CS199893B1

CS199893B1 - Connecting device with triak,especially for automatic control of pumps

Info

Publication number: CS199893B1
Application number: CS575977A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Zemanek; Petr Knapek; Jaroslav Chmelik
Original assignee: Jaroslav Zemanek; Petr Knapek; Jaroslav Chmelik
Priority date: 1977-09-05
Filing date: 1977-09-05
Publication date: 1980-08-29

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.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a switching device which, in addition to a contactor and other devices, is fitted with a triac and is particularly suitable for the automatic control of pumps depending on the liquid level.

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.Various devices equipped with contact relays or transistorized contact relays, or more recently thyristors, which, in conjunction with other circuits and electrodes, control the pump motor, are used to automatically control the pumps depending on the liquid level.

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.The disadvantages of contact devices are known. They have low corrosion resistance, low lifetime caused by contact opal, etc. It is known device with thyristors according to MS. No. 146,901, which overcomes these drawbacks. However, at least three safety transformers and two thyristors must be used. Safety transformers are relatively expensive and circuits using two thyristors are more complex than with one switching component and these are more expensive.

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 spojenThe above-mentioned disadvantages are eliminated by a triac switching device for the automatic control of pumps, characterized in that a triac is connected to the contactor control coil circuit, which coil is connected directly or via a transformer to the supply voltage output, the main electrodes of which are parallel to the triac. the primary winding of the isolation transformer is connected, the first end of the secondary winding of the isolation transformer being connected

199 893199 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.199 893 with the first end of the primary winding of the ignition transformer, while the second end of the secondary winding of the isolation transformer is connected to the electrode of the upper or lower level and the second end of the primary winding of the ignition transformer is connected to the electrode of the lower or upper level.

Na obrázku 1 až 4 jaou znázorněna schémata zapojení základních částí spínacího zařízení a triekam včetně různých variant zapojení ovládacího obvodu.Figures 1 to 4 show circuit diagrams of the basic parts of the switching device and triekam including various variants of the control circuit.

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/.The main part of the switching device and the triac, in particular for the automatic control of the pumps according to FIG. 1, consists of a main switch 8, a contactor 2, an overcurrent relay J and a circuit and a triac 2 for contactor control 2 depending on the liquid level 22. ίο® when connected in series £ 8 contacts of the overload relay control coil ⁸ 2 2 2 contactor voltage network via a transformer 6, or directly without the transformer 6. the main electrodes of the triac £ 2, 20 is connected, possibly through a resistor £ 8, primary winding The secondary winding 10 of the separating transformer 8 is connected by a first end to the first end of the primary winding 12 of the ignition transformer 11. The second end of the secondary winding 10 of the separating transformer 8 is connected to the lower level electrode 52 (or the upper level electrode 16). while the other end of the primary winding 52 of the ignition transformer 52 is connected to the upper level electrode 16 (or the lower level electrode 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.In this case, the upper level electrode 16 is connected via the auxiliary contact 2a of the contactor 2 to the lower level auxiliary electrode 17. A fuse 21 is connected in series with the secondary winding 13 of the ignition transformer 11 in the driver electrode 14 of the triac.

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/.In the embodiment of FIG. 2, a contactless switch 29 comprising two antiparallel connected thyristors 24a and 24b is connected to the circuit between the second end of the secondary winding 10 of the isolation transformer 8 and the second end of the primary winding 12 of the ignition transformer 11 and the control electrode of each thyristor 24a. 24b, a level electrode 15 is connected. 16. Instead of a thyristor proximity switch 29, a contactless switch 29a fitted with a triac 28 may also be used. 3) or possibly a contact switch (e.g. float level switch.

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/.FIG. 4 shows another embodiment in which a contactless switch 29b, consisting of diodes 25b, is connected instead of the thyristor proximity switch 29. 25b. 25c. 25 d in a bridge circuit in which a thyristor 23 or a transistor 26 is connected in the diagonal on the DC side. One level electrode (15, 16) is connected to the control electrode and the anode of the thyriator 23 or base and collector of the transistor 26.

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 zapalovacíhoThe apparatus in the described circuit works as follows: If no electrode is immersed in the liquid, or only the lower level electrode 15 and the auxiliary electrode 17 are immersed, the triek is switched off after switching on the main switch 1 because the control circuit in which the secondary winding 10 of the isolation transformer 8 is and the primary winding 12 of the ignition transformer 11 is disconnected. Coil 2 of contactor 2 is de-energized and contactor 2 is off. If, after the liquid level rises to the conductive electrode 16, the lower level electrode 15 and the upper level electrode 16 are coupled, the voltage from the secondary transformer transformer 10 is not transferred to the primary transformer transformer 11 and the ignition transformer voltage 13

