Тиристорное устройство управления и защиты электромагнитной муфты привода горной машины Советский патент 1986 года по МПК E21C35/24 

фи9. f

дически открывается с частотой питающей сети. Моменты открытого состояния ключа 19 совпадают с паузами в напряжении на выходе тиристорного выпрямителя 1, которые обеспечиваются импульсами НО 6, поступающими на синхровход БУ 5. Наличие коротких импульсов на выходе порогового элемента (ПЭ) 11 свидетельствует о периодическом приложении с частотой питающей сети напряжения источника 4 к питающим жилам кабеля. Это свидетельствует об исправности след тощих элементов. НО 6, элемента ИЛИ 9 ключа 19, ГО 11, источника 4 напряжения, фильтра 3. Короткие импульсы с выхода ПЭ 1 поступают на квазипиковый детектор 14 и поддерживают

73547

его в заряженном состоянии. При попадании коротких импульсов на выходе ГО 11, что однозначно свидетельствует о неисправности устройства, квазипиковый детектор 14 разряжается. Напряжение снижается до нуля, срабатывает НО 7. На его выходе появляется напряжение, которое поступает на световой индикатор 17 и через элемент ИЛИ 10 и инерционное звено 15 на электромагнитное реле 2. Оно срабатывает, и происходит аварийное отключение , Зажигание индикато: ра 17 указьшает на неисправ - ность устройства . Таким обра зом обеспечивается активный самоконтроль устройства на исправность. 5 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и позволяет повысить надежность и расширить функциональные возможности устр-ва. Для этого в нормальном режиме работы фазовое управление тиристорами в соответствии с заданной величиной осуществляется блоком управления (БУ) 5. При зтом нуль-орган (НО) 6 вырабатывает синхроимпульсы, синхронизирующие НУ 5 с частотой питающей сети. Импульсы напряжения поступают также на управляющий вход ключа 19, который периоЗлектрона нитная мудзта

Устройство относится к горной проньшшенности и может быть исполь-. эовано для управления приводами горных машин, оснащенных электромагнитными муфтами скольжения.

Целью изобретения является повышение надежности и расширение функциональных возможностей устройства.

На фиг.1 представлена функцио.напьная схема устройства; на фиг.2 первый пороговый элемент; на фиг.З квазипиковый детектор; на фиг.4 и 5- осцилограммы работы устройства.

Тиристорное устройство управления и защиты электромагнитной муфты привода горной машины содержит тиристорный выпрямитель 1, электромагнит-t ное реле 2, первый фильтр 3, источник 4 постоянного напряжения, одной клеммой подключенный к заземлению, блок 5 управления тиристорами.

Новым в устройстве является то, что оно дополнительно снабжено первым и вторым нуль-органами 6 и 7, - первым, вторым и третьим элементами ШШ 8, 9 и 10, первым и вторым пороговыми элементами П и 12,вторым фильтром 13, квазипиковым детектором 14, инерционным звеном 15, тремя световыми индикаторами 16, 17 и 18, электронным ключом 19. Под нагрузкой тиристорного выпрямителя подразумевается электромагнитная муфта 20.

Источник переменного напряжения и задатчик тока возбуждения на схеме условно не показаны.

