Устройство для тепловой защиты электрического аппарата Советский патент 1984 года по МПК H02H5/04 

Изобретение относится к устройствам для тепловой згцпиты и может быть использовано для згцциты от тепловых перегрузок электромашин и электрических аппарйтрв, в частности пускорегулирую1цих аппаратов для газоразрядных ламп, I Известно устройство для защиты электродвигателей, в котором для контроля температуры использованы термисторы содержащее блок питания, схему управления, состоящую из двух параллельно включенных тёрмисторов, последовательно которым включены туннельные диоды и исполнительный орган -.транзистор со схемой ИЛИ на входе, управляющий электромагнитным реле. Работа устройства основана на том, что при росте температуры объекта защиты, сопротивление тёрмисторов падает, следовательно увеличивается ток через туннельные диоды. При определенном значении тока происходит скачкообразное изменение падения напряжения на туннельных диодах, в результате чего открывает- . ся исполнительный орган-транзистор, шунтируется обмотка реле и отключается объект Защиты Cl.

Однако известное устройство не обладает высокой стабильностью защитных характеристик поскольку изменение условий эксплуатации (например, температуры окружающей среды или сетевого напряжения ) приводит к изменению уставки срабатывания. Кроме того, после охлаждения защищаемого объекта устройство возврашается в исходное состояние что во многих случаях нежелательно. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для температурной завдаты электродвигателя, содержащее источник питания с целью стабилизации, операционный усилитель, охваченный обратной связью, первый вход которого подключен к термодатчику, а второй к опорному потенциометру, общий вывод операционного усилителя соединен с точкой соединения термодатчика и опорного потенциометра, а выход операционного усилителя присоег динен к управляющей цепи тиристора, включенного последовательно с выходным органом 12 3,

Данное устройство работает по принципу сравнения управляющего сигнала, снимаемого с термодатчика и напряжения, снимаемого с опорного потенциометра, В условиях, когда тепература Обмотки защищаемого объекта не превышает допустимой величины | выходное напряжение операционного усилителя равно нулю. При повышении температуры термодатчик изменяет свое сопротивление, выходной , сигнал операционного усилителя возрастает и вызывает срабатывание тиристора и исполнительного органа, 5 Однако в условиях, когда защища. емый объект в номинальном режиме работает при температурах, близких к максимально допустимым, а увеличение его температуры при возникновении 0 аварийного режима происходит с неболыЮй скоростью 2-3 град/мин и менее (такие условия работы характерны, например, для пускорегулирукнцих аппаратов), такое схемное решение

5 не обеспечивает необходимой стабильности защитных характеристик и чувствительности. Отсутствие релейной передаточной характеристики у операционного усилителя и известная нестабильность характеристик тиристора (связанная, например,с изменением температуры окружающей среды ) обусловливает нестабильность установки срабатывания. Кроме того, низкий коэффициент усиления усилителя ограничивает чувствительность устройства.

Целью изобретения является повышение точности и чувствительности устройства путем повьшения стабильности его защитных характеристик.

0 Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем источник питания с целью стабилизации, операционный усилитель, охваченный обратной связью, первый вход которо5 го подключен к термодатчику,.а второй к опорному потенциометру, обвдий вывод операционного усилителя соединен с точкой соединения термодатчика и опорного потенциометра, а вы0 ход операционного усилителя присоединен к управляющей цепи тиристора, включенного последовательно с выходным органом, цепь стабилизации выполнена на транзисторе, эмиттер

5 которого соединен с упомянутой точкой соединения термодатчика и опорного потенциометра, коллектор которого соединен с отрицательным выводом источника непосредственно, а

Q база подключена к средней точке делителя напряжения, образованного резистором и стабилитроном, ко.торый подключен к выходу источника питания, причем у операционного усилителя цепь Обратной связи выполнена положительной и включает в себя последовательно соединенные резистор и диод.

На чертеже приведена принципиаль60 ,ная электрическая схема предлагаемо го устройства.

