Искробезопасный ключ Советский патент 2016 года по МПК H01H41/00 

Предлагаемое изобретение относится к области электронных ключевых схем, пригодных для коммутации сильноточных цепей переменного тока. Это изобретение может быть широко использовано для включения с помощью искробезопасных контактов сильноточных исполнительных элементов систем автоматики (магнитных пускателей, электромагнитных клапанов, реле и т.п.) и нагрузок с изменяющимся рабочим током.

Разработка такого устройства была продиктована необходимостью включения различных электромагнитных реле в схемах автоматизации производств взрывчатых веществ, твердых и жидких топлив с помощью микроконтактов, находящихся во взрывоопасной среде категорий 1, 2, 3, 4 групп А, Б, Г, Д для помещений классов В-1, В-1а, В-1в, В-1г.

Автору не известны схемы такого рода, выполненные на полупроводниковых элементах.

В производствах взрывчатых веществ для этих целей применяется схема, выполненная на электронной лампе, на выходе которой включено реле типа МКУ-48 постоянного тока на 110 В.

Предлагаемая схема значительно превосходит ламповую схему по надежности, экономичности, простоте обслуживания, универсальности применения нагрузок, меньше по габаритам.

Предлагаемый автором ключ электронный искробезопасный внедрен и успешно работает в производстве гексогена.

Сущность изобретения состоит в том, что в электронном ключе, выполненном на тиристорах, для обеспечения искрозащиты в цепи управления тиристором применен RL-делитель напряжения, где в качестве индуктивности используется трансформатор, который обеспечивает гальваническую развязку искробезопасных и силовых цепей, и при закорачивании микроконтактами вторичной обмотки трансформатора резко изменяется индуктивное сопротивление первичной обмотки, а следовательно, и падение напряжения на ней, которое используется для управления тиристором. При этом мощность, выделяемая при замыкании микроконтактов, будет значительно меньше взрывоопасной.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого изобретения.

Ключ электронный искробезопасный включает в сеть переменного тока нагрузку Р и состоит из диодного моста Д1÷Д4, в диагональ постоянного тока которого включена пара последовательно соединенных управляемых тиристоров Д5 и Д6 и схемы управления тиристором Д6, состоящей из резисторов R1 и R3, диодов Д7 и Д8 и понижающего трансформатора Тр1.

Микровыключатель Вк может размещаться во взрывоопасной зоне.

Работает схема следующим образом.

При открывании тиристоров Д5 и Д6 диагональ постоянного тока диодного моста Д1÷Д4 замыкается накоротко и диодный мост включает нагрузку Р в сеть переменного тока. Если тиристоры закрыты, то нагрузка выключена. Тиристор Д6 открывается схемой управления, которая обеспечивает и искрозащиту входа ключа. Резисторы R1 и R3 являются ограничительными для искрозащиты. Одновременно резистор R1 и первичная обмотка понижающего трансформатора ТР1 образуют делитель напряжения, выходной сигнал с которого зависит от состояния вторичной обмотки трансформатора Тр1. Если вторичная обмотка трансформатора закорочена микровыключателем Вк, то индуктивное сопротивление первичной обмотки будет малым и напряжения с делителя будет недостаточно для создания требуемого открывающего тока управления в управляющем переходе тиристора Д6.

При размыкании микровыключателя Вк с делителя напряжения будет подан достаточный сигнал для открывания тиристора Д6.

Трансформатор Тр1 одновременно обеспечивает гальваническую развязку силовых и искробезопасных цепей.

Диоды Д7 и Д8 введены в схему исходя из требований обеспечения искрозащиты, а именно, при выходе из строя выпрямительного моста Д1÷Д4 возможно попадание на первичную обмотку трансформатора Тр1 переменного напряжения большей величины.

Резисторы R1 и R2 образуют делитель напряжения для распределения падений напряжения на закрытых тиристорах Д5 и Д6.

Тиристор Д5 открывается за счет импульса тока через конденсатор С1 при открывании тиристора Д6.

Изобретение относится к области электронных ключевых схем и может быть использовано для коммутации сильноточных цепей переменного тока. Достигаемый технический результат - обеспечение искрозащиты цепи микровыключателя, получение необходимого перепада управляющего тока тиристора при малой мощности в цепи микровыключателя, создание развязки силовых и искробезопасных цепей, упрощение схемы и повышение надежности. Указанные результаты достигаются за счет того, что в цепи управления тиристором применен RL-делитель напряжения с изменяющейся индуктивностью, состоящий из резистора, являющегося ограничительным элементом искрозащиты, и первичной обмотки трансформатора, являющегося элементом гальванической развязки силовых и искробезопасных цепей, при этом вторичная обмотка закорачивается. 1 ил.

Искробезопасный ключ, состоящий из выпрямительного моста на диодах с включенным в диагональ постоянного тока тиристором, микровыключателя, понижающего трансформатора, первичная обмотка которого в последовательной цепочке с двумя диодами и резистором образует делитель напряжения, являющийся частью цепи управления тиристора, отличающийся тем, что, с целью обеспечения искрозащиты цепи микровыключателя и повышения надежности, указанный делитель подключен параллельно тиристору, управляющий электрод которого через ограничительный резистор связан с делителем в точке между резистором и диодами, а вторичная обмотка трансформатора закорочена микровыключателем.