Устройство для защиты от перегрузки в цепи нагрузки Советский патент 1989 года по МПК H02H3/08 

Изобретение относится к электро технике, в частности к устройствам защиты, обеспечивающим отсоединение цепи нагрузки от питающих пгин при перегрузках по току, а также при обрыве линии питания или в самой нагрузке.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем контроля обрыва в цепи нагрузки.

На фиг. 1 и 2 показаны принципиальные электрические схемы устройства, которые отличаются только, вклю- чением преобразователя тока в напряжение.

Цепь 1 нагрузки подсоединена межд входными зажимами устройства 2 и 3, размыкающий контакт 4 коммутирующего элемента 5, преобразователь 6 тока в напряжение. Коммутирующий элемент 5 (обмотка реле) включен в коллекторную цепь транзистора. исполнительного блока, база которого подсоединена к выходу первого дифференциального усилителя 8 через первый индикатор 9, например светодиод, и резистор 10, и к выходу второго дифференциального усилителя 11 через второй индикатор 12 и резистор 13. Первый измерительный мост из резисторов 14- 17 подсоединен одной диагональю к входам первого дифференциального усилителя 8, причем неинвертирую1ций вход соединен с собственным выходом через первьм диод 18, а второй - диагональю к шине и выходу преобразователя 6 тока в напряжение.

Точно так же подсоединен и второй измерительньй мост из резисторов 19- 22, только одной диагональю он подсоединен к входам второго дифференциального усилителя Выход первого дифференциального усилителя 8 соединен с инвертирующим входом второго дифференциального усилителя 11 через второй диод 23. Неинвертирующие входы первого и второго усилителей за- шунтированы соответственно конденсаторами 24 и 25. Смещение на оба усилителя подается через замыкающий контакт 26 и диоды 27 и 28.

Устройство работает следующим образом.

При подаче на устройство напряжения полярностью, указанной на фиг.1 и 2, через цепь 1 нагрузки походит ток. На преобразователе 6 тока в на

0

5

5

0

5

0

45

50

55

пряжение формируется сигнал, пропор- циональньпЧ протекающему по нему току. Измерительные мосты выполнены таким образом, что на инвертирующих входах дифференциальных усилителей 8 и 11 напряжение больше, чем на неинвертирующих, и поэтому на их выходах формируется низкий уровень напряжения. Транзистор 7 закрыт и коммутирующий элемент 5 не возбужден, контакт 4 остается в замкнутом состоянии, а через индикаторы 9 и 12 ток не идет.

Если в какой-то момент произошла перегрузка по току, тогда преобразователь 6 тока в напряжение вьщает сигнал, который увеличивает сигнал на неинвертирующем входе усилителя

8до уровня, превосходящего уровень на инвертирующем входе этого усилителя, при этом на инвертирующем входе усилителя 11 уровень входного сигнала также увеличивается. На выходе усилителя 8 появляется сигнал высокого уровня, а на выходе усилителя 11 уровень остается низким. Через диод 18 на неинвертирующий вход усилителя 8, а через диод 23 на инвертируюп51Й вход усилителя 11 подается высокий уровень напряжения, удерживая усилитель 8 в этом состоянии, а усилитель 11 в начальном состоянии. После того, как через базу транзистора 7 пойдет ток, ограниченный резистором 10, транзистор откроется и коммутирующий элемент 5 сработает, размыкая контакт 4, обесточивая цепь 1 нагрузки и уменьшая до минимума сигнал с преобразователя 6 тока в напряжение. Через индикатор

9походит ток и индикатор сигнализирует о перегрузке по току. Индикатор 12 обесточен.

Если в цепи 1 нагрузки произошел обрыв, напряжение на инвертирующем входе усилителя 11 будет меньше, чем на неинвертирующем, так как сигнал на выходе преобразователя в напряжение уменьшается, что приводит к возрастанию вьссодного напряжения этого усилителя до максимально возможного высокого уровня. При этом индикатор 12 сигнализирует обрыв в цепи нагрузки, а коммутирующий элемент 5 размыкает контакт А, снимая с цепи 1 нагрузки напряжение источника, .обеспечивая тем самым предотвращение нештатного режима других цепей нагрузки, так как оторванная цепь, например в разъеме может замкнуться на какую либо другую цепь, вызвав вы- ход из строя саму нагрузку или контрольный прибор, контролиругаций работу нагрузки.

Усилитель 8 остается в исходном состоянии, когда на его выходе напря жение низкого уровня и индикатор 9 не возбужден.

Для возвращения усилителей в исходное состояние без снятия напряжения с входных зажимов замыкают контакт,26.

Конденсаторы 24 и 25 устанавливаю для более надежной работы устройства при подаче на его входные зажимы напряжения, они создают перекос напря- жений на входах усилителей 8 и 11 тогда, когда на их выходах напряжение имеет низкий уровень.

Индикаторы 9 и 12 могут включаться и параллельно резисторам 10 и 13 и база транзистора 7 соответственно, если базовый ток превьппает или меньше рабочего тока индикаторов.

Коммутирующий элемент 5 может быть не только реле или контактором, но и транзистором, в котором база коммутирующего транзистора должна подсоединяться к коллектору транзистора 7. Контакт 4 может включаться и в отрицательную шину. В эмиттере транзистора 7 может включаться диод для создания напряжения смещения при пропускании через этот диод тока смещения .

Таким образом, данное устройство имеет расширенные функциональные возможности, так как реагирует и отключает цепь нагрузки от источника питания не только при перегрузке по току, но и при обрьте цепи питания

в самой нагрузке, соединительных цепях или разъемах. Устройство снабжено также индикаторами, которые сиг- налиризуют об аварийном режиме.

Формула изобретения

Устройство для защиты от перегрузки в цепи нагрузки, содержащее включенные между щинами питания последовательно соединенные преобразователь тока в напряжение и коммутирующий элемент исполнительного блока,

5 первый измерительный мост, одно полу- плечо-- которого включено между шинами питания, другое полуплечо - между выходом преобразователя тока в напряжение и одной из шин питания, а его измерительная диагональ подключена к соответствующим входам первого дифференциального усилителя, выход которого соединен с входом исполнительного блока, включенного меж5 ДУ шинами питания, первый диод включен в цепь положительной обратной связи первого дифференциального усилителя, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем контроля об- рьша в цепи нагрузки, дополнительно введены второй дифференциальный усилитель, второй измерит ел ijHbui мост, второй диод, причем полуплечи второго измерительного моста включены па0

35

40

45

раллельно полуплечам первого измерительного моста, измерительная диагональ второго измерительного моста подключена к соответствующим входам второго дифферен циального усилителя, выход которого подключен к входу исполнительного блока, второй диод в прямом направлении включен между выходом первого дифференциального усилителя и инвертирующим входом второго дифференциального усилителя.

0Фиг. 2

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам защиты в цепи нагрузки. Цель изобретения - расширение функциональных + возможностей путем обрыва в цепи нагрузки. При возникновении перегрузки срабатывает дифференциальный усилитель 8, сигнал с его выхода блокирует срабатывание дифференциального усилителя 11 и открывает транзистор 7, в результате чего срабатывает реле 5 и своим контактом 4 раз- рывает цепь питания нагрузки 1. При возникновении обрьта в цепи нагрузки 1срабатывает дифференциальный усилитель 11, после чего срабатывает реле 5 и своим контактом 4 разрывает цепь питания нагрузки 1. В том и в другом режимах работы производится индикация с помощью индикаторов 9 и 12. 2ил. (Л j. СП 00 4 ф