Устройство для тепловой защиты электрического аппарата содержит источник питания 1, подсоединенный к 5 питающей сети, содержащий ограничительный конденсатор 2, диодный мост 3, стабилитрон 4 и сглаживающий конденсатор 5. Кроме того,устройство содержит делители напряжения 6,один из которых образован резисторами 7 и 8, а второй.- резистором 9 и термодатчиком 10, включейными между положительным выводом источника питания 1 /общим выводом блока управления 11 и эмиттером транзистора 12, коллектор которого подсоединен с отрицательному выводу источника питания, а база к средней точке дополнительного делителя, образованного стабилитроном 13 и резистором 14, включенных между выводами источниками питания 1, Входы блока управления 11 соединены со средними точками делителей 6, а выход чеоез делитель напряжения .. образованный оезистооами 15 и 16, подсоединен к управляющему электрод исполнительного органа тиристора 17 в анод .которого включена обмотка электромагнитного реле 18, нормальн замкнутый контакт которого 19 включен последовательно с объектом защиты 20, Обмотка электромагнитного реле 18 защунтирована диодом 21, Блок управления 11 выполнен в виде компаратора на базе интегрального операционного усилителя 22 с цепью обратной связи из резистора 23 и диода 24, которая включена между выходом усилителя 22 и входом, соединенным со средней точкой делителя образованного резистором 9 и термодатчиком 10.

Устройство для тепловой защиты электрических ai;inapaTOB работает следующим образом.

При замыкании сетевого выключателя 25 напряжение питакадей сети прикладывается к объекту защиты 2,0 и блоку.питания 1. При этом, в случае, если температура объекта защиты 20 меньше допустимой величины, то сопротивление термодатчика 10, установленного на обмотке объекта

защиты, оказывается меньше сопротивления опорного резистора 8,-тогда на выходе блока управления устанавливается низкий уровень управляющего напряжения, близкий к нулю по отношению к отрицательному выводу блока питания, Тиристор при этом закоыт и контакт 19 замкнут, Птэи увеличений температуры обмотки защищаемого объекта до критического уровня сопротивление термодатчика 10 увеличивается,

o напряжение на прямом-, входе усилителя 22 превышает напряжение генерации и на выходе блока управления скачком устанавливается высокий уровень напряжения, близкий к величине

5 положительного напряжения источника питания 1, При этом включается тиристор 17 и контакт 19 размыкается, отключая Зсццищаемый объект 20 от питающей сети. После остывания обмотки защищаемого объекта 20 контакт 19 остается разомкнутым до тех пор, пока не будет разомкнут сетевой выключатель 25, Релейность передаточной характеристики усилителя 22 обес печивается цепью обратной связи (резистор 23 и диод 24), Напряжение генерации, при достижении которого на выходе блока управления устанавливается высокий уровень напряжения,

0 определяется величиной резистора 23, Транзистор 12 обеспечивает дополнительную стабилизацию напряжения делителей 6, повьаиая тем самым стабильность опорного напряжения, и одно5временно симметрирует напряжениепитания усилителя 22, Диод 24 устраняет влияние нагрузки блока управления на входную цепь,

Повышение стабилизации напряжения 0 питания делителей, построение.блока управления в виде компаратора, собранного на базе операционного усилителя с положительной связью, позволяет руществённо повысить стабильность 5 защитных характеристик и чувствительности защитного устройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИ- Ы ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО АППАРАТА, содержащее источник питания с цепью стабилизации, операционный усили- тель, охваченный обратной связью, первый вход которого подключен к термодатчику, а второй - к опорному потенциометру, общий вывод операционного усилителя соединен с точкой соединения термодатчика / ,. и опорного потенциометра, а выход операционного усилителя присоединен к управляющей цепи тиристора, включенного последовательно с выходным органом, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и чувствительности устройства путем повы т1ения стабиль.ности его защитных характеристик, цепь стабилизации выполнена на транзисторе, эмиттер которого соединен с упомянутой точкой соединения термодатчика и опорного потенциометра, коллектор соединен.с отрицательным выводом источника непосредственно, а база подключена к средней точке делителя напряжения, образованной резистором и стабилитроном, который подключен к выходу источника питания, причем у операционного усилителя цепь обратной связи выполнена положительной и включает в себя последовательно соединенные резистор и диод. и со