Устройство для обеспечения искробезопасности индуктивной нагрузки Советский патент 1991 года по МПК E21F3/00 

О 00 1ЧЭ

ел

00

о

Изобретение относится к устройствам шахтной автоматики, связи и может найти применение в угольной, нефтегазовой и химической промышленности в помещениях со взрывоопасной атмосферой, в шахтных выработках, содержащих взрывоопасный газ.

Целью изобретения является повышение передаваемой искробезопасной мощности.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство для обеспечения искробезо- пасности индуктивной нагрузки содержит источник 1 питания, линию 2 связи, нагрузку 3 с шунтирующим диодом 4, RC-цепь 5, диод 6, резисторы 7-9, датчик 10 начала коммутации, конденсатор 11, два тиристора 12 и 13, два дополнительных диода 14 и 15, два дополнительных резистора 16 и 17. Узлы и элементы соединены следующим образом. Положительный вывод источника 1 питания через второй дополнительный резистор 17, первый провод линии 2 связи, первый дополнительный диод 14, первый резистор 7 и через управляющий электрод первого тиристора 12 соединен с датчиком 10 начала коммутации, катод первого дополнительного диода 14 соединен через конденсатор 11, третий резистор 9, диод 6 и первый дополнительный резистор 16 с анодом шунтирующего диода 4 и с нагрузкой 3, RC-цепь 5 подключена параллельно второму тиристору 13, анод которого подключен к аноду первого дополнительного диода 14, к нагрузке 3 и к катоду шунтирующего диода 4, управляющий электрод второго тиристора 13 подсоединен к аноду первого диода 6, катод второго тиристора 13 подключен к аноду второго дополнительного диода 15, катод которого через второй провод линии 2 связи подключен к отрицательному полюсу источника 1 питания, датчик 10 начала коммутации подключен параллельно к источнику 1 питания и второму дополнительному резистору 17, к катоду второго дополнительного диода 15 подключен через третий резистор 8 управляющий электрод первого тиристора 12 и его катод.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения от источника 1 питания нагрузка 3 обтекается током. Конденсаторы 11 и RC-цепи 5 заряжены до величины падения напряжения на индуктивной нагрузке 3. Тиристоры 12 и 13 находятся в закрытом состоянии.

При возникновении аварийной коммутации с электрической дугой напряжение на индуктивной нагрузке 3 уменьшается

на величину катодного падения напряжения на разрядном промежутке. Датчик 10 начала коммутации вырабатывает сигнал, который создает на резисторе 8 падение

напряжения с величиной и полярностью, открывающей тиристор 12. При этом происходит разряд конденсатора 11 по цепи: положительная обкладка конденсатора 11, резистор 7, переход анод - катод тиристо0 ра 12, резистор 16, анод - катод диода 6, резистор 9, отрицательная обкладка конденсатора 11. При этом происходит закрывание диодов 14 и 15,а падение напряжения на диоде 6 и резисторе 9 открывает тиристор

5 13, создавая разрядный (анодный) ток по цепи: положительная обкладка конденсатора RC-цепи 5, переход анод - катод тиристора 13, резистор RC-цепи 5, отрицательная обкладка конденсатора RC-цепи 5.

0 Открывшиеся тиристоры 12 и 13 обеспечивают подключение конденсатора 11 положительной обкладкой к аноду шунтирующего диода 4, а отрицательной обкладкой - к его катоду. Происходит разряд

5 конденсатора 11 через нагрузку 3 встречно основному току. Так как ток разряда конденсатора 11 больше коммутации, то диодный шунт 4 открывается.

Открывшийся диодный шунт 4 шунтиру0 ет дальнейший рост противоЭДС на индуктивной нагрузке 3.

