CS199893B1 - Spínací zařízení a triakem, zejména k automatickému ovládání čerpadel - Google Patents

Description

Vynález, se týká spínacího zařízení, které kromě stykače a dalších přístrojů je osazeno triakem a je vhodné zejména k automatickému ovládání čerpadel v závislosti na výšce hladiny kapaliny.

K automatickému ovládání čerpadel v závislosti na výšce hladiny kapaliny se používá různých zařízení osazených kontaktními relé nebo tranziatorovanými kontaktními relé, případně i v poslední době tyristory, které ve spojení s dalšími obvody a elektrodami ovládají motor čerpadla.

Nevýhody kontaktních zařízení jsou známé. Mají malou odolnost proti korozi, malou životnost způsobenou opálem kontaktů apod. Je známo zařízení s tyristory podle čs. patentového spisu č. 146 901, které odstraňuje uvedené nedostatky. K jeho realizaci je však třeba použít minimálně tří bezpečnostních transformátorů a dvou tyristorů. Bezpečnostní transformátory jsou poměrně drahé a obvody při užití dvou tyristorů jsou složitější než s jednou spínací součástkou a tito i nákladnější.

Uvedené nevýhody odstraňuje spínací zařízení s triakem k automatickému ovládání čerpadel, vyznačující se tím, že do obvodu ovládací cívky stykače, kterážto cívka je připojena boá přímo nebo přes transformátor k výstupu napájecího napětí, je zařazen triak, k jehož hlavním elektrodám, paralelně k triaku, je připojeno primární vinutí oddělovacího transformátoru, přičemž první konec sekundárního vinutí oddělovacího transformátoru je spojen

199 893

199 893 s prvním koncem primárního vinutí zapalovacího transformátoru, zatímco druhý konec sekundárního vinutí oddělovacího transformátoru je připojen k elektrobě horní, popřípadě dolní hladiny a druhý konec primárního vinutí zapalovacího tranaformátoru je připojen k elektrodě dolní, popřípadě horní hladiny.

Na obrázku 1 až 4 jaou znázorněna schémata zapojení základních částí spínacího zařízení a triekam včetně různých variant zapojení ovládacího obvodu.

Základní část spínacího zařízeni a triakem, zejména k automatickému ovládání čerpadel podle obr. 1 sestává z hlavního vypínače £, stykače 2, nadproudového relé J a obvodu a triakem 2 pr® ovládání stykače 2 v závislosti na výšce hladiny kapaliny 22. Triek 2 2® při ίο® zapojen do série 8 kontaktem £ nadproudového relé 2 ⁸ ovládací cívkou 2 stykače 2 na napětí sítě přes transformátor 6, popřípadě přímo bez transformátoru 6. K hlavním elektrodám triaku £2, 20 je připojeno, případně přes odpor £8, primární vinutí 2 oddělovacího transformátoru 8. Sekundární vinutí 10 oddělovacího transformátoru 8 je připojeno prvním koncem k prvnímu konci primárního vinutí 12 zapalovacího transformátoru 11. Druhý konec sekundárního vinutí 10 oddělovacího transformátoru 8 je připojen k elektrodě dolní hladiny £2 /případně k elektrodě horní hladiny 16/. zatímco druhý konec primárního vinutí £2 zapalovacího transformátoru ££ je spojen, s elektrodou horní hladiny 16 /případně s elektrodou dolní hladiny 15/.

Elektroda horní hladiny 16 je při tom spojena přes pomocný kontakt 2a stykače 2 s pomocnou elektrodou dolní hladiny 17. Do série se sekundárním vinutím 13 zapalovacího transformátoru 11 je v obvodu řidiči elektrody 14 triaku 2 zařazena pojistka 21.

U provedení podle obr. 2 je do obvodu mezi druhý konec sekundárního vinutí 10 oddělovacího transformátoru 8 a druhý konec primárního vinutí 12 zapalovacího transformátoru 11 zařazen bezkontaktní spínač 29 sestávající ze dvou antiparalelně zapojených tyristorů 24a 24b přičemž k'řídicí elektrodě každého tyristoru 24a. 24b je připojena elektroda hladiny 15. 16. Místo tyristorového bezkontaktního spínače 29 může být použit i bezkontaktní spínač 29a oaazený triakem 28 /obr. 3/, popřípadě i kontaktní spínač /např. plovákový spínač hladin/.

