Устройство для ограничения тока в индуктивно-активной электроустановке Советский патент 1978 года по МПК H02H3/08 G05F1/56 

Изобретение относится к. электротехнике и может быть использовано в системах элект ропитания индуктивно-активных нагрузок, в частности в электроприводах.

Известно устройство ограничения тока, 5 содержащее транзисторный ключ, измерительгный резистор, подключенный к входу усилителя, выход которого соединен с-входом транзисторного ключа, и диод, шунтирующий нагрузку и измерительный резистор в обратном ш направлении 1

Основными недостатками этого устройств ва является низкий КПД i, обусловленный высокой частотой переключения регулирующего органа-транзисторного ключа, и сложность .15 схемы.

Известно также устройство ограничения тока, содержащее ряд мощных транзисторных ключей, управляющий элемент, выход которого подключен к вспомогательному транзисто- 20 ру и стоящий в эмиттерной цепи мощных тран-знсторных ключей общий измерительный резистор, напряжение с которого подается на схему регулирования (ограничения) тока 21. Однако такое устройство характеризуется 25

бальшой„рпожностью1 и относительно невысоким КПД..

Известно устройство, которое является

наиболее близким к изобретению, содержащее силовой регулирующий транзистор, вклк ченный последовательно, с нагрузкой токостабилизирующий двухполюсник с датчиком тока, выполненным из двух последовательно соединенных резисторов, один из которых

I включен в силовую цепь З, Это устройство довольно простое по сравнению с описанными выще, однако ему присущи повышенные потери электроэнергии в регулирующем органе.

Цель изобретения - повыщение КПД и расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что последовательно с диодом, щунтирующим в ;обратном направлении индуктивно-активную электроустановку, включаются оба резистора датчика т ока. Это конструктивное реше ние, обеспечивая разную чувствительность датчика ддя прямого и обратного токов, поаволя ет легко получить любое, в том числе оптнмальное значение, частоты коммутации рё гулир тощего органа. . На фиг. 1 изображена схема предлагаемся fo устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма работы устройства ограничения тока. Устройство содержит индуктивно-активную нагрузку 1 (например, электродвш-атель), измерительные резисторы 2,3 датчика тока, диод 4, усилитель 5 сигналов датчика тока, транзисторный ключ 6 (регулирующий орган) источник питания 7, Ц ток, потребляемый на грузкой от ист1эчника, 2 ток цепи диода 4. На фиг, 2 приняты следующие обозначения:1(.р- значение тока з нагрузке 1, при котором происходит выключение ключа 6, значение тока в нагрузке 1, при котором ключ 6 замыкается. Нагрузка 1 чере измерительный резистор 2 и транзисторный ключ 6 подсоединена к зажимам источника питания 7, Нагрузка 1 и измерительные резисторы 2 и 3, включенные между собой последовательно, зашунтированы в обратном направлении диодом 4. Управление ключом 6 осуществляется сиг налами, снимаемыми с усилителя 5, вход ко торого соединен с резисторами 2 и 3. Усийитель 5 имеет релейную характеристику. Устройство работает следующим образом. При подключении устройст. .к источнику 7 на выходе усилителя 5 появляется сигнал, переводящий транзисторный ключ в режим насыщения. Напряжение источника питания пршшадь1Бается к: нагрузке, в цепи которой потечет ток L. . Вследствие индуктивности нагрузки ток ц нарастет по экспоненте (фиг. 2). Как только ток достигнет значения усилитель 5 под действием соответст вующей величины падения напряжения на резисторе 2 переведёт ключ 6 в режим отсечки. Нагрузка 1 отключается от источника 7. За счет ЭДС самоиндукции, наводимой в нагрузке 1, по контуру образованному нагрузкой, диодом 4 и резисторами 2, 3 поте чет ток l2. Как только этот ток снизится до величиныЗд усилитель 5, на входе которого будет действовать напряжение, снимаемое уже с обоих измерительных резисторов 2 и 3, вновь переведет ключ 6 в режим насыщения. Нагрузка 1 опять подключается к источ нику и т.д. В итоге ток в нагрузке будет иметь пилообразную фррму (фиг. 2). Амплитуда и частота пульсаций тока зависит от разности Лср -Jom .Если усилитель 5 имеет чисто релейную характеристику, то амплитуда и частота пуль саций тока нагрузки определяется толькп величиной сопротивления резистора У. С ростом сопротивления чувствительность схемы к обратному току ( ij ) растет, что вёДбТ К снижению уровня low и, следовательно, к уменьшению частоты пульсяций тока. Вследствие того, что сопротивление резистора 3 меньше сопротивления резистора 2 и много меньше (почти на два порядка) сопротивления нагрузки. 1, включение резистора 3 в контур обратного тока практически не изменяет постоянной времени спада тока. Таким образом, включение в цепь диода 4, шунтирующего в обратном направпении нагрузку 1 обоих измерительных резисторов (2 и 3) обеспечивая различную чувствител ность датчика тока к токам 1 и i, позволяет легко путем изменения величины сопротивления резистора 3 реализовать любое, в том числе, н оптимальное значение частоты пульсацийтока, т.е. оптимальное значение частоты переключений транзисторного клю ча 6. Последнее расширяет возможности применения устройства и позволяет снизить в нем потери. Предлагаемое устройство может оыть применено в системах электропривода для oj-paничения бросков тока при пуске или реверсе электродвигателей. Особенно целесообразно испсяьзовать устройство для ограничения тока в бесконтактных электродвигателях . стоянного тока, в составе которых уже имеются транзисторные ключи, нуждающиеся в защите от бросков пускового тока. ормула из 9 б р е т е н и я Устройство для ограничения тока в андуктивио-активной электроустановке, содержащее ключ с усилителем в цепи его управления, включенный последовательно с источни-ком питания и защищаемой электроустановкой с шунтирующим в обратном направлении диодом, датчик тока, подключенный ко входу усилителя и выполненный на двух после--, довательно соединенных между собой рез№ сторах, один из которых включен в цепь питания, а другой выполнен управляемым, о тл н ч а ю щ е е с я. тем, что, с целью повыщения КПД и расширения функциональных возможностей, указанный диод соединен последовательно с управляемым резистором датчика тока, Источники информации, принятые во вни1мание при экспертизе:. .

1, Бунаков В. Л.,Мепихов Н. Н., Морозов В, А, Усовершенствование схем ограничения и регулирования тока в aneKTponpjfводах , Электричество, Ng 3, 1975.

2.Патент США 3737185, 318-254, 1973.

3.Авторское свидетельство N 498613, G- 05 F 1/56, 1974.

1