Тиристорный выпрямитель 1- представляет собой управляемый двухполупериодный тиристорный выпрямитель с трансформатором со средним выводом. Фильтр 3 представляет собой фильтр присоединений, собранный из диоднорезисторных цепочек, число которых равно числу контролируемых фаз. Источник 4 постоянного напряжения может быть любого типа с входным напряжением 30-70 В. Блок 5 управления представляет собой стандартную схему фазового управления тиристорами (фазосдвигающее устройство) либо другие схемы управления тиристорами. Первый нуль-орган 6 необходим дпя синхронизации блоки 5, а также всего устройства в целом с частотой питающей сети и представляет собой любую стандартную схему нуль-органа, вырабатывающую синхроимпульс при прохождении переменного питакщего напряжения через нуль. Конструкция второго нуль-органа 7 аналогична нуль-органу 6. Элементы ИЛИ 8-10 представляют собой стандартные схемы ИЛИ на полупр|х водниковых диодах. Первый пороговый элемент 11 предназначен дпя обеспечения защитного отключения при превьш1ении величины оперативного тока, проходящего по цепи: источник 4 постоянного напря жения - пороговый элемент 11 - элек тронный ключ 19 - фклътр 3 - сопротивление изоляции 2. Возможная схема реализации перво го порогового элемента 11 представлена на фиг,2, Второй пороговый эд.е мент 11 представляет собой диод транзисторную оптопару с пороговыми элементами на операционном усилител Пороговый элемент 12 представляет собой известную схему на операционном усилителе. Фильтр 13 представляет собой известную схему избирательного фильтра, настроенного на частоту питающей сети. Квазипиковый детектор 14 сы, фиг,3) представляе собой диодно-конденсаторную цепочку с малой постоянной времени заряда и большой постоянной разряда, что , обеспечивается разрядными резистора ми R,, R. Инерционный элемент 15 известный элемент, исключающий срабатывание электромагнитного реле 2 от коротких импульсов, Световые индикаторы 16, 17 и 18 представляют собой светодиодные индикаторы. Устройство работает следующим образом, В нормальном режиме работы блок 5 управления осуществляет фазовое управление тиристорами в соответстВИИ с величиной, заданной задатчико тока возбуждения. При этом первый нуль-орган 6 вырабатывает синхроимпульсы, синхронизирующие блок 5 управления с частотой питающей сети. Кроме того, импульсы напряжения Ug (фиг, 1 и 4) поступают на управляющий вход электронного ключа 19, Ключ 19 периодически открывается с частотой питающей сети. При этом моменты открытого состояния ключа совпадают с паузами в напряжении на выходе тиристорного выпрямителя 1, которые обеспечиваются импульсами нуль-органа, поступающими на синхровход блока 5 управления., В момент открывания ключа 19 постоянное напряжение источ ника 4 прикладашается через первый пороговый элемент I1 и первый фильтр З.к жилам кабеля, питающим нагрузку 20, и выходным клеммам тиристорного выпрямителя I, При этом по цепи источника напряжения - пороговый эле,мент 11 - электронный ключ 19 473 - сопротивление изоляции фильтр - земля протекает оперативный ток 1„ {фиг,4). Емкостная составляющая оперативного тока обуславливает большую его величину при открывании ключа и последующем его спада.НИИ до величины, ограниченной активной составляющей сопротивления изоляции кабеля Гц, Если изоляция не нарушена и г., велико., то форма тока i „, проходящего через первый пороговый элемент 11, имеет форму, представленную на фиг,4, Выбросы тока i приводят к кратковременному срабатыванию первого порогового элемента 11 и появлению на его выходе коротких импульсов. Наличие коротких импульсов на выходе первого порогового элемента 1I свидетельствует о периодическом приложении с частотой питающей сети напряжения источника 4 к питающим жилам кабеля, что, в свою очередь, свидетельствует об исправности следующих элементов нуль-органа 6, элемента ИЛИ 9, электронного ключа 19, первого порогового элемента 11, источника 4 постоянного напряжения, первого фильтра 3, Короткие импульсы с выхода первого порогового элемента J1 поступают на квазипиковый детектор 14 и поддерживают его в заряженном состоянии. При пропадании коротких импульсов на выходе первого поро- гового элемента 11, что однозначно соответствует неисправности устройства, квазипиковый детектор 14 разряжается, напряжение U (фиг,5) снижается до нуля, срабатывает нульорган 7, на его выходе появляется напряжение U, которое поступает иа третий световой индикатор 17 и через .третий злемент ИЛИ 10 и инерционное звено 15 на электромагнитное реле 2, Реле 2 срабатывает, и происходит аварийное отключение. При этом зажигание индикатора 17 указывает на неисправность устройств. Инерционный элемент 15 в нормальном режиме работы исключает срабатывание реле 2 от коротких импульсов, поступающих с выхода порогового элемента 11, Таким образом обеспечивается активный самоконтроль устройства на исправность. Если устройство исправно, то периодическая подача напряжения относительно земли и питающих жил кабеля приводит к появлению one(ративноготока i,, (фиг.4). Если активное сопротивление изоляции кабеля г(, велико, то величина оперативного тока к моменту запирания электронного ключа 19 ниже порога срабатывания первого порогового элемента I1 и на его выходе присутствуют лишь короткие импульсы напряжения образующиеся в результате выбросов оперативного тока. Если же изоляция кабеля г{9врел1дена и ее сопротивление мало, то величина оперативного тока в конце синхроимпульса достаточна дпя поддержания первого порогового элемента 11 в сработанном состоянии и напряжение с его выхода через первый элемент ИЛИ 8 запирает блок 5 управления тиристорами и через второй элемент ИЛИ 9 поддерживает электронный ключ 19 в открытом состоянии При этом ти исторы запираются, и с некоторой задержкой срабатывает реле 2, производя защитное отключение Эта задержка, обусловленная инерционностью элемента I5 и реле 2, в сумме подбирается по требованиям .безопасности не больше 0,1 с). При этом Iзажигается первый световой индикатор 16, свидетельствующий об утечке в кабеле. Таким образом контролируется сопротивление изоляции кабеля. Запирание тиристоров при помощи .синхроимпульса, вырабатываемого первым нуль-органом 6, приводит ,.к отсутствию напряжения в кабеле на весь период измерения сопротивления изоляции, обеспечивая высокую точность измерения и помехоустойчивости устройства

