Взрывозащищенный магнитный пускатель с устройством диагностирования Советский патент 1992 года по МПК E21F9/00 

Изобретение относится к средствам , безопасного применения электроэнергии в угольных шахтах, а также во взрывоопасных помещениях, атмосфера, которых может содержать горючие газы и пары, обладающие в смеси с воздухом взрывчатыми свойствами.

Известен взрывозащищенный магнитный пускатель (Щуцкий В.И., Волощеа- ко Н.И., Плащанский Л.А.Электрификация подземных горных работ. - М.: Недра, 1986. - С. 126-130), содержащий корпус с закрываемой с помощью замка быстрооткрываемой крышкой, внутри которого установлены соединенные между собой блоки разъединителя, контактора, управления и защиты, а также цепи проверки исправности.

Недостатками известного устройства являются:

1.невозможность проверки технического состояния любой функциональной единицы магнитного пускателя;

2.возможность открывания быстро- открываемой крышки корпуса пускателя практически любым работником (имеющийся замок открывается ключом, поперечное сечение которого является шестигранником), вследствие чего для включения контактора неисправного пускателя персоналом производятся отключения защит, закоротка отдельных блоков В этих случаях резко возрастает вероятность возникновения электрической искры или дуги-, способной воспламенить газо-воздушную атмосферу горной выработки, причем лица, произХ| XI

00

со

00

водящие такие действия, остаются неизвестными.

Известно также устройство для диагностирования взрывозащищенных элект- роаппаратов по а.с. N5 1337527 (Бюл. № 3 1987 Го), содержащее размещенные в пылезащищенном корпусе штепсельную колодку для подключения к т взрывозащищенному электроаппарату, датчики неисправностей, коммутатор, блок выбора программы, матрицу памяти, блок сравнения, дешифратор, индикатор и искробезопасный источник питания,, Данное устройство позволяет определить техническое состояние каждой сменяемой функциональной единицы всех типов магнитных пускателей.

Недостатком этого устройства является возможность производства ремонт- ных работ в пускателе всеми работниками, имеющими устройство диагностирования, что приводит к снижению ответственности за качество ремонтных i работ. В результате возможны неправиль ные действия, приводящие к возникно-t вению серь езных отказов электроаппаратов, а также - к возникновению аварийных ситуаций. А кроме того, постоянный вывод контрольных сигналов из пускателя на штепсельную колодку вследствие неизбежных токов утечки по самой штепсельной колодке изменяет параметры схемы пускателя, что может привести к снижению надежности его работы

Цель изобретения - повышение безопасности и надежности работы пускателя и повышение безопасности его технического обслуживания и ремонта в условиях шахт, опасных по газу и пыли, за счет расширения функциональ- нах возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что во взрывозащищенный магнитный пускатель с устройством диагностирования, содержащий соединенные между собой корпуса с быстрооткрываемой крышкой блоки разъединителя, контактора, управления и защиты, контрольные цепи, а ч акже устройство диагностирования, подключенное к взрывозащищенному магнитному пускателю с помощью штепсельного разъема, закрываемого крышкой, расположенной на корпусе магнитного пускателя, дополнительно вводятся генератор прямоугольных импульсов, преобразо

