Устройство для тепловой защиты электроустановки Советский патент 1983 года по МПК H02H5/04 

Изобретение относится к электротехнике, к категории тепловой защиты электротехнических и электронных установок различного назначения. Известно контактное устройство дл тепловой электроустанов.ки, от ключающее защищаемую установку от ис точника питания, если ее температура превысила допустимое значение 3 Недостаток известного устройства состоит в сложности перестройки температуры отключения и низкой точност измерения ее величины. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является ус ройство для тепловой згиоиты электроустановки, содержащее, датчик температуры, включенный в одно из плеч мостового преобразователя температур и дифференцигшьный усилитель, входы которого подключены к измерительной диагонали мостового преобразователя температу, а выход - к входу испол нительного блока t. Такое устройство допускает перестройку температуры срабатывания в широких пределах. Однако такое устройство рассчитано на использование в качестве датчиков только высокоомных полупроводниковых терморезисторр Применение проволочных датчиков сопротивления, широко распространенных в промышленности благодаря высоким метрологическим свойствам, в таком устройстве практически невозможно из-за их низкой чувствительности и очень малого значения их сопротивления. Цель изобретения - повышение точности измгзрения температуры срабатывания защиты. Поставленная цель достигается тем, что устройство для тепловой защиты электроустановки, содержащее источник питания, датчик текшературы, включенный в одно из плеч мостового преобразователя температуры, и дифференциальный усилитель, входы которого подключены к выходной диагонгши мостового преобразователя температуры, а выход - к входу исполнительного блока, дополнительно снабжено разделительным диодом, интегрирующий КС-цепочкой, резистивным делителем и транзисторным ключем, коллектор которого соединен с выходной диагонгшью мостового преобразователя температуры, эмиттер - с плюсовой шиной источника питания, а база через ограиичивгиощий резистор - с выходом

дифференциального усилителя, инвертирующий вход которого подключен к выходу интегрирующей цепочки, вход ко торой подключен к плюсовой шине источника питания, причем вход реэистиного делителя подключен к выходу аифференциального усилителя и через разделительный диод - к входной диагнали мостового преобразователя тектературы, а выход резистивного делителя подключен к неиквертирующему входу дифференциального усилителя.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжений в некоторых характерных точках схемы при различных температурах на защищаемой установке.

Устройство защиты от перегрева (фиг. 1) содержит мостовой преобразователь 1 температуры, состоящий из резистивного датчика 2 температуры и постоянных резисторов 3-5, выходная диагональ которого соединена с входами дифференциального усилителя б, а входная - с коллектором тран зисторного ключа 7, эмиттер которого соединен с плюсовой шиной источника питания, а база - через ограничивающий резистор 8 с выходом дифференциального усилителя (с коллектором его выходного транзистора), интегрирующую ВС-цепочку 9 и 10, выход которой подключен к инвертирующему входу дифференциального усилителя б, резистивный делитель 11 и 12, вход которого подключен к выходу дифференциального усилителя б, а выход - к его неинвертирующему входу, разделительный диод 13 и исполнительный блок 14

Устройство защиты от перегрева работает в двух режимах.

Первый режим - генерация прямоугольных импульсов с большой скважностью когда температура на защищае-. мой установке лежит в допустимых пределах. При включении источника питания выходной каскад дифференциального усилителя б закрыт, так как напряжение на его инвертирующем входе равно нулю (конденсатор 10 не заряжен), а на неннвертирующем входе рав но некоторому конкретному значению, определяемому сопротивлением резистора 12 и током через резисторы 9, 2 и 5 С током через резистор 11 обратной связи можно пренебречь), закрыт также и транзистор 7. Начинается заряд конденсатора 10 через резистор 9 и, как только напряжение на нем сравняется с напряжением на резисторе 12, выходной каскад дифферен.циального усилителя 6 открывается, открывая при этом транзистор 7 (фиг. 26). К мостовому преобразователю температуры 1 прикладывается почти все напряжение от источника питания на время разряда конденсатора

