Генераторное устройство с искробезопасным выходом Советский патент 1983 года по МПК H02H7/06 E21F5/00 

(54) ГЕНЕРАТОРНОЕ УСТРОЙСТВО С ИСКРОБЕЗОПАСНЫМ

ВЫХОДОМ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во взры воопасных средах предприятий горной, нефтехимической и газовой профдышпеввоо ти, для создания генераторных устройсяВ повышенной надежности. Известно генераторное устройство, ct держащее аккумуляторный источник питания, подключенный через-реле минимального напряжения к преобразователю напряжения. Схема искроза11пггы включе на во вторичную цепь преобразователя напряжения 1. Недостатком устройства является н&высокая надежность, так как в аварийшя режиме акуумуляторный источник пит ния не отключается от цепи нагрузки, что приводит к его разряду. Известно устройство для обеспечения искробезопасности электрических цепей, содержащее источник постоянноп) тока, токоограничивающий резистор, допопнвтельный тиристорный ключ, измеритель ный резистор, преобразователь вапряжешш, подключенный с помощью трансформа тора к узлу искрозапшты, выполненному в виде двух фсиштров высокой частоты и тиристорных ключей 2. Описанное устройство обеспечивает высокую искробезопасную мошн1Я::ть, во надежность работы его недостаточно высока, так как аккумуляторный источник в аварийном режиме не отключается, а шунтируется тиристором. В результате от аккумуляторного источника пвтания неограниченное время через тиристор т&чет большой ток. После устранения аварийТюго . устройства автоматически не возврашаегся в всходный режим. Для возврата в рабочее состояше необ ходимо отключить и вновь включить ио точник питания. Наиболее близким по технической cyii ности и достигаемому результату к предлагаемому является генератор, содержащий ;аккумуляторный источник питания, реле миввмальвого напряжения,последовательный травзнсторнхлй ключ, задающий ратор, подключенный к инвертору, ПОДКПК чевному с помощью трансформатора к уэпу искроаащиты, выполненному в виде двух фильтров высокой частоты и двух тиристоров, включенных встречно-параллельно С 33. Недостаток известного устройства невысокая надежность и большое энергопотребление в аварийном режиме, так ка источник питания в аварийном режиме не отключается. Цель изобретения - повышение надежности и снижение энергопотребления в аварийном режиме. Поставленная цель достигается тем, что в генераторное устройство с искробе опасным выходом, содержащее аккумуляторный источник питания, параллельно вы водам которого подключено реле минимал ного напряжения, выходом подсоединенно к первому транзисторному ктпочу, формирователь импульсов, подсоединенный к узлу искрозащиты и выполненный в виде последовательно включенных задающего генератораj инвертора и трансформатора, введены одновибратор, тиристор с измерительным резистором, второй транзисторный ключ, усилитель тока, соде1 жаишй два последовательно соединенных эмиттерных повторителя, светодиод и электромагнитное реле, третий транзисто ный ключ и многофункциональный оптрон приемник которого включен между эмит- терем первого транзисторного ключа и базой третьего транзисторного ключа, коллектор которого подсоединен к эмиттеру первого транзисторного ключа, а Змиттер третьего транзисторного ключа через резистор соединен с отрицатель- ным выводом источника питания и через конденсатор подключен к входу одновибратора, выходом подсоединенного к базе nsjSB.oro эмиттерного повторителя, в KOJV лекторную цепь которопэ включен светодиод при этом анод светодиода подключен к эмиттеру первого травзисторното ключа, нагрузкой второго амиттерного повторителя является охотка электромагнитного реле, переключающий контакт которого средней точкой подключен к базе второго транзисторного ключа, кодлектор которого через резистор подключ к размыкающему контакту реле, замыкающий контакт которого соединен через второй резистор с отрицательным выводом источника питания, кроме того, эмиттер второго травзисторного ключа подсоединен к инвертору и через , поспедовательно. соединенные резистор и излучатель оптрона к аноду тиристора, управляющим электродом подключенного через измерительный резистор к отрицательному выводу источника питания,подсоединенному к катоду тиристора. На чертеже представлена электрическая схема генераторного устройства. Устройство содержит аккумуляторный источник 1 питания, параллельно выводам которого подключено реле 2 минимального напряжения, подсоединенное к транзисторному ключу 3, приемник 4 многофункционального оптрона, включенный в коллекторную цепь третьего транзисторного ключа 5, эмиттер которого с помощью резистора 6 соединен с отрицательным выводом источника 1 питания и с помощью конденсатора 7 соединен с входом одновибратора 8. Выход поспеднего подключен к усилителю тока, содержащему два последовательно включенных эмиттарных повторителя 9 и 1О, в коллекторную цепь повторителя 9 нключен светодиод 11, подсоединенный к эмиттеру транзисторного ключа 3. При этом нагрузкой усилителя тока является электромагнитное реле 12, обмотка которого включена в эмиттерную цепь повторителя 1О, Кроме того, переключающий контакт 13 реле средней точкой подсоединен к базе второго последовательного транзисторного ключа 14, коллектором подключенного с помощью резистора 15 к нормально замкнутому контакту 13, а нору{ально разомкнутый контакт соединен с помощью второго резистора 16 с отрицательным выводом источника 1 питания. Переход база-коллектор второго транзисторного ключа 14 зашунтирован высокоомным