Блок защиты цепи коммутации от перегрузки Советский патент 1990 года по МПК H02H7/20 

(21) й98377/2 -21

(22)25.10.88

С+6) 30„07.90. Бюл. V 28 (71) Краматорский научно-исследовательский и проектно-технологический институт машиностроения (72) Ю.Д. Нетеса, д.В. Воротынец и С.Н. Гриценко (53) 621.37М088.8)

(56)Патент США № 3980930, кл. Н 02 Н 7/20, 1976.

Заявка Японии If 57-28216, кл. Н 03 К 17/08, 1982. (51) БЛОК ЗАЩИТЫ ЦЕПИ КОММУТАЦИИ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ

(57)Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для коммутации переменного напряжения на

активно-индуктивной нагрузке. Цель изобретения - повышение надежности коммутации нагрузки - достигается за счет работы силового ключа в пульсирующем режиме. Блок защиты цепи коммутации от перегрузки содержит силовую цепь, состоящую из силового ключа 1, нагрузки 2, датчика 3 тока и шин k, 5 питания, и цепь управления, состоящую из D-триггера 6, узла 16 согласования, порогового усилителя и генератора 8. Цель достигается выполнением выходной части генератора на биполярном транзисторе и соединением эмиттера транзистора 10 порогового усилителя 9 с шиной 1 питания через резистор 15 и с выходом генератора 8. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для коммутации переменного напряжения на активно-индуктивной нагрузке. Цель изобретения - повышение надежности коммутации нагрузки - достигается за счет работы силового ключа в пульсирующем режиме. Блок защиты цепи коммутации от перегрузки содержит силовую цепь, состоящую из силового ключа 1, нагрузки 2, датчика 3 тока и шин 4, 5 питания, и цепь управления, состоящую из D-триггера 6, узла 16 согласования, порогового усилителя и генератора 8. Цель достигается выполнением выходной части генератора на биполярном транзисторе и соединением эмиттера транзистора 10 порогового усилителя 9 с шиной 14 питания через резистор 15 и с выходом генератора 8. 2 ил.

,

00

Ю

Ю

о

о

S

-0- о

«&,

Фиг.1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для коммутации переменного напряжения на активно-индуктивной нагрузке. Целью изобретения является повы- , шение надежности коммутации нагрузки за счет работы силового ключа в пульсирующем режиме.

На фиг, 1 приведена принципиальная электрическая схема устройства; на фиг о 2 г эпюры напряжений в ха- грактерных точках схемы.

Блок защиты цепи коммутации от (перегрузки (фиг, 1) содержит силовую цепь, состоящую из силового ключа 1, который через нагрузку 2 и датчик 3 тока соединен с шинами k и 5 питания нагрузки, и .цепь управления, состоящую из D-триггера 6, соединенного D-входомс шиной 7 управления, С-входом - с выходом генератора 8 импульсов, порогового усилителя 9, выход которого выполнен на биполярном транзисторе 10, а вход оптически связан с базой через фотодиод 11, выводы фотодиода 11 соединены через выпрямитель 12 с выходом датчика 3 тока, коллектор транзистора 10 соединен через первый резистор 13 с шиной 1ч питания цепей управления и с R- входом D-триггера 6 непосредственно, эмиттер транзистора 10 соединен с выходом генератора 8 импульсов, с С-входом D-триггера 6 и через второй резистор 15 - с шиной 1 питания цепей управления, выход D-триггера 6 соединен с входом силового ключа 1 через узел 16 согласования

В блоке защиты цепи коммутации от перегрузки выход генератора 8 импульсов выполнен на биполярном транзисторе 1 с открытым коллектором, а нагрузка - в виде электромагнита 18 подвижного сердечника 19 и исполнительного механизма 20.

Блок защиты цепи коммутации от перегрузки работает следующим образом.

На шину 7 управления П-триггером 6 подается входной сигнал (фиг. 2а), По переднему фронту сигнала генератора 8 (фиг. 26) D-триггер 6 переходит в единичное состояние, которое вызывает включение силового ключа 1. При этом через нагрузку 2 и датчик 3 тока начинает протекать ток, который в несколько раз превышает номинальное значение, так как подвижный сердечник 19 электоомагнита 18 находится от него на значительном расстоянии. При таком состоянии нагрузки 2 на выходе датчика 3 тока возникает напряжение, которое поступает через выпрямитель 12 на фотодиод 11. Световой поток фотодиода оказывается

0 таким, что бинарный транзистор 10 оказывается подготовленным для включения. Форма тока нагрузки на этапе срабатывания электромагнита 18 нагрузки 2 относительно порогового зна5 чения тока 1пср представлена на фиг.2в.

При указанном уровне сигнала на выходе фотодиода 11 срабатывание биполярного транзистора 10 не происходит, так как потенциалы его коллек0 тора и эмиттера равны между собой на время действия импульса генератора 8. Это время определяется постоянной времени включения электромагнита 18 нагрузки 2. После окончания им5 пульса генератора 8 эмиттер биполярного транзистора 10 подключается к шине смещения Uc через биполярный транзистор 17.

В случае заедания подвижной сис0 темы исполнительного механизма 20

электромагнит 18 не замкнут подвижным сердечником, следовательно, ток нагрузки 2 превышает пороговое значение I пор (Лиг, 2в). В этом случае би5 полярный транзистор 10 открывается и сбрасывает D-триггер в нулевое состояние, что вызывает запирание силового ключа 1.

При наличии сигнала по прежнему фронту генератора 8 D-триггер 6 опять переходит в единичное состояние и вызывает включение силового ключа 1. При этом в нагрузке возникает пульс сирующий ток, который протекает, до тех пор, Пока не замкнется электромагнитная система нагрузки 2. Длительность паузы следования импульсов - генератора выбирается из условия допустимого перегрева электромагнита. После перемещения подвижного сердечника 19 к магнитопроводу электромагнита 18 переходные процессы в схеме заканчиваются и сигнал на выходе датчика 3 тока не вызывает выключение силового ключа 1 с помощью D-триггера 6.

Использование пульсирующего режима управления электромагнитом 18 поз5

воляет уменьшить число отказов на 10-25%, так как всевозможные механические заедания ликвидируются импуль ным характером периодического включения тока через магнитную систему нагрузки 2„

Формула изобр е тения

Блок защиты цепи коммутации от перегрузки, содержащий силовой ключ, который соединен последовательно с нагрузкой, шинами питания и датчиком тока, D-триггер, у которого D- вход соединен с шиной управления, С- вход - с выходом генератора импуль6

+ЗЛОР 3лор

822696

сов, пороговый усилитель - с выходом на биполярном транзисторе, у которого коллектор соединен с R-входом D-тригс гера и через первый резистор - с шиной питания, а вход порогового усилителя соединен с выходом датчика тока, и узел согласования, который включен между выходом D-триггера и входом

Ю силового ключа, отличавши й- с я тем, что, с целью повышения надежности коммутации нагрузки, выход генератора импульсов выполнен на биполярном транзисторе с открытым

15 коллектором, который через второй

резистор соединен с шиной питания и с эмиттером порогового усилителя.

Фиг. 2