Искробезопасное устройство электропитания для индуктивной нагрузки Советский патент 1990 года по МПК E21F9/00 

Ґ

СЛ СО Х ОЭ

ю

СЬ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам искро Сезопасного- электропитания, применяемым в угольных шахтах.

Целью изобретения является повышение искробезопасной мощности путем |-г.кооения процесса искрогашения.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник 1 посеянного тока, датчик 2 начала коммутации, тиристор 3, управляющий электрод которого подключен к выходу дат- ч;ика 2 начала коммутации, конденса- t°P , Диод 5, оптронную диодную пару о, к-атушку 7 индуктивности, индуктив- |н|ую нагрузку 8, два резистора 9 и Ю, транзистор 11, оптронную диодную пару 1|2, конденсатор 13, резистор 14 и контакты 1 $ взрывной камеры.

Выход источника 1 шунтируется це- п|очкой иа последовательно соединенных катушки 7 индуктивности, тиристора 3 и конденсатора 4, параллельно ко тГорому через резистор 10 подключен в проводящем направлении фотодиод оптронной пары 6, светодиод которой включен на выходе устройства в проводящем направлении по отношению источнику 1 постоянного тока. Положительный полюс источника 1 питания соединен через переход коллектор-эмиттер транзистора 11 с катодом диода 5, а через резистор 9, переход анод-катод фотодиода дополнительной оптронной пары 12 с базой транзистора 11 и через дополнительный конденсатор 13 с базой транзистора 11, которая через дополнительный резистор 14 соединена с эмиттером этого транзистора 11, катод светодио- да основной оптронной пары 6 через переход анод-катод светодиода дополнительной оптронной пары 12 соединен с нагрузкой 8.

Устройство работает следующим образом.

В рабочем режиме сначала производят подключение источника 1 питания к нагрузке. При этом протекает импуль тока заряда конденсатора по цепи: источник 1 питания, конденсатор 13, резистор 14, катушка 7 индуктивности, светодиоды диодных оптронов (6 и 12), замкнутые контакты 15 датчик, 2 начал коммутации, конденсатор 4.

Время зарядов конденсаторов 4 и 13 выбирается таким, чтобы началось излучение светодиодов (6 и 12) и от

0

5

5

0

5

0

5

0

5

крылись их ответные части - фотодиоды. В результаты производится подача положительного смещения на базу транзистора 1 1 через ре зистор 9 и открытый фотодиод 12 и одновременное шунтирование конденсатора 4 резистором 10 и открытым фотодиодом 6, который и осуществляет дальнейшее питание нагрузки. При этом шунтирующий тиристор 3 находится в запертом состоянии. Мощность источника 1 питания выбирается большей, чем искробезопасная мощность, определяемая величиной индуктивности нагрузки, предельно допустимыми искро- безопасным током в нагрузке и напряжением источника питания.

В рабочем режиме в датчике 2 начала коммутации наводится ЗДС, недостаточная для шунтирования тиристора 3. При зозникновении аварийной коммутации в результате разведения контактов 15 с возникновением электрического разряда в датчике 2 начала коммутации наводится ЭДС, достаточная для включения шунтирующего тиристора 3. При этом скорость нарастания противоЭДС в нагрузке пропорциональна скорости исчезнования рабочего тока в ней. Последняя определяется временем включения шунтирующего тиристора 3. Открываясь, тиристор 3 шунтирует источник 1 постоянного тока, обесточивая светодиоды (6 и 12), а фотодиоды (6 и 12) закрываются, что вызывает закрывание транзистора 1 1 и расшунтирование конденсатора 4.

При этом скорость нарастания противоЭДС в катушке 7 индуктивности пропорционально скорости закрывания транзистора 11. Последняя определяется вре временем, равным долям микросекунды. Следовательно, скорость нарастания про противоЭДС и потенциал напряжения в цепи заряда конденсатора 4 больше, чем скорость противоЭДС и потенциал напряжения в нагрузке 8.

ПротивоЭДС, возникающая на концах катушки 7 индуктивности, заряжает конденсатор 4 по цепи: открытый переход анод-катод тиристора 3, конденсатор 4, диод 5, создавая на обкладке конденсатора 4 потенциал, больший по величине и одинаковый по знаку потенциалу нагрузки. Этот потенциал образует противоЭДС индуктивной нагрузки 8, что приводит к ускоренному искрогаше- нию.

По мере заряда конденсатора 4 ток, проходящий через тиристор 3 уменьшается, и при достижении величины тока, меньшей тока удержания тиристора 3 последний запирается, после чего происходит разряд конденсатора на резистор 10 и закрытый фотодиод 6.

Повторное замыкание контактов 15 производит подключение нагрузки 8 и подачу рабочего тока через нее по описанному порядку, производя восстановление рабочего состояния устройства.

Технико-экономические преимущества предлагаемого устройства заключаются в обеспечении ускоренного искрогаше- ния и как следствие в повышении передаваемой искробезопасной мощности.

Формула изобретения

Искробезопасное устройство электропитания для индуктивной нагрузки, содержащее источник постоянного тока, отрицательный полюс которого подключен к аноду диода, катод которого подключен к первому - воду катушки индуктивности, второй вывод которой подключен к светодиоду первого оптро- иа и к аноду тиристора, катод которо- .го подключен к первому выводу первого конденсатора, второй вывод которо

393266

го подключен к аноду диода, положительный полюс источника питания подключен к первому выводу первого резистора, а второй резистор последовательно соединенный с фотодиодом первого оптрона, подключен параллельно первому конденсатору, а между катодом и управляющим электродом тиристора

.д включен датчик начала коммутации, соединенный с первым контактом взрывной камеры, второй контакт которой подключен к нагрузке, отличающее- с я тем, что, с целью повышения иск15 робезопасной мощности путем ускорения процесса искрогашения, оно снабжено транзистором, вторым оптроном, вторым конденсатором и третьим резистором, первый вывод которого подключен к ба20 зе транзистора, а второй к эмиттеру транзистора и катоду диода, второй конденсатор включен между положительным полюсом источника питания и базой транзистора, светодиод второго оптро25 на подключен между светодиодом первого оптрона и нагрузкой, а его фотодиод первым выводом подключен к второму выводу первого резистора, и вторым выводом - к базе транзистора, коллектор

30 которого подключен к положительному полюсу источника питания.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для искробезопасного электропитания в угольных шахтах. Цель изобретения - повышение искробезопасной мощности путем ускорения процесса искрогашения. Устройство содержит источник 1 постоянного тока, датчик 2 коммутации, тиристор 3, конденсаторы 4, диод 5, оптрон 6, катушку 7 индуктивности, индуктивную нагрузку 8, резисторы 9, 10, 14, контакты 15 взрывной камеры. Между катушкой 7 индуктивности и источником 1 постоянного тока параллельно один другому включены транзистор 11, конденсатор 13 и оптрон 12. При возникновении аварийной коммутации при разведении контактов 15 на датчик 2 наводится ЭДС, включается тиристор 3. Шунтируется источник 1, обесточиваются светодиоды оптронов 6, 12, а фотодиоды оптронов 6, 12 закрываются, что вызывает закрывание транзистора 11 и расшунтирование конденсатора 4. При этом противоЭДС в катушке 7 пропорциональна скорости закрывания транзистора 11. В соответствии с этим, скорость нарастания противоЭДС в цепи конденсатора 4 будет больше, чем в нагрузке 8. 1 ил.