Na obr. 4 je další provedení, u něhož je místo tyristorového bezkontaktního spínače 29 zapojen bezkontaktní spínač 29b , sestavený z diod 25b. 25b. 25c. 25 ď v mústkovém zapojení, v jehož diagonále na stejnosměrné straně je zapojen tyristor 23 nebo tranzistor 2£. K řídicí elektrodě a anodě tyriatoru 23. případně bázi a kolektoru tranzistoru 26 je při tom připojena jedna elektroda hladiny /15, 16/.

Zařízení v popsaném zapojení pracuje takto: Pokud není v kapalině ponořena žádná elektroda, nebo je ponořena jen elektroda dolní hladiny 15 a pomocná elektroda 17. je po zapnutí hlavního vypínače 1 triek vypnut, neboť ovládací obvod, v němž je sekundární vinutí 10 oddělovacího transformátoru 8 a primární vinutí 12 zapalovacího tranaformátoru 11. je rozpojen. Cívka 2 stykače 2 je bez napětí a stykač 2 ,ie vypnut. Spojí-li se po stoupnutí hladiny kapaliny k elektrodě 16 vodivostí· kapaliny elektroda 15 dolní hladiny a elektrodou 16 horní hladiny, přenese se napětí ze sekundářů 10 oddělovacího tranformátoru 8 ne primář 12 zapalovacího tranaformátoru 11 a napětí sekuadáru 13 zapalovacího

199 893 transformátoru 11 způsobí zapálení triaku 2· Ihned po zapnutí triaku 2 klesne na něm a tedy na primárním vinutí 9 oddělovacího transformátoru 8, napětí na malou hodnotu úbytku napětí na triaku 2» takže napětí na sekundářů 13 zapalovacího transformátoru 11 prakticky zanikne a řídicí obvod triaku 2 není dále do konce průběhu půlperiody hlavního proudu zatěžován. Při průchodu proudu nulou se triak 2 uzavře a nepětí, které se na něm po uzavření objeví, způsobí, přes oddělovací transformátor 8 a zapalovací transformátor 1 1. jeho opětné zapálení. Dej se stále opakuje a triak 2 3^e zapalován impulsy na začátku každé půlperiody proudu, cívka g stykače 2 je k elektrodě 16 horní hladiny připojena pomocná elektroda dolní hladiny 17 a ovládací obvod triaku 2 3^e tím uzavřen i po poklesu hladiny kapaliny 22 pod elektrodu horní hladiny 16.

Po poklesu hladiny kapaliny 22 pod elektrodu 1 5. 17 se rozpojí ovládací obvod triaku 2, v němž je zařazeno sekundární vinutí 10 oddělovacího transformátoru 8 a primární vinutí 12 zapalovacího transformátoru 11. triak 2 přejde do vypnutého stavu, čímž cívka g stykače ztratí nepětí a ten vypne motor 27 čerpadla. K opětnému zapnutí triaku 2 ^a ti® i stykače 2 může dojít až po stoupnutí hladiny kapaliny 22 k elektrodě horní hladiny 16.

Pojistka 21 zařazená v obvodu řídicí elektrody 14 triaku 2 slouží k jištění zapalovacího transformátoru 11 před přetížením při poruše triaku 2·

Zapojení zařízení s triakem pro ovládání čerpadel podle obr. 1 je určeno pro dibře vodivé kapaliny 22. Pro méně vodivé kapaliny 22 je třeba použít méně citlivé zapojení s tyristorovým spínačem, popřípadě s tranzistorovým nebo triakovým spínačem v ovládacím obvodu podle obr. 2 až 4.

Funkce zařízeni je v těchto případech obdobná, jak je uvedeno v popisu k obr. 1, s tím rozdílem, .že ovládací obvod, v němž je zařazeno sekundární vinutí 10 oddělovacího transformátoru 8 a primární vinutí 12 zapalovacího transformátoru 2» není uzavírán přímo vodivostí kapaliny 22 nýbrž bezkontaktním spínačem umístěným v tomto ovládacím obvodu, přičemž polovodičový spínací prvek /tyristor, triak, tranzistor/, použitý u tohoto spínače, je řízen elektrodami hladiny 1 5. 16. zapojenými do řídicího obvodu polovodičového spínacího prvku.