А

ватель частота - аналоговое напря,. IQ

пп Й5 30

35

40

45

50

55

жение, аналого-цифровой преобразователь, регистр, постоянное запоминающее устройство, триггер, инвертор, цифровой индикатор, электронный разъединитель, усилитель мощности, замок быстрооткрываемой крышки с электромагнитным приводом, а также блок питания, а устройство диагностирования снабжено задатчиком частоты в виде резистора, выводы которого подключены к штепсельному разъему устройства диагностирования, первый выход генератора прямоугольных импульсов подключен к внешней системе контроля, а второй - к первому входу преобразователя частота - аналоговое напряжение, выход которого подключен к первому входу аналого-цифрового преобразователя, три выхода которого подключены к первым трем входам регистра, выходы которого подключены к первым трем входам постоянного запоминающего устройства, а третий выход аналого-цифрового преобразователя подключен также к первым входам гера, усилителя мощности и инвертора, а выход усилителя мощности подключен к входу замка быстрооткрываемой крышки с электромагнитным приводом, первые три выхода постоянного запоминающего устройства подключены к входам цифрового индикатора, а четвертый выход - ко второму входу триггера, выход которого подключен к четвертому входу регистра, причем выход инвертора подключен к первому входу электронного разъединителя, ко второму входу которого подключен первый выход блока разъединителя, к- третьему входу - выход блока .контактора, к четвертому и пятому входам - выходы блока управления, а выход блока защиты подключен к шестому входу электронного разъединителя, а второй выход блока разъединителя подключен к входу блока питания, выходы которого подключены к входам питания всех вновь введенных блоков.

Таким образом, отличительными признаками предлагаемого устройства являются:

1. использование генератора прямоугольных импульсов для идентификации работника, производящего ремонтные работы, с помощью выходного сигнала генератора, частота которого задается

эталонным резистором подключаемого устройства диагностирования;

2. использование генератора прямоугольных импульсов совместно с замком быстрооткрываемой крышки с электромагнитным приводом позволяет открыть быстрооткрываемую крышку корпуса пускателя лишь при подключении устройства диагностирования;

3. использование генератора прямоугольных импульсов совместно с электронным разъединителем позволяет отключать контрольные точки пускателя от штепсельной колодки при отключении устройства диагностирования.

Следовательно, в данном устройств выходной сигнал генератора прямоуголных импульсов выполняет функции идеи тификатора использователя устройства диагностирования, ключа замка быстрооткрываемой крышки и ключа электронного разъединителя.

На фиг 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - подсоединение устройства диагностирования к магнитному пускателю.

Во взрывозащитном корпусе 1 размещены элементы 2 магнитного пускателя: соединенные между собой блоки разъединителя 3, контактора 4, управления 5 и защиты 6, контрольные точки от которых через электронный разъединитель 7 подсоединены к штепсельной колодке 8, выделенной наружу корпуса 1. Снаружи штепсельная колодка 8 закрывается пыленепроницаемой крышкой 9. В рабочем состоянии пускателя крышка 9 закрывает штепсельную колодку 8.

Взрывозащитный корпус 1 закрывается быстрооткрываемой крышкой 10 (на фиг, 1 крышка 10 не показана, см. фиг 2), запираемой с помощью замка с электромагнитным приводом 11

К штепсельной колодке 8 при поднятой крышке 9 подсоединяется штепсельная колодка 12 устройства диагностирования 13, размещенного в пы- лезащищенном корпусе 1. К двум контактам штепсельной колодки 12, имеющим одинаковое расположение для всех устройств диагностирования 13, которые принадлежат конкретным лицам ремонтного персонала, подключен эталонный резистор .15. Резистор 15 имеет у каждого пользователя устройства диагностирования 13 Различные номи

0

0

0

налы Rx, т.е, является его идентификатором.

При подключении устройства 13 к штепсельной колодке 8 резистор 15 включается в цепь генератора прямоугольных импульсов 16, задавая тем самым идентифицирующую пользователя выходную частоту fx генератора 16. Таким образом, различные значения RX сопротивления 15 определяют соответствующие частоты fx генератора 16. При отключении устройства 13 от колодки 8 на выходе генератора 16 устанавливается частота f0, свиде- . тельствующая о работоспособности генератора 16.

Первый выход генератора 16 подключен с помощью кабеля управления, подсоединенного к пускателю, к внешней системе контроля, которая реализует регистрацию генерируемых частот f0 или fv генератора 16 и их запись. Таким образом фиксируются все часто- 5 ты fx, а значит, и коды работников, осуществляющих техническое обслуживание пускателя. Связь магнитных пускателей с внешней системой контроля, фиксируюций орган которой может располагаться, например, в диспетчерской шахты, возможно реализовать с помощью систем Ветер, АЗОТ и др.

