Устройство защиты стабилизированногоиСТОчНиКА пиТАНия пОСТОяННОгО НАпРя-жЕНия Советский патент 1981 года по МПК G05F1/58 

рактер замыкания контактов Зв противоположен характеру замыкания контактов За и 36, а контакты реле 5 являются замыкающими. .В предлагаемом устройстве защиты контакты Зв являются также замыкающими, тогда как контакты За т 36 - размыкающие. При этом предполагается применение датчика защиты, у которого в нормальном состоянии выходное напряжение отсутствует (как в прототипе). Вход датчика i2 подключен к измерительным цепям со стороны нагрузки. Датчик защиты связан также с элементом повторного включения 7.

При нормальной работе устройства, когда выходное напряжение источника 1 не отклоняется за пределы зоны срабатывания датчика 2, обмотки реле и 5 обесточены, и через замкнутые контакты За и 36 осуществляется обычная четырехпроводна.я связь источника питания с нагрузкой.

Если возникнут условия для срабатывания датчика 2, контакты За и 36 размыкаются, отключая нагрузку, а контакты Зв замыкаются, восстанавливая связь измерительной цепи с силовым проводом. При повторном включении датчика защиты под воздействием сигнала с элемента 7 реле 3 придет в первоначальное состояние, когда контакты За и 36 замкнуты, а контакты Зв разомкнуты. Теперь, если больше нет причин сработать датчику 2, измерительные цепи источника питания (обратная связь) снова будут замыкаться на нагрузке.

Однако, если бы связь измерительных и силовых цепей осуществлялась бы только посредством контактов реле 3, то при их переключении происходил бы кратковременный разрыв этой связи за счет того, что при появлении выходного напряжения датчика защиты (эпюра 8, фиг. 2) и вызванного этим срабатыванием реле 3, контакты За, 36 разомкнуты обязательно раньше (эпюра Р), чем замкнутся контакты Зв (эпюра 10). Точно так при выключении реле 3, например, под воздействием сигнала от элемента 7, контакты 3 в разомкнутся раньше, чем замкнутся контакты За, 36. Время отрыва измерительной цепи (обратной связи) от силовой составляло бы несколько десятков миллисекунд (например для реле вМ ТУ-Ii6-523j092-169-10- 25 мсек}. За это время источник питания мог бы успеть выйти на режим максимально возможного нестабилизированного напряжения и при повторном включении нагрузки, к которой подключен и датчик защиты, как и в ранее рассмотренных случаях могло бы произойти его самовыключение.

Этот недостаток устраняется с помощью реле 5, которое предполагается маломощным, а следовательно, и с большим быстродействием, чем основное реле 3. Реле выбирать маломощным потому, что, как

будет показано далее, контакты реле 5 не коммутируют ток нагрузки. При появлении на выходе датчика 2 напряжения сначала срабатывает реле 5 (эпюра 11, фиг. 2), через обмотку которого проходит ток заряда конденсатора 4, а затем срабатывает и реле 3 (хотя напряжение на обмотках обоих реле появляется одновременно). В ходе заряда конденсатора 4 реле 5 выключится и при дальнейшей работе будет обесточено, а конденсатор 4 будет заряжен до величины напряжения на выходе датчика 2. Реле 3 будет оставаться во включенном состоянии. Постоянная времени заряда конденсатора 4, т. е. емкость при заданном выходном напряжении датчика защиты и напряжении отпускания реле 5, выбирается такой, чтобы время включенного состояния реле 5 было большим, чем время замыкания контактов Зв реле 3.