Дальнейший рост напряжения на искровом промежутке обусловливается только источником 1 питания. Однако ис5 ходные параметры: величина ЭДС источника 1 питания, длина линии 2 связи, величина тока, определяемая величиной активного сопротивления индуктивной нагрузки 3, находятся в пределах искробезо0 пасных параметров, что позволяет не производить отключение источника 1 питания при возникновении аварийной коммутации (электрическая дуга). Постоянные времени цепи: резистор 7, конденсатор 11 и

5 RC-цепи 5 выбраны равными или больше постоянной времени индуктивной нагрузки 3, что исключает возможность преждевременного запирания одного из тиристоров 12 или 13. Закрывшийся диод 14 исключает

0 возможность разряда конденсатора 11 на индуктивную нагрузку 3, так как напряжение на конденсаторе 11 при разряде становится больше напряжения на индуктивной нагрузке 3, Закрывшийся диод 15 исключа5 ет возможность закорачивания источника 1 питания через открытый тиристор 13. Диод 6 исключает закорачивание источника 1 питания по цепи: отрытый тиристор 13, резистор 9 , встречно включенный диод 6, резистор 16.

При уменьшении токов разряда конденсаторов 11 и RC-цепи 5 до величины, меньшей токов удержания тиристоров 12 и 13 в открытом состоянии, последние закрываются. При восстановлении целостности цепи происходит заряд конденсаторов. Устройство возвращается, в исходное рабочее состояние.

Технико-экономические преимущества устройства заключаются в том, что накопленную предварительно энергию подают в обратной полярности на шунтирующий диод 4 и открывают его, не дожидаясь недопустимо долговременного процесса выравнивания величин падения напряжения в месте размыкания и по активной части индуктивной нагрузки, тем самым повышается передаваемая искро- безопасная мощность.

Формула изобретения Устройство для обеспечения искробезо- пасности индуктивной нагрузки, содержащее источник питания, отрицательный полюс которого через линию связи подключен к первому выводу нагрузки и к аноду шунтирующего диода, катод которого подключен к второму выводу нагрузки, три резистора, диод, анод которого подключен к первому выводу первого резистора, а катод - к первому выводу второго резистора, RC-цепь и датчик начала коммутации,

отличающееся тем, что, с целью повышения передаваемой искробезопасной мощности, оно снабжено конденсатором, двумя тиристорами, двумя дополнительными резисторами и двумя дополнительными диодами, анод первого из которых подключен к второму выводу нагрузки, а его катод подключен к первым выводам первого дополнительного резистора и конденсатора, а

второй вывод первого дополнительного резистора подключен к аноду первого тиристора, катод которого подключен к первому выводу нагрузки, а второй вывод конденсатора подключен к первому выводу RC-цепи, второму выводу второго резистора, катоду второго тиристора и к аноду второго дополнительного диода, катод которого подключен к первому выводу нагрузки, анод второго тиристора и второй

вывод RC-цепи подключены к второму выводу нагрузки, причем управляющий электрод второго тиристора подключен к аноду первого диода, а входы датчика начала коммутации подключены к соответствующим выводам нагрузки, а выход датчика коммутации подключен к управляющему электроду первого тиристора и через третий резистор - к первому выводу нагрузки, а положительный полюс источника питания

через второй дополнительный резистор и линию связи подключен к второму выводу нагрузки.

Изобретение относится к шахтной автоматике и связи и может найти применение в угольной, нефтегазовой и химической отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение передаваемой искробезопзсной мощности. В устройство для обеспечения искробезопасности индуктивной нагрузки 3. содержащее источник 1 питания, линию 2 связи, шунтирующий нагрузку 3 диод 4, RC-цепь 5, диод 6, резисторы 7-9, датчик 10 начала коммутации, дополнительно введены конденсатор 11, два тиристора 12 и 13, два дополнительных диода 14 и 15 и два резистора 16 и 17. При возникновении аварийной коммутации открывающиеся тиристоры 12 и 13 обеспечивают подключение конденсатора 11 положительной обкладкой к аноду диода 4, а отрицательной - к его катоду. Происходит разряд конденсатора 11 через нагрузку 3 встречно основному току. Так как ток разряда конденсатора 11 больше тока коммутации, то диод 4 открывается и шунтирует дальнейший рост противоЭДС. Дальнейший рост напряжения на контактах искрового промежутка обусловливается только источником 1 питания. 1 ил. (Л С