10 по цепи датчик 2 температуры диод 13 и коллектор-эмиттер выходного транзистора дифференциального усилителя 6. После разряда конденсатора 10 выходной каскад д№1)ференциального усилителя б и транзистор 7 закрываются и процесс повторяется. Поскольку цепь заряда конденсатора 10 имеет значительно большее сопротивление, чем цепь разряда, то легко можно получить скважность генерируемых импульсов порядка нескольких сотен. При такой скважности можно легко по давать импульсы, поступающие на исполнительный блок 14, простейшим фильтром нижних частот (фиг. 2в).

В течение действия импульса к мостовому преобразователю 1, как было отмечено прикладывается почти все напряжение питания и, если температура лежит в допустигФос пределах, то после окончания действия импульса напряжение, снимаемое с датчика 2, остается меньше напряжения на резисторе 5 и выходной каскад дифференцигшьного усилителя яакрывается.

Второй режим - режим усиления когда температура на защищаемой установке превысила допустимую. В этом случае до окончания действия, импульса напряжение на резистивном датчике 2 увеличится и превысит напряжение на резисторе 5, выходной каскад дифференциального усилителя 6 останется открытым и генерация.срывается. Исполнительный блок 14 срабатывает и выдает сигнал перегрева. После охлаждения защищаемой установки напряжение на резистивном датчике 2 уменьшается возникает генерация и исполнительный блок 14 снимает сигнал перегрева.

Разность между температурой включения сигнала перегрева и температурой, при которой этот сигнал снимается, можно регулировать в широких пределах изменением номинала резистора 11.

Благодаря большой скважности импульсов, на вёрмя действия которых подается измерительный ток в датчик температуры, величину этого тока можно сделать достаточно большой (100 мЛ и более). При использований проволочного датчика температуры с сопротивлением всего 10 Ом выходное напряжен 1е мостового преобразователя температуры составит величину порядка 5 мВ/1 С, что обеспечит точность измерения температуры порядка 0, при использовании дифференциального усилителя с дрейфом 10 мкВ/1С в диапазоне температур Окружающей среды от -50 до .

Таким образом, достигается выполнение поставленной цели, а именно, в предлагаемом устройстве можно использовать датчик температуры с номинальным сопротивлением от единиц Ом до сотен кОм с температурным коэффициентом до О,. Формула изобретения Устройство для тепловой защиты электроустановки, содержащее источни питания, датчик температуры, включен ный в одно из плеч мостового преобразователя температуры, и дифференциальный усилитель, входы которого Подключены к выходной диагонали мостового преобразователя температуры, а выход - к входу исполнительного блоха, отлича ющееся тем, что, с целью повышения точности измерения температуры срабатывания,оно дополнительно снабжено разделительны диодом, интегрирующей ЙС-цепочкой, резистивным делителем и транзисторным ключом, коллектор которого соединен с входной диагональю мостового преобразователя температуры,эмиттер с плюсовой шиной источника питания, а база через, ограничивающий резистор - с выходом дифференциального усилителя, инвертирующий вход которого подключен к выходу интегрирующей цепочки, вход которой подключен к плюсовой шине источника питания,причем вход резистивного делителя подключен к выходу дифференциального усилителя н через разделительный диод - к входной диагонали мостового преобразователя температуры, а вы ход резистивного делителя подключен к неинвертирукяцему входу дифференциального усилителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Мельник Г.В., Романенко Е.А. и др. Регулятор температуры с усилением сигнала ошибки на несущей частоте . Информационно-справочный листок, №021471, МРП. 1970. 2.Буяльский К.Е. Меланьин В.Г. и др. Стабилизатор .температуры для систем охлаждения РЭА. Вопросы радиоэлектроники, сер.ТРТО, вып. 3, 1974, с. 38-45.

L К i К I J

JA.