Устройство для температурной защиты электроустановки Советский патент 1989 года по МПК H02H5/04 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для отключения нагрузки, например, электронагревательного элемента при превыше- НИИ в зоне контроля заданной температуры.

Цель изобретения - упрощение конструкции путем уменьшения числа проводов, соединяющих схему управления с датчиком и нагревательным элементом

На чертеже приведена схема устройства для температурной защиты.

На схеме обозначены симистор 1, через который нагрузка 2, выполнен- нал, например, в виде электррнагре- вательного элемента с выходными выводами 3,4, подключена к клеммам 5,6, соединенным с источником переменного тока, делитель напряжения, образован ный первым 7 и вторым 8 резисторами, терморезистор 9 и третий резистор 10 транзисторы 11, 12, образующие пороговый элемент, первый конденсатор 13 диодный мост 14, первый 15, второй 16, третий 17 и четвертый 18 стабилитроны, конденсатор фильтра 19, резисторы 20-22, диод 23 и конденсаторы 24 и 25.

Устройство защиты работает еле- дующим образом.

При подаче напряжения питания через последовательную цепь, образованную конденсатором 13, встречно включенными стабилитронами 15, 16 и переходом управляющий электрод- катод симистора 1, проходит переменный ток, вызывающий отпирание симистора 1 по силовой цепи и включение нагрузки 2, например, нагре- вательного элемента. До амплитудного значения падения напряжения на стабилитронах 15, 16 через выпрямительный мост 14 и резистор 22 зарядится конденсатор фильтра 19. Если температура в зоне установки терморезистора ниже заданной температуры перегрева защищаемого электрооборудования, сопротивление терморезистора 9 велико и, следовательно, напряжение, падающее на резисторе 10, меньше напряжения отпирания порогового элемента на транзисторах 1 1 и 12, задаваемого соотношением резисторов 7 и 8. Напряжение пробоя ста- бшштрона 17 устанавливается ниже напряжения стабкпизации стабилитронов 15 11 16, но выше напряжения, падающего на рряисторе 7, поэтому чо

0

5 0

0

рез стабилитрон 17 и транзисторы 11, 12 ток также не проходит. Поэтому весь ток, ограниченный конденсатором 13, проходит через стабилитроны 15 и 16 и цепь управления С1шпстора 1. За счет этого симистор 1 отпирается в начале каждого полупериода напряжения на сети и все напряжение сети выделяется в нагрузке. Так как ток управления симистором ограничивается конденсатором 13, он опережает анодный ток симистора на 90°, что позволяет надежно отпирать симистор по цепи управления меньшим значением тока, чем постоянным или активным током. Это позволяет уменьшить мощность, потребляемую предлагаемой схемой. Кроме того, симистор 1 отпирается в начале каждого полупериода сети, и все ее напряжение выделяется в нагрузке. Терморезистор 9 образует с резисторами 21 и 10 делитель напряжения. Нижнее плечо этого делителя подключено к входу порогового элемента, образованного транзисторами 11 и 12, а верхнее плечо этого делителя напряжения, составленное терморезистором 9 и резистором 21, через открытый симистор 1 и один из диодов моста 14 подключено к плюсовому выводу диодного моста 14. Подключение терморезистора к аноду симистора позволяет уменьшить число проводов, соединяющих термодатчик, находящийся в 3OHQ, например, электронагревательного элемента, со схемой устройства защиты, с четырех проводников до трех.Когда терморезистор 9 прогревается до температуры, превышающей аварийное значение, падение напряжения на резисторе 10 превысит напряжение отпирания порогового элемента. Транзисторы 11, 12 откроются. Через стабилитрон 17, резистор 20 и диодный мост 14 эти транзисторы шунтируют последовательно включенные стабилитроны 15 и 16 и цепь управления симистора 1. Поскольку напряжение, падающее на стабилитроне 17 и открытых транзисторах 11, 12, меньше напряжения пробоя стабилитронов 15 и 16, то весь ток, протекающий через конденсатор 13, теперь проходит через шунтирующую стабилитроны 15, 16 и цепь управления цепь, образованную диодным мостом 14, стабилитроном 17 и транзисторами 11, 12.

5

Поэтому симистор 1 закрывается, и нагрузка 2 отключается. За счет протекания постоянного тока по цепи, составленной стабилитроном 17, резитором 20 и транзисторами 11 и 12, под действием напряжения на конденсаторе фильтра 19 транзисторы удерживаются в открытом положении и после снижения температуры в зоне терморезистора 9, обеспечивая выключенное состояние электронагревателя 2. Поэтому для повторного включения электронагревателя в работу необходимо обесточить схему устройства с целью снятия напряжения с транзисторов 11 и 12, а затем снова подать напряжение сети на клеммы 5 и 6. Коденсаторы 24 и 25, соединяющие эмиттеры транзисторов 11 и 12 с их базами, обеспечивают релейное переключение транзисторов и помехозащиту схемы.