В случае возникновения утечки со стороны вторичной обмотки трансформатора тиристорного выпрямителя переменное напряжение складывается с напряжением источника 4 постоянного напряжения. При этом в положительный полупериод пороговыйэлемент 11 срабатывает, а в отрицательный - отпускает вследствие встречного действия .отрицательного полупериода на источник А и уменьшения оперативного тока i (, ниже порога срабатывания. В этом .случае на выходе первого порогового элемента 11 присутствует напряжение с частотой 50 Гц, которое выделяется фильтром 13 и приводит к срабатыванию второго порогового элемента 12. При этом зажигается второй световой

индикатор 18 Утечка в аппарате и происходит защитное отключение. Таким образом осуществляется индикация поврежденных цепей.

Тиристорное устройство управления и защиты электромагнитной муфты привода горной машины осуществляет активный самоконтроль исправности элементов, что исключает потерю управляемости устройства, уменьшает вероятность создания аварийных ситуаций, повьшгает безопасность обслуживакицего персонала.

При возникновении утечки в кабеле или приприкосновении человека к токоведущему проводу осуществляется быстрое снятие напряжения с кабеля с последуклдим отключением при помощи реле 2.

Таким образом достигается резер вирование защитного отключения и более высокое быстродействие отключения опасного напряжения в кабеле.

Формула изобретения

Тиристорное устройство управления и защиты электромагнитной муфты привода гор1ной машины, содержащее источник переменного напряжения, источник постоянного напряжения, первый фильтр, электромагнитное реле, блок управления тиристорами, выход которого связан с управляющим входом тиристорного выпрямителя, выходные клеммы которого подключены к нагрузке, отличающееся тем, что, с целью повьЩ1ения надежности и расширения функциональных возможностей устройства, оно снабжено вторым фильтром, электронным ключом, инерционным звеном, квазипиковым детектором, задатчиком тока возбуждения, двумя пороговыми элементами, тремя элементами ИЛИ, тремя световыми индикаторами и двумя нуль-органами, причем выход источника переменного напряжения подключен к входу первого нуль-органа, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ подключен к первому входу блока управления тиристорами, & выход второго элемента ИЛИ - к управляющему вхоДу электронного ключд, выход которого соединен через первый фильтр с входом нагрузки, выход источника постоянного напряжения связан с входом первого порогового элемента, первый выход которого подключен к магистральному входу электронного ключа, а второй выход перво го порогового элемента подключен к входам квазипикового детектора, второго фильтра, первого светового индикатора, а также к вторым входам первого и второго элементов ИЛИ и к первому входу третьего элемента ИЛИ, выход которого через инерцион.ное звено соединен с входом электромагнитного реле, выход второго фильт ра связан с входом второго порогового элемента, выход которого соединен с входом второго светового индикатора и с вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход квазипикового детектора связан с входом второго нульоргана, выход которого соединен с входом третьего светового индикатора и с третьим входом третьего элемента ИЛИ, а выход задатчика тока возбуждения подключен к второму входу блока управления тиристорами, при этом тиристорный выпрямитель выполнен в виде двухполупериодного управляемого выпрямителя с трансформатором , имеющим средний вывод.

Н источнинц постоянного напртений

Фи.г

L 1

20кОм гулт п,Ы п п п b-k-k L n n П П

иг. гъ п п r