Второй выход генератора 16 под- ключей к первому входу преобразователя

17 л

частота - аналоговое напряжение, выходное аналоговое напряжение которого преобразуется в цифровой код с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 18. Выходной цифровой код АЦП 18 поступает на информационные входы регистра 19. Кроме того, один из выходных разрядов цифрового кода АЦП 18, который при

подключении к пускателю устройства диагностирования 13 принимает значение, равное уровню логической 1 (это достигается соответствующим выбором частот fx), подключен к усилителю мощности 21, воздействующему на замок с электромагнитным приводом 11, к первому (счетному) входу триггера 20 и - через инвертор 22 - к первому входу (управления) электронного разъединителя 7. Выход триггера 20 подсоединен к входу управения (четвертому) регистра 19, по которому поступает сигнал хранения информации.

Выходной цифровой код регистра

19подается к постоянному запоминающему устройству (ПЗУ) 23, в котором хранятся все Коды частот - коды пользователей устройства диагностирования 13- Выходы ПЗУ 23 соединены со вторым (сбросовым) входом триггера

20и цифровым индикатором 2k.

уточнение цифрового кода на выходных разрядах регистра 19. После того, как цифровой код от регистра 19 совпадет с одним из кодов, хранящихся в ПЗУ 23, сигнал последнего переводит триггер 20 в режим хранения, при котором выход триггера фиксирует выходные разряды регистра 19. Информа

Сущность изобретения: корпус 1, магнитный пускатель 2, разъединитель 3 контактор 4, электронный разъединитель 7, штепсельная колодка 8, пыленепроницаемая крышка 9, бы- строоткрываемая крышка 10, электромагнитный привод 11, штепсельная колодка 12, устройство диагностирования 13, пыленепроницаемый корпус 14, эталонный резистор 15, генератор 16, преобразователь частота-аналоговое напряжение 17, аналого-цифровой преобразователь 18, регистр 19, триггер 20, усилитель мощности 21, инвертор 22, постоянное запоминающее устрой- ство 23, цифровой индикатор 24, блок питания 25. 2 ил.

15

20

25

30

Электронный разъединитель 7 гене- JQ ция от ПЗУ 23, поступающая к цифровому индикатору 24, приводит к высвечиванию на нем соответствующего кода - кода пользователя устройства диагностирования 13. При этом пользователь устройства диагностирования .13 убеждается в правильности работы схемы считывания его кода.

Кроме того, при наличии частоты fx сигнал с выходного разряда АЦП 18 через инвертор 22 подает команду электронному разъединителю 7 на подключение контрольных точек к штепсельной колодке 8, и - непосредственно - команду на открывание посредством усилителя мощности 21 замка с электромагнитным приводом 11, что делает возможным при необходимости открывание быстрооткрываемой крышки 10 пускателя. После этого производятся определение технического состояния магнитного пускателя и необходимые ремонтные работы.

При отключении устройства диагнос-j тирования 13 от магнитного пускателя происходит изменение частоты генератора 1б с fjj на Ј0, однако продолжающийся режим хранения информации на триггере 20, а, таким образом, и информации на выходных разрядах регистра 19, приводит к тому, что цифровой индикатор 2k продолжает высвечивать код работника, которым последним производил работы по техническому обслуживанию и ремонту. Следовательно, работников, обслуживающих манит- ный пускатель, можно установить как по записям внешней системы контроля, так и непосредственно на рабочем месте,

В связи с отсутствием частоты fx генератора 1б АЦП 18 дает команду электронному разъединителю 7 на отключение контрольных точек от штепсельной колодки 8 и - усилителю мощности 21 на отключение (закрывание)

ратор 16, преобразователь 17, АЦП 18, регистр 19, триггер 20, усилитель мощности 21, инвертор 22, ПЗУ 23, цифровой индикатор 2k запитаны от блока питания 25, соединенного с вводными шинами магнитного пускателя, которые расположены в блоке разъединителя Зо

, Подсоединение устройства диагностирования 13 пускателю (фиг. 2) возможно лишь при отключенном напряжении с выходных шин пускателя, т.к. при поданном напряжении ручка 26 разъединителя пускателя закрывает штепсельную колодку 8.