Поскольку после запирания симис- тора 1 на терморезисторе 9 и резист ре 21 вьщеляется напряжение сети, для ограничения мощности, рассеиваемой на нагретом терморезисторе, и предотвращения выхода его из строя параллельно терморезистору подсоединен стабилитрон 18, снижающий напряжение на нем до напряжения, равного напряжению пробоя стабилитрона 18. При этом на резисторе 21 выделяется основная часть мощности, рассеиваем делителем напряжения. Для снижения .этой мощности в два раза служит последовательно включенный с терморезитором 9 и резистором 21 диод 23. Та как благодаря предложенному подключнию терморезистора он имеет общую точку соединения .с нагревательньм элементом, для соединения нагревательного элемента и установленного в его зоне терморезистора со схемой управления требуется всего лишь трехжильный провод, что позволяет существенно упростить предложенное устройство защиты и повысить надежность его работы.

Резистор 22, вкл1оче1П1ЬЕй в цепь конденсатора фильтра 19, исключает шунтирование в момент подачи питания цепи управления симистора и ложное отпирание транзисторов 11 и 12, за счет поступления напряжения сети когда закрыт симистор, через стабилитрон 18, диод 23 и резистор 21 на эмиттер транзисто1)л 12.

10

15

20

25

30

35

40

45

0

5

Таким образом, введение в схему устройства диода, резисторов и стабилитрона, подключенного параллельно терморезистору, который соединен с резистором первого делителя напряжения через введенные диод и первьй резистор, а с источником питания через включенные последовательно симистор и диод выпрямительного моста, позволяет существенно упростить схему устройства за счет снижения числа проводов, соединяющих схему с термодатчиком и электронагревательным эле- ментом до трех, обеспечивая при этом требуемую точность и надежность защиты. Это позволит предложенному устройству найти применение для защиты различных электроустановок как в про- мьшшенности, так и в быту.

Формула изобретения

Устройство для температурной защиты электроустановки, содержащее выпрямительный мост, симистор, четыре конденсатора, терморезистор, три стабилитрона, четыре резистора, два транзистора, коллектор первого и база второго транзисторов подключены к средней точке делителя, образованного первым и вторым резисторами, первьй и второй выводы которого соединены соответственно с первым и вторым выводами выпрямительного моста, третий вывод которого соединен с первым выводом первого конденсатора и через встречно включенные первый и второй стабилитроны с управляющим электродом симистора, первый вывод которого соединен с четвертым выводом выпрямительного моста и имеет клемму для подключения к первому выводу источника переменного тока, второй вывод симистора имеет клемму для подключения к первому выводу нагрузки, второй вывод первого конденсатора имеет клемму для подключения вторых выводов нагрузки и источника переменного тока, первый вывод второго конденсатора подключен к второму выводу выпрямительного моста, база первого и коллектор второго транзисторов через третий конденсатор соединены с эмиттером первого транзистора, вторым выводом выпрямительного моста и первым выводом третьего резисто1)а, шорой вывод которого подключен к : миттеру второго

715012078

транзистора, первому выводу четвер-шестой резисторы и четвертый стабитого резистора и через четвертый-литрон, подключенный параллельно к

конденсатор - к средней точке дели-терморезистору, первый вывод которого

теля, второй вьшод четвертого резис-соединен с вторым выводом симистора,

тора через третий стабилитрон, вклю-а второй вывод - через последовательченный в прямом направлении, соеди-но включенные диод в прямом направленен с первым выводом выпрямительногонии и пятый резистор с вторым вывомоста, отличающееся тем,дом третьего резистора, первый вывод что, с целью упрощения конструкции JQ шестого резистора соединен с вторым

путем уменьшения числа проводов, со-выводом второго конденсатора, а втоединяющих схему управления с датчи-рой вывод - с первым выводом выпрямиком и нагревательным элементом, до-тельного моста, полнительно введены диод, пятый и

Изобретение предназначено для отключения нагрузки, например электронагревательного элемента, при повышении в зоне контроля заданной температуры. Целью изобретения является упрощение конструкции путем снижения числа проводов, соединяющих термодатчик и электронагревательный элемент со схемой управления. В устройство защиты введены диод 23, резисторы 21 и 22 и стабилитрон 18, подключенный параллельно терморезистору 9, который соединен с резистором 10 первого делителя напряжения через диод 23 и резистор 21, а с источником питания - через включенные последовательно симистор 1 и диод выпрямительного моста. Причем в цепь фильтрующего конденсатора 19 включен второй резистор 22. 1 ил.