CS213219B1 - Zapojení obvodu pro přepěťovou ochranu stejnosměrné sítě, doplněné obvodem umožňujícím omezení činnosti paralelní spolupráce - Google Patents

Abstract

Vynález řeší zmenšení závislosti doby vypnutí při přepětí na velikosti napětí sítě před vznikem přepětí a vytvoření vazby mezi obvodem paralelní spolupráce a přepěťovou ochranou, která zabezpečuje omezení činnosti obvodu paralelní spolupráce. Zmenšení závieloetl doby vypnutí je dosaženo nabíjením kondenzétorů 01, C2 určujících dobu vypnutí pře8 nabíjecí diody D3. D4 ze zdroje referenčního napětí. Činnost obvodu paralelní spolupráce je omezována pomocí komparátoru 6. Při vzrůstu napětí na určitou hodnotu komparátoru 6 se na výstup obvodu paralelní spolupráce 8 přivede napětí, které tento obvod vyřadí z činnosti. Vynálezu lze využít v leteckém průmyslu k ochraně spotřebičů na palubách letadel. Příklad provedení je znázorněn na připojeném výkresu.

Description

Vynález se týká zapojení obvodu pro přepěťovou ochranu stejnosměrné sítě, zejména pro přepěťovou ochranu spotřebičů na palubách letadel.

Porucha spotřebičů na palubách letadel napájených generátorem stejnosměrného proudu, které je způsobena přepětím', může mít vážné následky, které mohou vést až k havarii letadla. Proto se běžně používá přepěťová ochrana této stejnosměrné sítě, která též chrání generátor pro případ poruchy. Doposud se používají buá elektromagnetické ochrany, které jsou připojeny na budicí vinutí generátoru a nebo ae používá obvodu, kde jako základní prvek přepěťové ochrany je použit napěťově stabilizovaný klopný obvod na jehož vstup je připojena, přes vypínač s vybavovacím elektromagnetem, dělič napětí, omezovači odpory a kondensátor, kladná svorka generátoru a zároveň přes druhý dělič napětí, přes další omezovači odpor a kondenzátor β vybíjecím odporem a přes oddělovací diodu budicí vinutí generátoru. Kladná svorka generátoru je rovněž spojena jednak přes vypínač s vinutím stykače s připojení generátoru na sběrnici, jednak přes regulátor napětí na budicí vinutí generátoru. Přitom výstup z klopného obvodu je vyveden na řídicí elektrodu tyristoru, který je zapojen v záporném přívodu vybavovaciho elektromagnetu vypínače. Uvedené přepěťové ochrany mají řadu nedostatků. V případě elektromagnetické přepěťové ochrany nereaguje ochrana na přepětí vzniklé nesprávně nastavenou regulací. Při provozu bez baterie při malém zatížení překračuje přepětí při poruše požadavky příslušných norem. V případě použiti napěťově stabilizovaného klopného obvodu je nevýhodou, že doba vypnutí při přepětí je značně závislá na velikosti napětí sítě před vznikem přepětí. Další nevýhodou je, že mezi obvodem přepěťové ochrany a obvodem paralelní spolupráce neexistuje vazba, která by v závislosti na velikosti nastavení vypínacího napětí přepěťové ochrany omezovala činnost obvodu paralelní spolupráce.

To vede k tomu, že například při přerušení propojení generátorů a při větším rozdílu zátěží generátorů pak vlivem činnosti obvodu paralelní spolupráce vzroste napětí méně zatíženého generátoru tak, že přepěťová ochrana vypne.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že jako základní prvek obvodu přepěťové ochrany je použit první komparátor, který je napájen ze stabilizovaného zdroje, tvořeného čtvrtým omezovacím odporem a dvěma sériově řazenými Zenerovými diodami, k nimž je paralelně připojen čtvrtý kondenzátor, přičemž z tohoto zdroje je současně napájen zdroj referenčního napětí, jehož výstup Je připojen přes odpor k invertujícímu vstupu prvního komparátoru, na jehož neinvertující vstup je připojena přes vypínač s elektromagnetickým vybavováním, přes první dělič napětí, přes první a třetí omezovači odpor a přes první kondenzátor kladná svorka prvního generátoru a zároveň přes druhý dělič napětí, druhý omezovači odpor, druhý kondenzátor a prvni oddělovací diodu budicí vinutí prvního generátoru, přičemž první a dru hý kondenzátor jsou spojeny přes první a druhou nabíjecí diodu e katodou druhé Zenerovy diody a kladná svorka prvního generátoru je spojena jednak přes regulátor napětí a vypínač na budicí vinutí prvního generátoru a jednak přes vypínač s vinutím stykače, sloužícího k připojení prvního generátoru na sběrnici, přičemž výstup z prvního komparátoru je vyveden na řídicí elektrodu tyristoru, který Je zapojen v záporném přívodu vybavovaciho elektromagnetu vypínače, přičemž na kladnou svorku prvního generátoru je připojen přes první a třetí dělič napětí a vypínač neinvertující vstup druhého komparátoru, na jehož invertující vetupje připojen zdroj referenčního napětí a Jehož výstup je připojen přes omezovač tvořený odporem a třetí Zenerovou diodou a přes

