Искробезопасный источник питания для индуктивной нагрузки Советский патент 1979 года по МПК E21F9/00 

Изобретение относится к устройствам обеспечивающим искробезопасность цепей питания элементов шахтной автоматики. Известны искробезопасшз1е источники питания, содержащие рабочий источник и быстродействующий ключ l. Оцнако такие источники предназначены для питания нагрузки с ограниченной индуктивностью. Увеличение индуктивности нагрузки приводит к необходимости снижения мощности источника питания. Известен также искробезопасный источник питания, содержащий рабочие источник питания и чувствительный элемент с выпрямительным мостом, шунтируюишй тиристор тиристорного ключа, подключенного к рабочему чувствительному элемен ту, резисторы и тумблер 3, Поскольку этот источник питания пред назначен для обеспечения искробезопасности при работе на активную нагрузку, то он не обеспечивает искробезопасность при работе на индуктивную нагрузку, пос кольку не нейтрализуется энергия, накопленная в индуктивной нагрузке. Цель изобрете1шя - повышение искробезопасной мощности источника питания при работе на индуктивную нагрузку. Это достигается тем, что источник питания снабжен индуктивностью и дополнительными чувствительным элементом, четырьмя тиристорами и диодами, вспомогательным источником питания, плюс которого соединен с плюсом рабочего источника питания и анодом шунтирующего тиристора, катод которого подключен к первому выводу индуктивной нагрузки, второй вывод которой через последовательно включенныерабочий и дополнительный чувствительные элементы соединен с минусом рабочего источника питания, причем к первому выводу дополнительной индуктивности подключены аноды первого и второго тиристоров, катоды которых подключены соответственно к минусу вспомогательного источника питания и к первому выводу и-ндуктивной нагрузки, ко второму выводу дополнительной индуктивнос-га подключены катоды третьего и четвертого тиристоров, аноды которых подключены соответственно к первому выводу индуктивной нагрузки и через резис,тор - к катоду второго диода, анод которого включен между рабочим и дополнительным чувствительньш:и элементами, куда также через включенный встречно второму третий диод и резистор подключен катод третьего тиристора, анод которого и катод второго диодов через соот. ветствующие резисторы соединены с первым выводом индуктивной нагрузки, управ ляющие электроды первого и третьего тиристоров соединены со своими анодами через нормально открытые контакты тум блера и резисторы и через соответствующие резисторы подключены к аноду первого диода, катод которого соединен с минусом рабочего источника питания, а управляющие электроды второго и четвертого тиристоров подключены через соответствующие резисторы к катоду четвертого диода, анод которого соединен со вторым выводом индуктивной нагрузки. На чертеже дана электрическая схема искробезопасного источника питания Искробезопасный источник пита1шя содержит рабочий источник 1 питания , индуктивную нагрузку 2, чувствительный к скорости изменения тока рабочий чувствительный элемент 3 с выпрямительным мостом и дополнительный чувствительный элемент 4, а также выпрямительные диоды: первый диод 5, второй диод 6, третий диод 7 и четвфтый диод 8; резисторы 9-21; тиристоры: первый тиристор 22 второй тиристор 23, третий тиристор 24, четвертый тиристор 25 и тиристор 26 с управле 1ием от рабочего чувствительного элемента 3; контакты тумблера 27, 28, 29, дополнительную индуктивность 30 и вспомогательный ис1Х)чник 31 питания. Зажим + рабочего источника 1 питания соединен с зажимом + вспомогательного источника 31 питания, зажим - которого соединен с катодом первого тиристора 22, анод которого соединен с дополнительной индуктивностью 30, резистором 20 и анодом второго тиристора 23. Управляющий электрод тиристора 22 соединен через резистор 9 с анодом первого диода 5, анод которого соединен с зажимом - рабочего источника 1 питания. Кроме того, этот же электрод соединен с анодом тиристора черезконтакт тумблера 28 и резистор 2О. 69 34 Дополнительная индуктивность 30 соеинена с резистором 16 и катодами ретьего 24 и четверахзго 25 тиристоров. нод тиристора 24 соединен с резистораи 11, 14, 15, 21, с катодом тир ютоа 23, индуктивной нагрузкой 2 и с каодом тиристора 26, анод которого соеинен с зажимом + источников питаия 1 и 31 и резистором 19, другой конец которого через контакт тумблера 29 соединен с управляющим электродом этого же тиристора. При этом управляющий электрод тиристора 26 резистор 12 соединен с минусом выпрямительногю моста рабочего чувствительного элемента 3. Анод тиристора 25 соединен через резистор 1, второй диод 6 с рабочим чувствительный элементом 3 и дополнительным чувствительным элементом 4. Сюда же подключен катод третьего диода 7. Общая точка резисторов 14 и 15 соединена с анодом тиристора 24, резисторами 21, 11, катодами тиристоров 23, 26 и индуктавной нагрузкой 2. Другой вывод дополнительного чувствительного элемента 4 соединен с анодом четвертого диода 8, катод которого с одной стороны через резистор 17 соединен с управляющим электродом тиристора 23, а с другой стороны через резистор 18 с управляющим электродом тиристора 25. