Устройство для защиты электропотребителя от минимального напряжения с выдержкой времени Советский патент 1979 года по МПК H02H3/24 

действующему потребителю без остановки технологического производства и малая вдз можность его функционального применения. ;.

Целью изобретения является во зможностк подключения к действующему потребителю электроэнергии без останова технологического производства с обеспечением универсальности состьжовки при различных вариантах комбинации элементов в технологической нитке и расширение функциональ, ных возможностей применения.

Указанная цель достигается тем, что устройство для защиты электропотребителя от минимального напряжения с выдержкой времени, содержащее кнопки «Пуск и «Стоп, включенные последовательно с катушкой силового реле, последовательно включенные выпрямитель, резисторы и времязадающий конденсатор, параллельно которому включен стабилитрон и обмотка удерживающего реле с.крнтактом шунтирующим кнопку «Пуск, а между обмоткой удерживающего реле и времязадающим конденсатором включен размыкающий блок-контакт силового реле параллельно которому включен удерживающий конденсатор и кнопка контроля, тиристор, подключенный параллельно стабилитрону, и транзистор, база которого соединена с резистором, сна бжено опорным стабилитроном, конденсатором обратной связи, дополнительным ограничительным резистором, диодом и импульсным трансформатором с двумя первичными обмотками и одной выходной обмоткой, которая соединена с катодом и управляющим электродом ;гиристора, одна из первичных обмоток соединена через базо-коллекторный переход транзистора с опорным стабилитроном, а другая обмотка через базо-эмиттерный переход и дополнительный ограничительный резистор соединена с резистором, конденсатор обратной связи подключен между начальными выводами первичных обмоток импульсного трансформатора, а диод включен между дополнительным резистором и кнопкой «Стоп.

На чертеже показана схема устройства.

Устройство содержит катушку силового реле 1, размыкающий блок-контакт 2 силового реле, замьжающий блок-контакт 3 этого реле, контакт 4 силового реле в цепи управления электропотребителем, электропотребитель 5, источник 6 питающего напряжения, резистор 7, времязадающий конденсатор 8, стабилитрон 9, обмотку удерживающего реле 10, удерживающий конденсатор 11 , замыкающие контакты 12 и 13 реле, элемент контроля 14, кнопку контроля 15, кнопку «Пуск 16, кнопку «Стоп 17, первый ограничительный резистор 18, тйрйСтор 19, транзистор 20, второй ограничительный резистор 21 , базовый резистор 22, опорный стабилитрон 23;, выпрямитель 24, диод 25, импульсный трансформатор 26, конденсатор 27 обратной связи.

Устройство работает следующим образом. ( .

При наличии напряжения питания и отключенно м состоянии силового реле 1 всё элементы устройства обесточены за счет того, что кнопка 16 разомкнута, а шунтирующие ее блоК-контакты 3 силового реле 1 И контакт 12 реле 10 также разомкнуты. При этом обмотка реле 10 через размыкающий блок-контакт 2 силового реле 1 шунтирована больщой по величине емкостью конденсатора 8, который делает невозможным включение реле 10 при любом уровне электрических наводок во внешних цепях и нажатии кнопки элемента контроля 14. Это обстоятельство обеспечивает отсутствие ложных включений реле 10, а следовательно, и всего устройства в рассматриваемом режиме работы.

Кроме того, рассматриваемый режим работы характеризуется тем, что все детали, входящие в схему устройства, обесточены. Благодаря этому обеспечивается максимально высокая надежность всех элементов схемы и устройства в делом и максимально возможная экономия электроэнергии.

В момент включения кнопки «Пуск 16 через катущку силового реле 1 протекает ток, поскольку кнопка «Стоп 17 замкнута. При этом силоЕое реле 1 срабатывает и своим, блок-контактом 3 шунтирует кнопку «Пуск 16 и далее при ее отпускании про-, исходит самоудержание силового реле 1 во включенном состоянии током, протекающим через его блок-контакт 3. При срабатывании силового реле 1 блок-контакт 2 размыкается, а контакты 4 силового реле 1 включают электропотрёбитель 5.

Напряжением с катушки силового реле 1 через резистор 7 происходит заряд времязадаюш,его конденсатора 8, а также удерживающег о конденсатора 11 до напряжения стабилизации стабилитрона 9.

Емкость времязадающего конденсатора 8 более, чем на два порядка, превышает емкость удерживающего конденсатора 11, так как назначение конденсатора 8 состо; ит в том, что он должен удерживать реле, 10 во ключенном СЬстояний при изчезновений Напряжения-сети в течение заданного времени, например, равного 5 с, тогда как конденсатор I1 предназначен для удерживания реле во включенном состоянии на время перехода силового реле 1 из отключенного состояния во включенное. Это время примерно составляет доли секунды.