213 219 druhou oddělovací diodu na výstup obvodu paralelní spolupráce, který je zároveň propojen a jedním ze vstupů regulátoru napětí, přičemž vstupy obvodu paralelní spolupráce jsou přes kontakty relé připojeny ke kompenzačním vinutím prvního a druhého generátoru. K prvnímu omezovacímu odporu může být připojen nelineární člen tvořený dvěma odpory a diodou.

Výhodou zapojení podle vynálezu je snížení závislosti doby vypnutí přepěťové ochrany na velikosti napětí sítě před vznikem přepětí, odstranění nežádoucích dynamických vlastností obvodu a omezení činnosti obvodu paralelní spolupráce tak, aby vlivem jeho činnosti nemohlo dojít k vypnutí generátoru. To přináSí z hlediska rozvodu elektrické energie na letounu zvýšení spolehlivosti systému rozvodu elektrické energie.

Příklad zapojení podle vynálezu je schematicky znázorněn nepřipojeném výkresu.

Kladná svorke prvního generátoru £ je připojena přes vypínač 13 s elektromagnetickým vybavováním Jednak přes stabilizátor napětí tvořený čtvrtým omezovacím odporem Rg, první a druhou Zenerovou diodou Dl a D2 a čtvrtým kondensátorem C4 na napájecí vstup prvního komparátoru £ a na napájecí vstup zdroje referenčního napětí £, Jednak přes první dělič napětí 1, a přes první a třetí omezovači odpor gl, R3 a přes první kondenzátor Cl na neinvertující vstup prvního kondenzátoru Budicí vinuti prvního generátoru £ Je připojeno přes druhý dělič napětí 2, a druhý omezovači odpor R2 na druhý kondenzátor C2 a přes druhou oddělovací diodu D5 na neinvestující vatup prvního komparátoru £. Katoda druhé Zenerovy diody D2 Je připojena Jednak pres první nabíjecí diodu D3 na první kondenzátor Cl a jednak přes druhou nabíjecí diodu E4 na druhý kondenzátor C2. Výstup zdroje referenčního napětí £ je připojen přes odpor R4 k invertujícímu vstupu prvního komparátoru £. Budicí vinutí prvního generátoru £ je déle připojeno přea regulátor napětí £ a přes vypínač 13 na kladnou avorku prvního generátoru £, která je též přes vypínač 13 připojena k vinutí stykače 14. který alouží k připojení prvního generátoru £ na sběrnici. Výstup prvního komparátoru £ J® připojen na řídicí elektrodu tyristoru Τχ, který je zapojen v minusovém přívodu vybavovacího elektromagnetu vypínače 13. Paralelně k tyristoru Ty je připojen třetí kondenzátor C£. Děliče napětí 1 a 2, kondenzátory Cl. C2, C£, C£, druhý komparátor £ a zdroj referenčního napětí £ jsou spojeny ae zápornou svorkou 17. Obvod umožňující omezení činnosti obvodu paralelní spolupráce je tvořen druhým komparátorem 6, Jehož invertujicí vstup Je připojen na výstup zdroje referenčního napětí £ a neinvertující vetup je připojen přee děliče napětí 1 a £ a přee vypínač 1£ na kladnou avorku prvního generátoru £. Výstup druhého komparátoru £ Je přee omezovač, tvořený odporem R6 a třetí Zenerovou diodou D6 a přee druhou oddělovací diodu £2 připojen k výstupu obvodu paralelní spolupráce g, Jehož vstupy jeou připojeny přea kontakty relé 11 a 12 ke kompenzačním vinutím prvního a druhého generátoru £, 10. Výstup obvodu paralelní spolupráce g Je Jedním ze vstupů regulátoru napětí 2· Druhý komparátor g a třetí Zenerova dioda Dg Jaou spojeny ee Zápornou svorkou 1£. Pro odstranění rušivých vlivů je záporná svorka 12 propojena přea pátý kondenzátor ££ uvnitř skříňky na kostru. K prvnímu omezovacímu odporu R1 může být připojen nelineární člen, tvořený dvěma odpory R2, Rg a diodou Dg. Jeden odpor R8 Je spojen ae zápornou avorkou 12.

