Устройство для защиты цепи постоянного тока от перегрузок и коротких замыканий Советский патент 1980 года по МПК H02H3/08 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, для защиты цепей постоянного тока.

Известно устройство для защиты цепи постоянного тока, содержащее герконы, охваченные общей токовой обмоткой, включенные в цепь эмкттера выходного транзистора блока управления, причем один из герконов включен в цепь, шунтирующую базоэмиттерный. переход упомянутого транзистора .

Устройство не обеспечивает автоматического включения нагрузки после устранения неисправности.

Наиболее близким по технической сущности к. изобретению является устройство для защиты источника тока от анормальных режимов, содержащее геркон, соединенный через усилитель с исполнительным органом и управляемый током защищаемой цепи t.

Недостатком устройства является отсутствие контроля состояния цепи нагрузки и ограничения тока перегрузки защищаемой цегЕи.

Целью изобретения является .расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для защиты цепи постоянного тока от перегрузок и коротких замыканий, содержащее геркон, охваченный токовой обмоткой и через усилитель соединенный с рабочей обмоткой исполнительного органа, причем токовая обмотка включена в защищаемую цепь последовательно с замыкающим контактом исполнительного органа, пороговый элемент и резисторы, снабжено дистанционным переключателем, диодом и тиристором, включенным последовательно с отключающей обмоткой исполнительного органа, параллельно упомянутым токовой обмотке и замыкающему контакту исполнительного органа, включена цепь из последовательно соединенных размыкающего контакта исполнительного органа, замь-.кающего контакта дистанционного переключателя, ограничительного резистора и диода, причем вход упомянутого порогового элемента подключен к .ограничительному резистору, а его выход - к управляющему электроду тиристора, параллельно геркону включен размыкающий контакт дистанционного переключателя и последовательно с

ними замыкающий контакт исполнительного органа.

На чертеже представлена схема устройства.

Оно содержит токовую обмотку 1, внутри которой расположен геркон 2, исполнительный орган 3 (например, дистанционный переключатель) с рабочей 4 и отключающей 5 обмотками и его контакты 6-10, пороговый элемент 11, выполненный на однопереходном транзисторе 12, резисторах 13-16 и конденсаторе 17, вспомогательный дистанционный переключатель 18 с рабочей 19 и отключающей 20 обмотками и с контактами 21, 22, тиристоры 23 и 24, диод 25, резистор 26, ограничительный резистор 27 и нагрузку 28.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии дистанционные переключатели 3 и 18 выключены, их контакты 6, 8, 10, 22 разомкнуты, а контакты 7, 9, 21 замкнуты. При этом тиристоры 2, 24 выключены, нагрузка 28 o6ecTOvteHa, собственно уст ройство защиты тоже обесточено и не потребляет энергии. В таком состоянии устройство находится до прихода команды на включение.

Команда на включение в виде короткого импульса (0,025-1с) поступает на рабочую обмотку 19 вспомогательного Переключателя 18 и переключает его в рабочее состояние. При этом переключатель 18 контактом 21 расшунтирует геркон 2, а контактом 22 по цепи: плюс источника питания контакт 9 - контакт 22 - резистор 27 - диод 25 - нагрузка 28 - минус источника питания подает на нагрузку проверочный ток.

Далее, если сопротивление нагрузки 28 равно номинальному, то падение напряжения на ней и диоде 12 зарядит через резистор 16 конденсатор 17 до напряжения, при котором включится однопереходной транзистор 12 и выдас импульс на управляющий электрод тиристора 24. Тиристор 24 сработает и включит рабочую обмотку 4 дистанционного переключателя 3. Дистанционный переключатель 3 переключится в рабочее состояние. При этом: размыкающий контакт 7 разомкнет анодную цепь тиристора 24 и он выключится; замыкающий контакт 6 замкнет анодную цепь тиристора 23; замыкающий контакт 8 замкнется и подготовит для включения цепь управляющего электрода тиристора 23; контакт 9 разомкнется и отключит однопереходной транзистор 12 и цепочку запитки нагрузки проверочным током (резистор 27, диод 25); силово контакт 10 замкнется и запитает на грузку 2.8 номитальным током.