Включение реле 10 током заряда конденсатора 11 {|,евс1зможно из-за большой величины сопротивления резистора 7. Особенностью .изобретения является возможность использования сопротивления резистора 7 очень большой величины. Это сопроти1влёнй е в основном определяется по верхнему пределу величины токов утечки конденсаторов 8 и 11. Указанная возможность обеспечивает следующие преимущества устройства: малое потребление электрической энергии устройства в Рабочем режиме (на порядок меньше, чем известные устройства аналогичного назначения), высокую надежность устройства в работе за счет малых токов, протекающих через элементы схемы, и малого рассеивания на них электрической мощности, универсальность подключения к источникам: питания, которая выражается в том, что устройство можно под,ключать к различным номиналам напряжения без изменения номиналов элементов схемы. При исчезновении питающего напряжения происходит отключение силового реле 1. При этом размыкаются блок-контакт 3 и контакт 4 силового реле I, блок-контакт 2 замыкается. При этом удерживающий конденсатор 11 разряжается через блок-контакт 2, а реле 10 подключается параллельно заряженному конденсатору. Срабатывание реле 10 вызывает замыкание его контакта 12, включенного параллельно кнопке «Пуск 16. Это состояние реле 10 сохраняется в течение вполне определенного времени задержки (например, 5 с), определяемого параметрами - емкости времязадающего конденсатора 8 и сопротивления обмотки реле 10. Если в течение заданного времени напряжение питания восстановится, то силовое реле 1 автоматически включается без нажатия кнопки «Пуск 16, поскольку катущка этого реле останется подключенной к напряжению питания через контакт .12 реле 10. Если напряжение питания восстановится после заданного времени, то силовое реле автоматически включиться не сможет из-за того, что контакт 12 реле 10 к этому времени окажется разомкнут. При кратковременном исчезновении напряжения питания энергия, запасенная конденсатором 8, определяется временем обесточенного состояния катущки силового реле 1. Чем меньще время исчезновения напряжения питания, тем меньще потеря энер1 ййГ запасенной времязадающим конденсатором 8, и тем меньще потребуется времени для ее восстановления. В связи с тем, что потеря энергии заря женного конденсатора 8 при кратковременном, следующим одно за другим исчезновением напряжения питания, пpoиcxoдиt частично с последующим ее восстановлением. при появлении напряжения сети, то устройство способно удержать силовое реле во включенном состоянии в течение значитель но больщего времени, чем заданное время задержки. При включенном электропотребителе и наличии питающего напряжения транзистор 20 обесточен, так как его коллекторная и эмиттерная цепи подключены параллельно

661673 нормально замкнутым контактам кнопки «Стоп 17. При оперативном отключении электропотребителя нажимается кнопка «Стоп 17. При этом через диод 25 и резистор 21 начинает заряжаться конденсатор 27 обратной связи. Когда напряжение на нем достигает напряжения пробоя опорного стабилитрона 23, а это произойдет в течение малого промежутка времени (доли миллисекунд), из-за малой величины емкости .конденсатора на выходной обмотке импульсного трансфор.матора 26 формируется мощный импульс. Этот импульс включает fifrpflttbff19, через который полностью разряжается время задающий конденсатор 8. Резистор 18 предназначен для ограничения тока разряда конденсатора 8 до значения величина тока, Допус:тимой через тиристор 19. Вследствие уменьщения тока через силовое реле 1 до малой величины, определяемой резистором 21, контакты 3 силового реле 1 размыкаются, и устройство возвращается в исходное состояние. В устройстве предусмотрен периодический контроль исправности схемы. В качестве элемента конtpoля 14 может использоваться, например, накальная лампа, стрелочный прибор, сигнальная люминесцентная лампа и т. п. В качестве элемента контроля 14 использована накальная лампа, включенная последовательно с кЪнтактой 13 реле 10. Этот контакт реле может быть замыкающим или размыкающим в зависимости от выбранного режима контроля - темный или светлый режим. Например, при замыкающем контакте 13 элемент контроля 14 выключен при вклю teннO Г состоянии катущки реле 1.. При нажатии кнопки контроля 15 реле -10 включается, его контакт 13 размыкается и через элемент контроля 14 протекает ток за счет приложенного к катуШке силового реле 1 напряжения в течение времени удержания реле 10 во включенном состоянии. Возможность подключения устройства .к действующему потребителю электроэнергии без останова технологического производства достигается тём7 чтб при подключении устройства не нарущается целостность электрическойцепи управления силовым реле, не требуется заменять кнопки «Стоп 17 с одной парой контактов, установленные ранее на технологических линиях, на кнопки с двумя пиарами контактов, что необходимо в прототипе. Не требуется изменять общепринятый порядок расположения пусковых кнопок и силового реле и полярность напряжения питания при постоянном токе и использавать устройство при подключении к переменному току напряжения сети практически любой амплитуды, несмотря на использование в устройстве низко- вольтного транзистора 20 и низковольтного тиристора 19 из-за того, что напряжение на