Spínací zařízení s triakem, zejména k automatickému ovládání čerpadel, má oproti doposud používaným zařízením četné výhody. Použité spínací prvky spínají přímo bezkontaktní stykač bez pomoci relé, jsou odolné proti korozi, mají velkou životnost. Galvanicky oddělený ovládací obvod od obvodu silového a možnost použití malého napětí v ovládacím obvodu dovolují splnit požadavky na ochranu před nebezpečným dotykem v prostředí zvlášt nebezpečném, popřípadě i požadavky na jiskrově bezpečný vstup pro výbušné prostředí. Proti zařízes antiparalelně zapojenými tyristory má zařízení podle toho vynálezu jednodušší obvody, čímž se ušetři jednak součástky a jiný materiál a jednak se sníží pracnost.

U spínacího zařízení ovládaného kontaktním spínačem hladiny je zajištěna jeho vysoká životnost spínáním malých prpoudů v ovládacím obvodě, popřípadě v řídicím obvodě použitého bezkontaktního spínacího prvku.

Claims (6)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Spínací zařízení a triakem, aajména k automatickému ovládání čerpadel, vyznačené tím, Se do obvodu ovládací cívky /5/ stykače /2/, kterážto ovládací oívka /5/ je zapojena buá přímo nabo přea transformátor /6/ k výstupu napájecího napětí, ja zařazen triek /7/, k jehož hlavním elektrodám /19, 20/ ja připojeno primární vinutí /9/ oddělovacího transformátoru /8/, přičemž první konec sekundárního vinutí /10/ oddělovacího transformátoru /8/ je apojen a prvním koncem primárního vinutí /12/ zapalovacího transformátoru /11/, zatímco druhý konec sekundárního vinutí /10/ oddělovacího transformátoru /8/ je připojen k elektrodě horní /16/, nabo dolní /15/ hladiny a druhý konec primárního vinutí /12/ zapalovacího transformátoru /11/ ja připojen k elektrodě dolní /15/ nebo horní /16/ hladiny.
2. 2. Spínací azřízaní a triakem, zejména k automatickému ovládání čerpadel, podle bodu 1 vyznačená tím, ža do obvodu mezi druhý konec sekundárního vinutí /10/ oddělovacího tranafor mátoru /8/ a druhý koneo primárního vinutí /12/ zapalovacího transformátoru /11/ ja zařazen bezkontaktní spínač /29/, sestávající ze dvou antiparalelně zapojených tyriatorů /24a, 24b/ přičemž k řídicí elektrodě každého tyristorů /24a, 24b/ je připojena jedna elektroda hladiny /15, 16/.
3. 3. Spínací azřízaní a triakem, zejména k automatickému ovládání čerpadel, podle bodu 1 vyznačená tlm, Se do obvodu mezi konec sekundárního vinutí /10/ oddělovacího transformátoru /8/ a druhý konec primárního vinutí /12/ zapalovacího tarnaformátůru /11/ je zařazen bezkontaktní epínaě /29 b/ aaatavaný z diod /25a, 25b, 25c, 25d/ v můstkovám zapojení, v jehož diagonále na stejnosměrná straně ja zapojen tyriator /23/ nebo tranzistor /26/, přičemž boč k řídicí elektrodě tyristorů /23 nabo bázi tranzistoru /26/ je zapojena jedna z obou elektrod hladin /15, 16/, zatímco druhá z obou elektrod hladin je připojen buč k anodě tyriatoru /23/ nebo ke kolektoru tranzistoru /26/.
4. 4. Spínací zařízení e trlekem, zejména k automatickému ovládání čerpadel, podle bodu 1 vyznačená tím, Ze do obvodu mezi druhý koneo sekundárního vinutí /10/ oddělovacího transformátoru /8/ a druhý koneo primárního vinutí /12/ zapalovacího transformátoru /11/ ja zařazen bezkontaktní spínač /29a/ tvořený triakem /28/, přičemž elektrody hladin /15, 16/ jsou připojeny do řídicího obvodu triaku /28/.
5. 5. Spínací azřízaní a triakem, zejména k automatickému ovládání čerpadel, podle bodů 1 až 4, vyznačená tím, Se do ovládacího obvodu popřípadě řídicího obvodu bezkontaktních apínaeíeh prvků ja zařazen kontaktní apínaě hladin.
6. 6. Spínaoí zařízení a triakem, zejména k automatickému ovládání čerpadel, podle bmdů

   1 až 5, vyznačená tlm, Se do řídicího obvodu triaku /7/ je zapojena alespoň jedna pojistka /21/.