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 16.199 893 of the transformer 11 causes the triac 2 to ignite. Immediately after the triac 2 is turned on, the primary winding 9 of the isolation transformer 8 drops, the voltage drops to a small voltage drop across the triac 2 so that the voltage on the secondary 13 The triac 2 is no longer loaded until the end of the main current half period. When the current passes through zero, the triac 2 closes and the voltage that appears on it after closure causes it to re-ignite via the isolation transformer 8 and the ignition transformer 11. Is continuously repeated and the triac 2 3 ^e ignited pulses at the beginning of each half cycle of current, the coil g contactor 2 is an electrode 16 of the upper surface an auxiliary electrode bottom surface 17 and a control circuit for the triac 2 ³ and thus closed after the fluid level 22 below the electrode upper levels 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.When the level of liquid 22 under the electrode 15, 17 drops, the triac control circuit 2, which includes the secondary winding 10 of the isolation transformer 8 and the primary winding 12 of the ignition transformer 11, opens and the triac 2 is switched off. it turns off the pump motor 27. The triac 2 ^and the contactor 2 can only be switched on again after the liquid level 22 has risen to the upper level electrode 16.

Pojistka 21 zařazená v obvodu řídicí elektrody 14 triaku 2 slouží k jištění zapalovacího transformátoru 11 před přetížením při poruše triaku 2·The fuse 21 included in the control electrode circuit 14 of the triac 2 serves to protect the ignition transformer 11 from overload in the event of a triac failure 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.The connection of the triac pump control device according to FIG. 1 is intended for conducting liquid conductors 22. For less conductive liquids 22, a less sensitive circuit with a thyristor switch or a transistor or triac switch in the control circuit of FIGS.

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.The operation of the device in these cases is similar to that described in FIG. 1, except that the control circuit including the secondary winding 10 of the isolation transformer 8 and the primary winding 12 of the ignition transformer 2 is not closed directly by the conductivity of the liquid. 22, but a contactless switch located in the control circuit, the semiconductor switching element (thyristor, triac, transistor) used in the switch is controlled by level electrodes 15, 16 connected to the control circuit of the semiconductor switching element.

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.A triac switching device, in particular for the automatic control of pumps, has numerous advantages over the devices used hitherto. The switching elements used directly contact the contactor without the help of relays, they are corrosion resistant and have a long service life. The galvanically isolated control circuit from the power circuit and the possibility of using a low voltage in the control circuit make it possible to meet the requirements for protection against hazardous contact in particularly hazardous environments, or the requirements for intrinsically safe entry for an explosive atmosphere. Against devices with antiparallel connected thyristors, the device according to the invention has simpler circuits, thus saving both components and other material and reducing labor.

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.The switching device controlled by the level contact switch ensures its high lifetime by switching small currents in the control circuit or in the control circuit of the contactless switching element used.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Switching device and triac, at least for the automatic control of pumps, characterized in that the control coil (5) of the contactor (2) is connected to the control coil circuit (5) either directly or via a transformer (6) to the supply voltage output. a triek (7) having a primary winding (9) of the isolation transformer (8) connected to the main electrodes (19, 20), the first end of the secondary winding (10) of the isolation transformer (8) being connected and the first end of the primary winding 12) of the ignition transformer (11), while the other end of the secondary winding (10) of the isolation transformer (8) is connected to the upper (16) or lower (15) level electrode and the other end of the primary winding (12) of the ignition transformer (11). connected to the lower (15) or upper (16) level electrode.

Switching device and triac, in particular for the automatic control of pumps, according to claim 1, characterized in that in the circuit between the second end of the secondary winding (10) of the separator transformer (8) and the second cone of the primary winding (12) of the ignition transformer (11). a contactless switch (29) consisting of two antiparallel connected thyriators (24a, 24b), and one level electrode (15, 16) is connected to the control electrode of each thyristor (24a, 24b).

3. A switch and triac, in particular for the automatic control of the pumps, according to claim 1, characterized by a damping, a non-contacting circuit is inserted into the circuit between the end of the secondary winding (10) of the isolation transformer (8) and the other end of the primary winding (12). a binary circuit (29b) and a diode (25a, 25b, 25c, 25d) in a bridged circuit, in which a thyriator (23) or a transistor (26) is connected in the diagonal on the DC side, side to the control electrode of the thyristors (23) (26), one of the two level electrodes (15, 16) is connected, while the other of the two level electrodes is connected either to the anode of the thyriator (23) or to the collector of the transistor (26).

Push-button switching device, in particular for the automatic control of pumps, according to claim 1, characterized in that the second transformer coil (10) of the secondary transformer (8) and the second transformer coil (12) of the ignition transformer (11) are integrated into the circuit. a contactless switch (29a) formed by the triac (28), the level electrodes (15, 16) being connected to the triac control circuit (28).

Switching device and triac, in particular for the automatic control of pumps, according to Claims 1 to 4, characterized in that a contact switch and a level switch are integrated into the control circuit or control circuit of the non-contacting elements and elements.

6. Switching devices and triac, in particular for automatic pump control, according to BMD

1-5, at least one fuse (21) is connected to the triac control circuit (7).