Устройство для обеспечения искробезопасности электрических цепей переменного тока Советский патент 1982 года по МПК E21F5/00 H02H7/26 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИСКРОБЕЗОПАСНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПЕПЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам и устройствам обеспечения искробезопасности электрических цепей переменного тока, и может быть использовано дпя создания энергоемких систем, предназначенных дл повышения искробезопасной мощности цепей переменного тока. Известно устройство, содержащее источник постоянного тока, тиристор, подключенный параллельно источнику постоянного тока, формирователь переменного сигнала (инвертор), трансформатор, два фильтра верхних частот (ФВЧ), два быст родействующих тиристора, включенных встречно-параллельно нагрузке и подключенных управляющими электродами к ФВЧ l} Недостатком указанного устройства является пониженная выходная искробезопасная мощность, что объясняется неприменимостью его для создания искробезопасных цепей переменного тока повышенной и высокой частоты, искробезопасная мощность которых много выше искробезопасной мощности цепей постоянного тока или ; переменного тока низкой (промышленной ) частоты. Невозможность применения следует из того, что в цепях переменного тока повышенной и высокой частоты частотные спектры источника питания и сигнала (скачка напряжения), возникающего при коммутации, перекрываются, в силу чего быстродействующие тиристоры срабатывают независимо от коммутации выходной цепи. Наиболее близкик| по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для обеспе.чения искробезопасности электрических цепей переменного тока, а именно электропривода, содержащее инвертор, собранный по мостовой схеме, преобразующий постоянный ток в переменный, включенный между блоком искробезопасного источника питания, обеспечивающего подачу постоянного тока, и двигатель, включенный в диагональ инвертора, причем вход инвер396тора зашунтирован двумя параллепьными диодами f2j. Недостатками известного устройства являются невысокие искробеаопасная мощность и надежность, обусловленные тем, что меры по обеспечению искробезопасности нагрузки проводятся цепями постоянного тока, искробезопасная мощность которых значительно ниже мощности це- пей переменного тока повыщенного напряжения. Отсутствие специальной защиты инвертора, выполненного по мостовой схеме на транзисторах, не исключает возникновения сквозного тока, что может привести к выходу из строя транзисторов. Цель изобретения - увеличение искро безопасной мощности и надежности. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для обеспечения искро- безопасности электрических цепей, содержащее источник постоянного тока, поДклю ;ченный параллельно его выводам тиристор И задающий генератор повышенной частоты, инвертор, выполненный по мостовой схеме, в диагональ которого включена нагрузка, дополнительно введены токоза- дающий элемент, транзистор, трансформатор, выпрямитель и измерительный резистор, соединенный последовательно с нагрузкой и подключенный выводами параллельно к первичной обмотке трансформато ра, вторичная обмотка которого подсоединена к выпрямителю, один из выводов которого подсоединен к общей шине источника питания, второй вывод с поМошъю резистора соединен с базой Чгранзистора, эмиттер которого подключен к общей шин источника питания, а коллектор подключен к управляющему электроду тиристора и с помощью токозадающего элемента соединен с положительным выводом источника питания. На чертеже изображена принципиальная электрическая схема устройства. Устройство содержит источник 1 .постоянного тока, тиристор 2, подключенный параллельно источнику 1 постоянного тока, задающий генератор 3 повыщенной частоты, подключенный параллельно выводам источника тока, а выходом подключенный к инвертору 4 выполнен ному по мостовой схеме, например, на транзисторах, нагрузку 5, включенную в диагональ моста, измерительный резистор 6, подключенный последовательно с нагрузкой, трансформатор 7, первичная обмотка которого подключена к измери.тельному резистору 6, а вторичная - к выпрямителю 8. При этом отрицательный 1874 |вывод выпрямителя подключен к отрицателБНОй шине источника 1 питания, а положительный - через резистор 9 к базе транзистора 10, эмиттер которого подсоединён к отрицательной гиине источника 1. Кроме того, коллектор транзистора 10 подключен к управляющему электроду тиристора 2 и через токозадающий элемент, выполненный в виде делителя О из резисторов 11 и 12, к средней точке которого подключен конденсатор 13, подсоединен к положительной шине источника 1 постоянного тока. При этом измерительный резистор 6, трансформатор 7 и выпрямитель 8 образуют устройство контроля за наличием переменного тока. Транзистор 10, токоаадающий элемент (11, 12, 13) и резисторы 9 и 14 рбразуют формирователь сигнала, управляющий тиристором 2. Устройство работает следующим образом. При подключенной между точками А и В нагрузке 5 после подачи питания от источника 1 включается задающий генератор повышенной частоты 3 и начинает работать инвертор 4, формируя в цепи нагрузки 5 переменный сигнал заданной частоты. Во вторичной обмотке трансформатора 7 находится напряжение переменного тока, выпрямитель 8 и транзистор 10 открываются положительным сигналом через резистор 9. Тиристор 2 при этом остается закрытым, так как его управляющий электрод подключен к отрица тельной шине источника 1. Чтобы обеспечить включение тиристора 2 позже транзистора 1О, при подаче питания к средней точке делителя, образованного резисторами 11 и 12, подключен конденсатор 13. В случае исчезновения в цепи нагрузки переменного тока повышенной частоты или протекания постоянного тока во вторичной обмотке трансформатора 7 ЭДСне наводится и транзистор 1О закрывается, так как его база подключена через резистор 14 к отрицательной шине источника 1 постоянного тока. Тиристор 2 включается и щунтирует источник 1 постоянного тока, снимая напряжение с инвертора 4 и нагрузки 5. Таким образом, применение предлагаемого устройства позволяет обеспечить питание цепи пря увеличении сопротивления нагрузки ниже заданной, например в режиме холостого хода, а также при отказе инвертора или задающего генерато- .ра. Следовательно, обеспечивается увеличение искробеаопасной мощности, поскол ку исключается работа устройства при протекании постоянного тока через нагруз ку и в режиме холостого хода, при котором выходное напряжение превышает рабочее, при этом обеспечивается увеличение надежности. Применение устройства позволяет расширить область применения электронной техники в условиях взрывоопасной .атмосферы за счет увеличения искробезопасной мощности, увеличить функциональные возможности аппаратуры, повысить надежность систем управления и aiBTOMa;тики. Увеличение искробезопасной мощное ти источников питания щахтных геофизичесгшх приборов обеспечивает повышение достоверности при сейсмоакустических и электроразведочных работах. Формула, изобретения Устройство для обеспечения искробезр паснос.ти электрических цепей переменного тока, содержащее источник постоянного тока, парбшлеяьно выводам которого подключен тиристор и задающий генератор .повышенной частоты, к выходу которого подключен инвертор, выпогшенный по мостовой схеме, в диагональ которого включена нагрузка, отличающееся тем, что, с целью увеличения искробезопасной мощности и надежности устройства в работе в него дополнительно введены токозадающий элемент, транзистор, трансформатор, выпрямитель и измерительный резистор, при этом последний соединен последовательно с нагрузкой и подключен выводами параллельно к первичной обмот; ке трансформатора, вторичная обмотка которого подсоединена к выпрямителю, одним выводом подклю;ченному к общей шине источника питания, вторым выводом через резистор к базе транзистора, эмиттер которого подключен к общей шине источника а коллектор - к управляющему электроду i тиристора и через токозадающий элемент, выполненный в виде делителя напряжения, .соединен с положительным выводом источника питания. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 838095, кл. Е 21 F 5/ОО, 1981. 2.Патент Великобритании hfe 1533680, кл, Н 02 М 1/18, 1978.

&

ег