Устройство работает следующим образом.

При нормальной работе пускателя устройство диагностирования 13 должно быть отсоединено от пускателя, крышка 9 закрыта, электронным разъединителем 7 контрольные точки, поступающие от элементов 2 пускателя, от соединены от штепсельной колодки 8, усилитель мощности 21 отключен, замок с электромагнитным приводом 11 быстрооткрываемой крышки 10 закрыт, генератор 16 вырабатывает частоту f0.

Для определения технического состояния к штепсельной колодке 8 при отключенном разъединителе подсоединяется устройство диагностирования 13. Контакты штепсельной колодки 12 входят в штепсельную колодку 8, заданный номинал Ry сопротивления 15 обусловливает выработку генератором 1 6 соответствующей частоты Јх. Выходная частота fx фиксируется внешней системой контроля, определяя код работника, обслуживающего магнитный пускатель.

Частота fy со второго выхода генератора 16 преобразуется блоками 17 и 18 в цифровой код, который поступает в регистр 19. Сигнал с выходного

35

40

45

50

разряда АЦП 18, который имеет уровень замка с электромагнитным приводом

,й МН

логической Ч, переключает триггер 20 в рабочее состояние, при котором в переходный период осуществляется

11 быстрооткрываемой крышки 10. Перевод триггера 20 в рабочий режим, а тем самым изменение кода на индикагоре 24, возможно лишь при очередном запуске генератора 1.6, т.е. при изменении выходного разр.яда АЦП 18 с уровня логического О на уровень 1.

Благодаря такому техническому решению повышается ответственность работников за восстановительные работы на магнитном пускателе, а также практически исключаются умышленные |, изменения электрической схемы пускателя, заключающиеся в отключении защит.

ф о р м у л а. и 5 обретения

Взрывозащищенный магнитный пускатель с устройством диагностирования, содержащий соединенные между собой внутри корпуса с быстрооткрываемой крышкой блоки разъединителя, контактора, управления и защиты, контрольные цепи, а также устройство диагностирования, подключенное к взрыво- защищенному магнитному пускателю с помощью штепсельного разъема, закрываемого крышкой, расположенной на корпусе магнитного пускателя, отличающийся тем, что, с це- лью повышения безопасности и надежности работы, он снабжен генератором прямоугольных импульсов, преобразователем частота - аналоговое напряжение, аналого-цифровым преобразователем, регистром, постоянным запоминающим устройством, триггером, инвертором, цифровым индикатором, электронным разъединителем, усилителем мощности, замком быстрооткрываемой крышки с электромагнитным приводом, а также блоком питания, устрой0

5

0

5

0

5

0

ство диагностирования снабжено за- - датчиком частоты в виде резистора, выводы которого подключены к штепсельному разъему устройства диагностирования, первый выход генератора прямоугольных импульсов подключен к внешней системе контроля, а второй - к первому входу преобразователя частота-аналоговое напряжение, выход которого подключен к первому входу аналого-цифрового преобразователя, три выхода которого подключены к первым трем входам регистра, выходы которого подключены к первым трем входам постоянного запоминающего устройства, а третий выход аналого-цифрового преобразователя подключен также к первым входам триггера, усилителя мощности и инвертора, а выход усилителя мощности подключен к входу замка быстрооткрываемой крышки с электромагнитным приводом, первые три выхода постоянного запоминающего устройства подключены к входам цифрового индикатора, а четвертый выход - к второму входу триггера, выход которого подключен к четвертому входу регистра, причем выход инсертора подключен к первому входу электронного разъединителя, к второму входу которого подключен первый выход блока разъединителя, к третьему входу - выход блока контактора, к четвертому и пятому входам - выходы блока управления, выход блока защиты подключен к шестому входу блока электрон- / ного разъединителя, а второй выход блока разъединителя подключен к входу блока питания, выходы которого подключены к входам питания всех вновь введенных блоков.

кднеш- ней системе контроля