Устройство для защиты нагрузки постоянного тока от изменения напряжения Советский патент 1991 года по МПК H02H3/24 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты нагрузки постоянного тока от изменения напряжений сверх заданных значений, оттоков короткого замыкания, от неправильной подачи полярности входного напряжения.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем защиты от подачи напряжения неправильной полярности и защиты от токов короткого замыкания.

На чертеже изображена схема устройства для защиты от нагрузки постоянного тока от изменения напряжения.

Устройство содержит источник опорного напряжения 1, переменные резисторы 2,

3, компараторы 4, 5, постоянные резисторы 6, 7, транзистор 8, исполнительный орган 9, состоящий из тиристора и электромагнитного реле, дроссель 10 и два диода 11. 12.

Устройство работает следующим образом. При кратковременной подаче (например, посредством кнопки с замыкающими контактами) нЈ анод диода 12 напряжения положительной полярности, соответствующего номинальному значению, реле исполнительного органа 9 срабатывает и замыкает свои контакты, обеспечивая подключение нагрузки RH к выходным зажимам источника входного напряжения. После отпускания кнопки обмотка реле продолжает обтекаться током, питаясь от положительО

ел о о ю

00

ной шины устройства через диод 11. Если коэффициенты передачи переменных резисторов 2, 3 выбраны из условий U0

К2

Кз

Умакс U0

0)

UMHH

где Do - напряжение источника опорного напряжения;

Умакс - напряжение, соответствующее верхнему порогу срабатывания защиты;

Умин - напряжение, соответствующее нижнему порогу срабатывания защиты, то при номинальном значении входного напряжения

UMHH - UHOM UMBKC(2)

на инвертирующем входе компаратора 4 устанавливается напряжение меньшее, чем на неинвертирующем, а на неинвертирующем входе компаратора 5 устанавливается напряжение большее, чем на инвертирующем, что приводит к установлению на выходах компараторов напряжений высокого уровня, и, следовательно, к отпиранию работающего в ключевом режиме транзистора 8, который в свою очередь запирает тиристор исполнительного органа 9.

При изменении напряжения до значения, превышающего допустимое значение Умакс. на инвертирующем входе компаратора 4 устанавливается напряжение большее, чем на неинвертирующем, что приводит к установлению на выходе компаратора напряжения низкого уровня и к запиранию транзистора 8. В этом случае тиристор исполнительного органа 9 отпирается, шунтируя нагрузку и обмотку реле, при этом напряжение на выходных режимах устройства снижается до значения, соответствующего отпусканию реле и размыканию его контактов.

При изменении входного напряжения до значения, меньшего допустимого значения имин, на неинвертирующем входе компаратора 5 устанавливается напряжение меньшее, чем на инвертирующем, что приводит к установлению на выходе компаратора напряжения низкого уровня, что аналогичным образом приводит к отпиранию тиристора, отпусканию реле и размыканию его контактов.

В момент включения устройства его помехозащищенность от переходных процессов обеспечивается задержкой установления напряжения на выходных зажимах устройства за счет индуктивности дросселя и задержки срабатывания контактов реле, т.е. установление напряжения на выходе компаратора 5 в момент включения

устройства опережает установление напряжения на выходных зажимах устройства, что позволяет заблокировать действие защиты на время включения устройства.

5Таким образом, на выходе компаратора

5, пока на аноде диода 12 имеется напряжение положительной полярности, будет высокий уровень напряжения, запирающий тиристор. При этом, если на аноде диода 12

10 напряжение превышает допустимое значение после установления напряжения на выходных зажимах устройства, то на выходе компаратора 4 установится напряжение низкого уровня, что приведет к срабатыва15 нию защиты в момент включения.

Таким образом, дроссель 10 обеспечивает задержку установления напряжения, необходимую е момент включения устройства, а также обеспечивает ограничение то20 ка источника входного напряжения при Срабатывании защиты или при коротком замыкании нагрузки, кроме того, дроссель является последовательным элементом сглаживающего или развязывающего, или

25 помехозащищающего фильтра.

Преимущество изобретения заключается в следующем: в обеспечении защиты от изменения напряжения не только на нагрузке, но и на собственных элементах устройст30 ва; в реализации защиты от подачи напряжения неправильной полярности; в реализации защиты от токов короткого замыкания; в раздельной и независимой регулировке нижнего и верхнего порогов

35 срабатывания в широком диапазоне. Формула изобретения Устройство для защиты нагрузки постоянного тока от изменения напряжения, содержащее источник опорного напряжения,

40 два переменных резистора, два компаратора, два постоянных резистора, исполнительный орган и два диода, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем защиты от

45 подачи напряжения неправильной полярности и защиты от токов короткого замыкания, в устройство дополнительно введены дроссель и транзистор, при этом положительный вывод источника опорного напряжения сое50 динен с неинвертирующим входом первого компаратора и инвертирующим входом второго компаратора, инвертирующий и неинвертирующий входы которых соединены соответственно с движками первого и вто55 рого переменных резисторов, первые выводы которых соединены с отрицательным выводом источника опорного напряжения, эмиттером транзистора, первым входом питания исполнительного органа, который соединен с отрицательной шиной источника

питания, предназначенной для подключения к нагрузке, положительная шина которого через замыкающий контакт исполнительного органа соединена с первым выводом дросселя, второй вывод которого предназначен для подключения к нагрузке и соединен с анодом первого диода, вторым входом питания исполнительного органа, первыми выводами первого и второго постоянных резисторов и вторым выводом первого переменного резистора, второй вывод второго переменного рези0

стора соединен с катодами первого, второго диодов и пусковым входом исполнительного органа, вход управления которого соеди- нен со вторим выводом первого постоянного резистора и коллектором транзистора, база которого соединена со вторым выводом второго постоянного резистора и выходами первого и второго компараторов, при этом анод второго диода предназначен для соединения через кнопку включения с положительной шиной источника питания.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты потребителя от изменения напряжения сверх заданных значений, от токов короткого замыкания, от подачи неправильной полярности входного напряжения основного источника питания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем защиты от подачи напряжения неправильной полярности и защиты от токов короткого замыкания. При подаче импульса положительной полярности на анод диода 12 срабатывает исполнительный орган 9 и на устройство и нагрузку подается напряжение источника питания. При номинальном значении напряжения источника питания транзистор 8 открыт и контакт исполнительного органа находится в замкнутом состоянии. В случае увеличения или уменьшения напряжения источника питания за пределы допуска срабатывают соответственно компаратор 4 или 5, что приводит к отключению нагрузки исполнительным органом. Дроссель 10 осуществляет ограничение тока источника питания при коротком замыкании, а также задержку в момент включения устройства защиты 1 ил

Внлг