Когда напряжение на выходе датчика 2 будет выключено, реле 3 вследствие своей инерционности изменит положение своих контактов не сразу, а с задержкой, в то время как реле 5 включится со значительно меньшей задержкой, чем выключится реле 3. На время разряда конденсатора 4 через обмотки обоих реле (до величины напряжения отпускания реле 6) контакты За будут блокированы контактами 5а до тех пор (при соответствующем выборе емкости конденсатора 4), пока контакты реле 3 не переключатся (примут исходное положение, показанное на чертеже), и измерительная цепь не соединится с силовой на нагрузке (эпюры, фиг. i2). Чтобы при разряде конденсатора 4 через обмотки обоих реле срабатывало только реле 5, а реле 3 оставалось в выключеином состоянии, необходимо, чтобы сопротивление обмотки реле 3 было намного меньше, чем у реле 5. Такое условие легко выполнимо, так как .реле 3 Обычно мощное (контактор), а реле 5 всегда можно выбрать из маломощных, потому что, как следует лз рассмотрения эпюр 9, 10, 11, этим реле не производится коммутация тока нагрузки (не производится даже коммутация тока измерительной цепи), так как контакты этого реле переключаются тогда, когда источник питания подключен к нагрузке силовой и измерительной цепями через контакты За, 36, или тогда, когда нагрузка отключена, а силовая и измерительная цепи соединены контактами Зв. Например у пары 1реле 8М (контактор) и ;реле РЗС-64 РСО. 466.014ТУ РС4.569.72Ш2, которую можно использовать в предлагаемом устройстве, сопротивление обмоток соответственно 70 Ом и 2 кОм.

Перекрытие посредством реле 5 момента отсутствия соединения контактами реле 3 измерительной и силовой цепей обеспечивается за счет существенного различия в быстродействии ;мо-щных и мало:мощных реле (а также иравилыньш выбором емкости

конденсатора 4). Особенно ощутимое .различие времен СрабатываЕия может быть получено, если в качестве реле выбрано обычное электромагнитное реле, время замыкания и ;размыка;ния контактов которого лежит в пределах 50-150 мсек, а в качестве реле 5 использовано реле с магнитоуправляемымй контактами, время срабатывания контактов которого в 3-15 раз выше, чем у электромагнитных реле, даже при одинаковой коммутируемой мощности, а время возвращения в исходное состояние (отпускания) меньще, чем у электромагнитного реле той же коммутируемой мощности - более чем в 10 раз. Например, время срабатывания упомянутого реле 8М. (контактор) и РЭС-64 (реле с магнитоуправляемымй контактами) имеют значение 40 мсек и 0,,2 мсек, а время отпускания этих реле соответственно 40 мсек и 0,3 мсек.

Предлагаемое устройство может быть выполнено в многоканальном варианте, при этом (тоже как в прототипе) датчиков защиты должно быть по числу каналов, а выходы всех датчиков защиты должны быть объединены и подключены к реле 5 и 5 (к последнему через конденсатор 4), причем количество групп контактов За, 36, Зв и 5а должно быть соответственно увеличено во столько раз, сколько нужно иметь каналов, а каждая такая система контактов (три контактные группы реле 3 и одна контактная группа реле 5) должна быть включена во всех каналах аналогично перво:му каналу.

Устройство защиты стабилизированного источника питания выгодно отличается от прототипа, так как его использование не приводит к ограничениям по возможности обеспечения стабилизации на нагрузке, что

позволяет повысить качество стабилизации напрял ения и привести его к значениям, достижимым для известной схемы соединения источника питания с нагрузкой четырехпроводной линией без ухудшения всех других его параметров.

Формула изобретения

Устройство защиты стабилизированного источника питания постоянного напряжения, содержащее реле, контакты которого включены последовательно в силовую шину, а обмотка соединена с выходом датчика защиты, вход которого подключен к нагрузке, отличающееся тем, что, с целью обеспечения стабилизации непосредственно на нагрузках, в него введены измерительные це. пи, включенные между выходными выводами источника питания и нагрузкой, при этом в измерительную цепь с полярностью, одноименной с силовой, последовательно включены первые дополнительно введенные контакты, между силовой и измерительной цепями со стороны источника питания включены вторые введенные контакты, по характеру замыкания противоположные указанным, а параллельно этим контактам включены контакты дополнительно введенного быстродействующего реле, обмотка которого через конденсатор подключена к обмотке первого реле.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР № 479099, кл. G 05 F 1/58, 1973.

2.Авторское свидетельство СССР №205120, кл. G05 F 1/58, 1966 (прототип). . . 1

5а Зд 3S

1

За

,s

Фиг.1