Oba komparétory £ a g a zdroj referenčního napětí £ jaou napájeny ze stabilizovaného zdroje tvořeného čtvrtým omezovacím odporem Rg, první a druhou Zenerovou diodou Dl a Dg a čtvrtým kondensátorem ££, Při zapnutí prvního generátoru £ zajistí nabíjecí diody D£, D£ rychlé nabiti ϊ

213 219 kondenzátorú Cl, C2 na hodnotu napětí odpovídajíc! hodnotě napětí na druhé Zenerově diodě D2 a dále zajištují, že během další činnosti nepoklesne napětí na kondenzátorech Cl, C2 pod tuto hodnotu. Při přepětí v eíti vzroste napětí na prvním děliči napětí 1 a první kondenzátor Cl, který je nabit na hodnotu napětí ne nižší, než hodnota napětí na druhé Zenerově diodě D2, se nabíjí přes první omezovači odpor Rl. V okamžiku, kdy napětí na prvním kondenzátorú Cl dosáhne hodnoty referenčního napětí, první kondenzátor £ sepne tyristor Ty, který vybaví elektromagnetický vypínač a přeruší proud do budicího vinutí prvního generátoru J. Činnost obvodu přepěíové ochrany při vzrůstu napětí na druhém děliči napětí 2, například při proražení koncového tranzistoru regulátoru napětí 2, je obdobná. Závislost doby vypnutí na velikosti přepětí může být tvarována nelineárním členem tvořeným dvěma odpory £2, R8 a diodou D8. Napětí na neinvertující vstup druhého komparátoru 6 je získáváno z třetího děliče napětí £, který je připojen mezi jezdec druhého děliče napětí 2 a přes vypínač 13 ké kladné svorce prvního generátoru £. Pokud je toto napětí větší, než referenční napětí, druhý komparátor 6 překlopí a na výstup obvodu paralelní spolupráce 8 je přivedeno napětí blízké výstupnímu napětí obvodu paralelní spolupráce 8 za stavu, kdy relé 11 je rozpojeno. To zamezí dalšímu růstu napětí generátoru.

Zapojení podle vynálezu lze použit k přepětové ochraně v obvodech generátorů stejnosměrného proudu, zejména pak k přepětové ochraně spotřebičů napájených generátory stejnosměrného proudu na palubách letadel.

Claims (2)

1. Zapojení obvodu pro přepětovou ochranu stejnosměrné sítě, doplněné obvodem umožňujícím omezení činnosti paralelní spolupráce, vyznačené tím, že základní prvek obvodu přepětové ochrany, kterým je první komparátor (4), je připojen na stabilizovaný zdroj, tvořený čtvrtým omezovacím odporem (R5) a dvěma sériově řazenými Zenerovými diodami (Dl, D2), k nimž je paralelně připojen čtvrtý kondenzátor (C4) přičemž k tomu zdroji je současně připojen zdroj referenčního napětí (3), jehož výstup je připojen přes odpor (R4) k invertujícímu vstupu prvního komparátoru (4), na jehož neinvertujícf vstup je připojena přes vypínač (13) e elektromagnetickým vybavováním, přes první dělič napětí (1), přes první a třetí omezovač! odpor (Rl, R3) a přes první kondenzátor (Cl) kladná svorka prvního generátoru (9) a zároveň přes druhý dělič napětí (2) druhý omezovači odpor (R2), druhý kondenzátor (C2) a první oddělovací diodu (D5) budicí vinutí prvního generátoru (9), přičemž první a druhý kondenzátor (Cl, C2) jsou spojeny přeš první a druhou nabíjecí diodu (D3, D4) s katodou druhé Zenerovy diody (D2) a kladná svorka prvního generátoru (9) je spojena jednak přes regulátor napětí (7) a vypínač (13) na budicí vinutí prvního generátoru (9) a jednak přes vypínač (13) s vinutím stykače (14), sloužícího k připojení prvního generátoru (9) na sběrnici, přičemž výstup z prvního komparátoru (4) je vyveden na řídicí elektrodu tyriatoru (Ty), který je zapojen v záporném přívodu vybavovacího elektromagnetu vypínače (13), přičemž na kladnou svorku prvního generátoru (9) je připojen přes první a třetí dělič napětí (1, 5) a vypínač (13) neinvertující vstup druhého komparátoru (6), na jehož invertující vatup je připojen zdroj referenčního napětí (3) a jehož výstup je připojen přes omezovač tvořený odporem (R6) a třetí Zenerovou diodou (D6) a přes druhou oddělovací diodu (D7) na výstup

213 219 obvodu paralelní spolupráce (8), který je zároveň propojen s jedním ze vstupů regulátoru napětí (7), přičemž vstupy obvodu paralelní spolupráce jsou přes kontakty relé (11, 12) připojeny ke kompenzačním vinutím prvního a druhého generátoru (9, 10).

2. Zapojeni podle bodu 1 vyznačené tím, že k prvnímu omezovacímu odporu (Rl) je připojen nelineární člen, tvořený dvěma odpory (R7, H8) a diodou (D8).