователя; новым является то, что в качестве преобразователя и ограничителя выбран двухтактный преобразователь постоянного тока в переменный с двумя ключевыми плечами 3 и 4, при этом введен измеритель тока 5, выполненный в виде индуктивного сопротивления, измеритель тока включен в одно из плеч 3 преобразователя, а выход измерителя тока включен на вход другого плеча 4.

Позициями обозначены: выпрямитель 6, ограничитель тока 7, трансформатор обратной связи 8, нагрузка 9.

Устройство работает следующим образом. Энергия от источника постоянного тока 1 подается на вход преобразователя с плечами 3, 4 и преобразуется в них в переменный ток высокой частоты, который через разделительный трансформатор 2 поступает на выход к нагрузке 9. При этом, сигнал, снимаемый с измерителя тока 5, поступает через выпрямитель 6 и ограничитель сопротивления 7 на вход плеча 3 и, будучи малым, не влияет на работу преобразователя. При аварийном увеличении тока выше заданного (номинального) значения частота преобразователя 3, 4 увеличивается и на измерителе тока 5 вырабатывается сигнал, достаточный для увеличения сопротивления плеча транзистора 3. Это приводит к рассеиванию на транзисторе плеча 3 энергии, поступающей от источника постоянного тока 1. Таким образом происходит запирание плеча 3, и подача энергии через разделительный трансформатор к нагрузке 9 прекращается.

Эффективность работы преобразователя в режиме ограничения тока обеспечивается за счет того, что реактивное сопротивление измерителя тока 5 контролирует процесс превышения тока за счет увеличения частоты преобразователя и за счет увеличения асимметрии плеч 3 и 4 преобразователя.

При увеличении асимметрии плеч происходит изменение режима работы трансформатора на режим работы "по частотному циклу", что дополнительно ограничивает передачу энергии с первичной обмотки трансформатора 2 на вторичную.

Использование: в электротехнике, в частности в искробезопасных системах связи, телемеханики на предприятиях угольной, нефтяной и газовой промышленности. Сущность изобретения: в момент аварии производят ограничение энергии переменного тока во входной цепи с момента превышения допустимых значений переменного тока и частоты. При этом увеличивают сопротивление входной цепи на величину, при которой всю энергию выделяют на этом сопротивлении и тем самым прекращают ее подачу в выходную искробезопасную цепь. 1 ил.

СПОСОБ ИСКРОБЕЗОПАСНОГО ПИТАНИЯ, при котором во входной искроопасной цепи преобразуют энергию источника питания постоянного тока в энергию переменного тока, ограничивают ток во входной цепи, гальванически разделяют энергию входной цепи от энергии в выходной цепи, отличающийся тем, что при аварии ограничивают энергию переменного тока во входной цепи с момента превышения заданных значений тока и частоты, при этом увеличивают сопротивление входной цепи до величины, при которой всю опасную энергию выделяют на этом сопротивлении и тем самым ограничивают энергию, передаваемую в выходную искробезопасную цепь.