Устройство для обеспечения искробезопасности электрических цепей переменного тока Советский патент 1988 года по МПК E21F9/00 H02H7/00 

Ktq

-I JS

ю ел

со ел

со

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам и устройствам обеспечения искробезопасности э пектрических цепей переменного тока, и может быть использовано для создания осветительных установок, работающих на повышенной частоте и имеющих искробезопасные параметры, 1|1рименяемые во взрывоопасных средах предприятий горной, нефтехимической и газовой ||1ромышленности.

I Целью изобретения является увеличение шскробезопасной мощности и повыщение надежности работы.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - диаграм- jMbi, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит источник 1 постоянного тока, к которому подключен задающий генератор 2 и инвертор-формирователь 1 выходного сигнала, выполненный по мосто- Е.ой схем-е, в диагональ которого включена кагрузка 4. Генератор 2 формирует треуголь- юе напряжение повышенной частоты, поступающее на первичную обмотку 5 трансформатора 6 блока 7 обеспечения искробезо- гасной мощности. Блок 7 обеспечения искро- безопасной мощности выполнен на двух транзисторах 8 и 9, трансформаторе 6 и измери- т|ельном резисторе-датчике 10 тока. Две сек- ии 11 и 12 вторичной обмотки трансформатора 6 подключены через резисторы Il3 и 14 к базам транзисторов 8 и 9. К коллекторам транзисторов 8 и 9 подключены г|ервичные обмотки трансформаторов 15 и 16 управления инвертором, вторичные об.мотки фторых подключены через резисторы к ба- .ово-эмиттерным переходам верхних транзис- TJopOB 17 и 18, инвертора 3, а вторичные с|бмотки для управления «нижними транзис- т Орами 19 и 20 инвертора 3 включены од- Иими выводами к общему приводу 21 источника 1 постоянного тока, а вторы.ми выводами подключены через резисторы к базам Нижних транзисторов 19 и 20 инвертора 3, при этом между базами и эмиттерами каждого транзистора инвертора включены защитные диоды.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения питания от источника 1 постоянного тока задающий генератор 2 начинает формировать треугольное напряжение Ui (фиг. 2), поступающее на первичную обмотку 5 трансформатора 6 блока 7 обеспечения искробезопасной мощности. При этом на секциях 11 и 12 вторичной обмотки трансформатора 6 формируются противофазные треугольные напряжения U2 и из (фиг. 2), поступающие на базы транзисторов 8 и 9. На вторичных сбмотках трансформаторов 15 и 16 управления формируются прямоугольные напряжения U4 и Us (фиг. 2), поступ-ающие в противофазе на транзисторы 17, 19 и 18, 20 соответственно и на нагрузке формируется напряжение Ue (фиг. 2).

5

5

На транзисторах 8 и 9 выполнен узел сравнения неизменного по амплитуде и частоте треугольного напряжения (Ug и Уз, фиг. 2), поступающего на базы транзисторов и изменяющегося от величины нагрузки падения напряжения Uy (фиг. 2) на измерительном резисторе-датчике 10 тока. Чем больше ток нагрузки инвертора, тем больще падение напряжения на резисторе-датчике 10 тока и тем .меньще длительность импульсов 0 прямоугольного напряжения U4 и Us, а следовательно, и импульсов прямоугольного напряжения Uf, (фиг. 2) на нагрузке 4. Выбором величины резистора 10 устанавливается необходимая величина паузы t (фиг. 2), достаточная для деионизации плазмы, чтобы энергия импульса t,, (фиг. 2) была недостаточна для воспламенения взрывоопасной смеси при коммутационных разрядах.

При перегрузке инвертора происходит стабилизация тока в нагрузке, так как, чем 0 больше ток нагрузки инвертора, тем меньще становится длительность и.мпульса 1„ и боль- Hie величина паузы t (фиг. 2), вплоть до режи.ма короткого замыкания. При повыще- нии напряжения питания инвертора происходит стабилизация энергии импульса прямоугольного напряжения „ (фиг. 2), так как возрастание амплитуды импульса компенсируется уменьшением его длительности. Этим -обеспечивается повышенная искробезопас- ная .мощность.

Повышенная надежность устройства обеспечивается тем, что при любом повреждении в схеме в цепи нагрузки сохраняются искробезопасные параметры.

Включение вторичных обмоток трансформаторов 15 и 16 для управления «нижними транзисторами 19 и 20 инвертора 3 одними выводами на обпхий провод 21 источника 1 постоянного тока, а вторыми выводами на базы указанных транзисторов обеспечивает надежное закрывание транзисторов инвертора при коротком замыкании 0 в нагрузке.

Формула изобретения

Устройство для обеспечения искробезопасности электрических цепей переменного тока, содержащее измерительный резистор, источник постоянного тока, к которому подключен задающий генератор повыщенной частоты, и инвертор, выполненный по мостовой схе.ме, в диагональ которого подключена нагрузка, отличающееся тем, что, с целью увеличения искробезопасной мощности и по- выщения надежности работы, оно снабжено блоком обеспечения искробезопасной мощности, содержащим узел сравнения,,выполненный на двух транзисторах, базы кото- 5 рых через резисторы подключены к выводам вторичной обмотки трансформатора, имеющей отвод от середины, подключенный к общему проводу источника постоян0

5

5

0

ного тока и к одному из выводов измерительного резистора, другой вывод которого подключен к объединенным выводам эмиттеров транзисторов, первичная обмотка трансформатора включена между выходом задающего генератора повышенной частоты и общим проводом источника постоянного тока, а коллекторы транзисторов и объединенные выводы их эмиттеров подключены к входам инвертора.

Изобретение относится к электротехнике и м.б. использовано для создания асветительных установок, применяемых во взрывоопасных средах предприятий горной, нефтехимической и газовой пром-сти. Цель - увеличение искробезопасной мощности и повышение надежности работы. Устр-во содержит источник 1 постоянного тока, к которому подключен задаюш,ий генератор 2, и инвертор 3, выполненный по мостовой схеме. Б диагональ моста включена нагрузка 4. Треугольное напряжение повышенной частоты с генератора 2 поступает на первичную обмотку 5 трансформатора 6 блока 7 обеспечения искробезопасной мощности. Последний содержит узел сравнения на двух транзисторах (Т) 8 и 9, трансформатор б и измерительный резистор (Р) 10 - датчик тока. К базам Т 8 и 9 через Р 13 и 14 подключены секции 11 и 12 вторичной обмотки трансформатора 6. В узле сравнения сравниваются неизменное по амплитуде и частоте треугольное напряжение, поступающее на базы Т 8 и 9, и изменяющееся от величины нагрузки 4 падение напряжения на Р 10. Чем больше ток нагрузки инвертора 3, тем больше падение напряжения на Р 10 и тем меньше длительность импульсов прямоугольного напряжения на нагрузке 4. 2 ил. 1C (Л

Фиг. г