Искробезопасный источник питания переменного тока Советский патент 1982 года по МПК E21F9/00 H02H7/26 

(5.4) ИСКРОБЕЗОПАСНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ПЕРЕМЕННСГО ТСЖА

1 Изобретение относится к электротехнике. Искробезопасный источник питания переменного тока предназначен для питания повышенным нагфяжением электрических цепей и нагрузок в взрывоопасных средах предприятий горной, нефтехимической и газовой промышленности. Известны искробезопасные источники переменного тока, использующие высокие частоты, для обеспечения искробезопасности выходной цепи Г. С увеличением напр5шения искробезопасная мощность снижается при прочих одинаковых параметрах цепи (частота, и дуктивность). Известно, что с повьпиение напряокения возрастает энергия И длитель ность разряда, возникающего щж коммутации электрической цепи. При высоких значениях частоты коммутационного тока в разрядах размыкания время существования напряжения, при котором происходит деионизация плазмы, уменьшается настолько, что не происходит полная деиони зация плазмы в разрядном промежутке. Скорость нарастания напряжения после хфохождения через нуль превышает скорость восстановления электрической 1фочности разрядного промежутка, что «приводит к вьоделению sHeprHji в разряд при данной полярности нодряжения, а следовательно, к уменьшению величины воспламеняющего тока и, в конечном счете, к уменьшению искробезопасной мощности в коммутируемой цепи. Наиболее близким к изобретению является источник питания с искробеаопасным выходом 2J. Этот источник содержит источник постоянного тока, соединенный с преобразователем напряжения и узел ограничения выходного тока. Известному устройству присущи следующие недостатки. Нагрузка запитывается переменным током прямоугольной фсч)мы, причем повышенное выходное напряжение ограничивает искробезопасную мощность в нагрузке. 39 Объясняется это более высокой скорость прохожде- нарастания на1фяжеШ1Я после длительность комму ния тока нуль, тационного разряда и его энергия практически равны аналогичным параметрам цепей постоянного тока, что приводит к снижению минимального воспламеняющего тока и искробеаопйсной мощности выходной цепи данного источника. Целью изобретения является увеличение искробезопасной выходной мощности (цепи с повьииенным напряжением. Поставленная цель достигается тем, что в искробезоаасный источник питания введены одновибратор, коммутатор, триггер, вьшрямитель, фс мнрователь Выходн го сигнала и задающий генератор, к BxoA KOTqpofo подключен источник постЪянного тока, а выход через одновибратор и коммутатор подключен к формирователю .выходного сигнала; выход одновибратора соединен с входом триггера, выход которого подключен к входу коммутатора, а выход преобразователя напряжения через вьшрямитель - к .второму входу формирователя выходного сигнала, причем параллельно выходу последнего подключен узе отсечки и выводы для подключения нагрузки.. На-чертежепред ставлена блок-схема искробезопасного источника питания переменного тока. Источник содержит задающий генератар I, соединенный с источником постоянного тока 2 и через одновибратор 3 с коммутатором 4 и триггером 5, формирователь выходного сигнала 6, включенный на выходе коммутатора выпрямитель 7 с преобразователем 8, узел отсечки 9, включенный параллельно выходу формирователя выходного сигнала и выводы для подключения нагрузки 10. Устройство работает следующим образом. На вход одновибратора 3 поступает 15)ямоугольное импульсное напряжение с задающего генератора 1, причем ддитель ность импульса равна длительности паузы. На выходе одновибратора 3 длитель ност импульса сокращается на время,. равное времени деионизашш плазмы при коммутационных разрядах. Длительность импульса выбирают такой, чтобы энергия этого импульса была меньще величины, достаточной для воспламенения взрывоопасной атмосферы 1ФИ коммутационных разрядах. 6 На триггер 5 и коммутатор 4 одноj QMeHHo поступаем сигнал с одновибратора 3. С выхода коммутатора 4 импульсы напряжения поочередно подаются на противоположные плечи формирователя выходного сигнала 6, собранного по мостовой схеме. ФорМ1фователь выходного сигнала 6 питается от выпрямителя 7, напряжение ;на который подается с преобразователя 8. Узел отсечки тока 9 обеспечивает защиту источника питания от перегрузки по току. Выходное напряжение источника питания представляет собой разнополярное импульсное напряжение гфямоугольной формы причем длительность импульсов ограничена до величины, при которой энергия одного импульса недостаточна для воспламенения взрывоопасной смеси при коммутационных разрядах, а длительность паузы, введенной в момент перехода напряжения через нуль, выбирается больше или равной времени деионизадии плазмы. Дополнительное введение одновибратора, коммутатора, триггера, вьшрямителя, формирователя выходного сигнала и задающего генератора, а также соответственное соединение их позволяют получать увеличение искробезопасной мощности цепей повьииенного напряжения. Известно, что с повыщением напряжения величина искробезопасной мощности цепей уменьшается. Это объясняется тем, что с увеличением напряжения соответственно увеличивается длительность электрического разряда, а следовательно, и выделяемая в разряде энергия, которая воспламеняет газовую смесь. В данном устройстве длительность разряда, а следовательно, и энергия в разряде не зависят от величины напряжения питания и полностью определяются длительностью и энергией одного импульса Поэтому величина искробезопасной мощности не зависит от нахфяжения питания и может быть повышена в десятки раз. Формула изобретения Искробезопасный источник питания переменного тока, содержащий источник no-i. стоянного тока, соединенный с преобразователем напряжения и узел отсечки выходного -рока, о тли. чающийся тем, что, с целью увеличения искробезопасной мощности цепи с повьшенным напряжением, в него введены одновибратор, коммутатор, триггер, вьшрямнтель, формирователь выходного сигнала и задающий генератор, ко входу которого псдключей источник постоянного, тока, а выход задающего генератора через одновибратор и коммутатор подключен к формирователю выходного сигнала; выход сщновибратора соединен также с входом триггера, выход котярого подклк)чен ко входу коммутаTqpa, а выход преобразователя напряжения через выпрямитель - ко второму входу формирователя выходного сигнала, 1фичем п аллельно выходу пойледнегч подключен узел отсечки и выводы для подключения нагрузки.

Источннки информации, принятые во внимание прл экспертизе

2.Лаппо П. В. и др. Автономный источник питания с искробезопасным выходом. Труды ВНИМИ,№ 98, Шахтная геофизика и геология. Л., 1975, с. 26ii 28.