Таким образом, нагрузка будет заптана номинальным током, а само устройство защиты практически не будет потреблять энергии.

В таком состоянии устройство буде находиться до поступления команды на отключение или до появления перегрузки (короткого замыкания). В первом случае на отключающую обмотку 20 вспомогательного дистанционного переключателя 18 поступит в виде короткого импульса (0,025-1с) команда на отключение и переключит его в исходное состояние. Контакт 27 замкнется и плюс источника питания через контакты 8, 21 и резистор 26 поступит на управляющий электрод тиристора 23. Одновременно разомкнется контакт 22. Оэаботает тиристор 23 и включит отключающую обмотку 5 исполнительного органа 3, который переключится в исходное состояние. Тем самым устройство полностью возвратится в исходное состояние и будет находиться в нем до прихода следующей .команды на включение.

Do втором случае из-за неисправности нагрузки ее сопротивление уменьшится, а ток возрастет до значения, на которое настроен токовой орган. Увеличение тока приведет к увеличению магнитного поля токовой обмотки 1 и срабатыванию геркона 2. Плюс источника питания через контакты 8, 2 и резистор 26 поступит на управляющий электрод тиристора 23, тиристор сработает и переключит исполнительный орган 3 в исходное состояние. Но так как команды на отключение устройства извне (на обмотку 20 переключателя 18) не поступило, то нагрузка обесточится не полностью; по цепи плюс источника питания - контакты 9, 22 - резистор 27 - диод 25 - нагрузка 28 - минус источника питания будет протекать проверочный ток.

Но, так как сопротивление нагрузки уменьщилось, то падение напряжения на нагрузке 28 и диоде 25 будет недостаточным для включения однопереходчого транзистора 12. Устройство защиты будет находиться в таком состоянии до устранения неисправности. Когда сопротивление нагрузки восстановится до номинального значения, то включится транзистор 12, он включит тиристор 24, а последний переключит исполнительный орган 3 в рабочее состояние. Нагрузка снова запитается номинальным током.

В том случае, когда неисправность нагрузки (уменьшение величины сопротивления или короткое замыкание) по явилась, когда устройство находилось в выключенном состоянии и нагрузка была обесточена по приходу команды на включение, переключатель 18 включится и, как и в предыдущих случаях по цепи: плюс источника питания контакты 9 и 22 - резистор 27 - диод

25 - нагрузка 28 - минус источника питания нагрузка запитается проверочными током. Но, так как сопротивление неисправной нагрузки меньше номинального, то величина падения напряжения на нагрузке будет недостаточной для включения транзистора 12, поэтому не включится тиристор 24 и соответственно не включится исполнительный орган 3. Устройство будет находиться в таком состоянии до устранения неисправности или до прихода команды на отключение. Таким образом, нагрузка даже на короткое время не будет закорачивать источник питания. Причем контроль исправности нагрузки осуществляется при каждом включении нагрузки. Этим достигается как надежная работа самого источника питания, так и потребителей.

Формула изобретения

Устройство для защиты цепи постоянного тока от перегрузок и коротких замыканий, содержащее геркон, охваченный токовой обмоткой и через усилитель , соединенный с рабочей обмоткой исполнительного органа, причем токовая обмотка включена в защищаемую цепь последовательно с замыкающим контактом исполнительного органа, пороговый элемент и резисторы, о т личающе.е ся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено дистанционным переключателем, диодом и тиристором, включенным последовательно с отключающей обмоткой исполнительного органа, параллельно упомянутым токовой обмотке и замыкающему контакту исполнительного органа включена цепь из последовательно соединенных размыкающего контакта исполнительного органа, замыкающего контакта дистанционного переключателя, ограничительного резистора и диода, причем вход упомянутого порогового элемента подключен к ограничительному резистору, а его выход к управляющему электроду тиристора, параллельно геркону включен размыкающий контакт дистанционного переключателя и последовательно с ними замыкающий контакт исполнителного органа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 216825, кл. Н 02 Н 3/08 1967.

2.Авторское свидетельство СССР № 377936, кл. Н 02 Н 7/12, 1973.