резистором 174 При этом эмиттер второго транзисторного ключа 14 подсоединен к инвертору 18 и с помощью последовательно соединеннь1х резистора 19 н излучателя 20 оптрона - к аноду тиристора 21, управляющим электродом подключенного через измерительный резистор 22 к отрицательному выводу источника 1 питания,. подсоединеннсжлу к катоду упомянутого тиристора 21, задающий генератор 23 выходом подключен к входу инвертора 18, подключенному с помощью трансформатора 24 к узлу 25 искрозащиты. Узел иокрозащиты содержит два фильтра 26 и 27 высокой частоты (ФВЧ) и два быстродействующих ключа-тиристора 28 и 29, ислюченных встречно-параллельно. Узлы 23,18 и 24 образуют фо змирс ватепь импульсов, который вырабатывает импульсы типа меандр. Одновибратор 8 вырабатывает прямоугольный импульс, длительность которого определяется параметрами резистора 6 и конденсатора 7 Генераторное устройство работает следующим образом. В исходном состоянии в нормальном рабочем режиме, второй поЪпедовательнб1й ключ 14 находится в открытом состоянии которое обеспечивается низкоомным резис тором 15. Переключающий контакт 13 находится в положении Q, светодиод 11 не горит. Высокоомный резистор 17, , шунтирующий переход база - коллектор транзисторного ключа 14, необходим для того, чтобы в момент переключения контактов 13 последовательный ключ 14 не находился в режиме с отключенной базой. При коммутации цепи нагрузки в разряде возникает сигнал, состоящий из высокочастотных составл5цощих. Используя в качестве датчика начала коммутации Фильтр высокой частоты (ФВЧ) 26 или 27, в момент коммутагми включается быстродействуюимй ключ-тиристор 28 или 29 {в зависимости от фазы выходного напряжения в момент коммутации) и закорачивает выходную обмотку траноформатора 24. В цепи питания инвертора 18 резко увеличивается ток, и за счет увеличения падения напряжения на измерительном резисторе 22 включается тиристорный ключ 21, загорается излучатель 20 многофункционального оптро на, включающий приемник 4 последнего, при этом открывается транзистор 5 и через конде.нсатор 7 запускает одновибратор 8. Одновкбратор 8 срабатывает и воим выходным импульсом открывает эмиттерный повторитель 9, при згом загорается светодиод 11. Усиленный по току импульс открывает второй транзистор 1О, что вызывает срабатывание элек тромагнитного реле 12. Контакт 13 элек тромагнитного реле 12 переключается вз положения о( в положение Ъ , траязво торный ключ 14 закрывается и обесточивает инвертор 18 и выходную цепь нагрузки АВ. По окончании действия импулы сов одновибратора 8 прекращает светиться светодиод 11 и электромагнитное 12 возвращается в исходное состояние Контакты 13 переключаются в положение с , и открывается транзисторный ключ 14 Если за время действия импульса одновибратора. коммутация цепи нагрузки не прекратилась, процесс повторяется. При прекращении коммутации генераторное устройство автоматически возвращается в рабочий режим. Технико-экономическая эффективность прюдлагаемого устройства заключается в повышении надежности. Это достигается тем, что в аварийном режиме большой ток через тиристо{ы течет в течение короткого времени, необходимого для срабатывания одновибратора, а это, в свою очередь, приводит к существенному снажению энергопотребления в аварийном режиме, так как выделенный в аварийном режиме сигнап, воздейс вуя на тиристорный ключ, вызывает срабатывание устройства и отключение цепи нагрузки от источника питания. Форм у л изобретения Генераторное устройство с искробезопасным Шз1ходом, содержащее аккумуляторный источник питания, параллельно выводам которого подключено реле минимального напряжения, выходом подсоединенное к первому транзисторному ключу, формирователь импульсов, подсоединенный к узлу искрозащиты и выполненный в виде последовательно включенных задающего генератора, инвертора и трансформатора, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и снижения энергопотребления в аварийном режиме, в него введены одновибратор, тиристор с измерительным резисторсм, второй транзисторный ключ, усилитель Т1жа, соде1 жаший два последовательно соединенных эмиттерных повторителя, светодиод и электромагнитное реле, третий травзиоторный ключ, многофункциональный оптрон, приемник которого включен между эмиттером первого транзисторного ключа и базой третьего транзисторного ключа, коллектор которого подсоединен к эмиттеру первого транзисторного ключа, а эмиттер третьего транзисторного ключа через резистор соединен с отрипателыным выводом источника пнтания в через конденсатор подключен к входу одноввбратора, ш 1ходом подсоединенного к базе первого «литтерного повторителя, в коллекторную цепь которого включен светодиод, подсоединенный к эмиттеру первого транзисторного ключа, при этом нагрузкой второго эмиттерного повторителя является обмотка электромагнитного реле, переключающий контакт которого средней точкой подключен к базе второго траввно

торного ключа, коллектор которого через резистор подключен к размыкающему контакту реле, замыкающий контакт которого соединен через второй резистор с отрицательным выводом источника питания, кроме того, эмиттер второго транзисторного ключа подсоединен к инвертору и через последовательно соединенные резистор и излучатель оптрона к аноду TJ ристора, управляющим электродом подключенного через измерительный резистор к отрицательному выводу источника питания, подсоединенному к катоду тиристора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Л., 1976, с. 53.

с. 10-20, Р. 1.