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Существует два режима работы устройства; нормальный и аварийный. В нормальном режиме питание нагрузки 2 производится от рабочего источника 1 питания через рабочий чувствительный элемент 3, дополнительный чувствительный элемент 4 и открытый тиристор 26. Мощность рабочего источника питания 1 выбирается большей, чем искробезопасная мощность, определяемая индуктивной нагрузкой 2. Питание дополнительной индуктивности 30 производится от вспомогательного источника 31 питания через открытые тиристоры 22, 24, 26. При этом тиристоры 23 и 25 закрыты. Для установки устройства в нормальный режим тиристоры 22, 24, 26 открываются путем кратковременного замыкания контактов тумблера 27, 28, 29. С помощью чувствительных элементов 3 ч 4 осуществляется непрерь1вный контроль скорости изменения тока в нагрузке. Если скорость изменения тока в нагрузке и питающей линии не превышает допустимых значений, то в чувствительном элементе 3 наводится ЭДС, недостаточная для выключения тиристора 26. В случае, например, обрыва в нагрузке 2 или в. цепях ее питания на чувствительном элементе 3 наводится ЭДС, достаточная для выключения тиристора 26, после чего устройство автоматически переходит в аварийный режим работы. В аварийном режиме тиристор 26 закрывается и источники питания 1 и 31, индуктивная нагрузка 2, дополнительная индуктивность 30, чувствительные элементы 3 и 4 и открытые тиристоры 22 и 24 включаются последователь но. В момент возникновения аварии в точ ке обрыва будет приложена ЭДС, равная нулю. Это достигается за счет того, что рабочий 1 и вспомогательный 31 источники питания в аварийном режиме включаются встречно, а юс напряжения равны. Величина дополнительной индуктивности 30 выбирается и изготавливается равной величине индуктивности нагрузки 2, а их наведенные ЭДС самоиндукции направлены встречно. При закорачивании нагрузки открываются тиристоры 23, 25 и закрываются тиристоры 22, 24, 26. Это осуществляется с помощью дополнительного чувствительного элемента 4 и диодов 5 и 6. В этом случае рабочий 1 и вспомогатель ный 31 источники питания включаются встречно, а дополнительная индуктивность 30 включается так, что наведенная ЭДС самоиндукции совпадает с ЭДС самоиндукции нагрузки 2. Формула изобретенин Искробезопасный источник питания дл индуктивной нагрузки, содержащий рабочие источник питания и чувствительный элемент с выпрямительным мостом, шун тирующий тиристор тиристорного ключа, подключенного к рабочему чувствительно му элементу, резисторы и тумблер, о т личающийся тем, что, с целью повышения искробезопасной мощности, он снабжен индуктивностью и дополнительны ми чувствительным элементом, четырьмя тиристорами и диодами, вспомогательным источником питания, плюс которого со динен с плюсом рабочего источника пиания и анодом шунтирующего тиристора, атод которого подключен к первому выводу индуктивной нагрузки, второй вывод оторой через последовательно включенные рабочий и дополнительный чувствительные элементы соединен с минусом абочего источника питания, причем к первому выводу дополнительной индуктивноси подключены аноды первого и второго тиристоров, катйды которых подключены соответственно к минусу вспомогательного источника питания и к.первому выводу индуктивной нагрузки, ко второму выводу дополнительной индуктивности подключены катоды третьего и четвертого тиристоров, аноды которых подключены соответственно к первому выводу индуктивной нагрузки и через рюзистор - к катоду в торого диода, анод которого включен между рабочим и дополнительным чувствительными элементами, куда также через включенный встречно второму третий диод и резистор подключен катод третьего тиристора, анод которого и катод второго диодов через соответствующие резисторы соединены с первым выводом индуктивной нагрузки, управляющие электроды первого и третьего тирио торов соединены со своими анодами через нормально открытые контакты тумблера и резисторы и через соответствующие резисторы подключе 1Ы к аноду первого диода, катод которого соединен с минусом рабочего источника питания, а управляющие электроды второго и четвертого тиристоров подключены через соответствующие резисторы к катоду четвертого диода, анод которого соединен со вторым выводом индуктивной нагрузки. Источники информашш, принятые во внимание при экспертизе 1.Кириченко, Б. М. Искробезопасные источники питания шахтной аппаратуры автоматики. Угольное и горнорудное машиностроение. -НИИ Информтяжмаш, 1970, № 31. 2.Авторское свидетельство СССР № 278858, кл. Н 02 J 5/00, 1969 (прототип).

i I

-. r/.V,. .

1: .-

699203