CS219956B1

CS219956B1 - Connection of circuits of the securing device with the condensor and tyristor

Info

Publication number: CS219956B1
Application number: CS292381A
Authority: CS
Inventors: Miroslav Teichman; Josef Jirchovsky; Antonin Nosek
Original assignee: Miroslav Teichman; Josef Jirchovsky; Antonin Nosek
Priority date: 1981-04-16
Filing date: 1981-04-16
Publication date: 1983-03-25

Description

ČESKOSLOVENSKÁ SOCIALISTICKÁ REPUBLIKA (19) POPIS VYNÁLEZU K AUTORSKÉMU OSVĚDČENÍ /219956 (Bl) (51) Int. Cl.’ H 02 H 3/06 (22) Přihlášeno 16 04 81(21) (PV 2923-81) L^J (40) Zveřejněno 27 08 82 ÚŘAD PRO VYNÁLEZY A OBJEVY (45) Vydáno· 15 10 85 (75)THE CZECHOSLOVAK SOCIALIST REPUBLIC (19) DESCRIPTION OF THE INVENTION FOR COPYRIGHT CERTIFICATE / 219956 (B1) (51) Int. Cl. 'H 02 H 3/06 (22) Registered 16 04 81 (21) (PV 2923-81) L ^ J (40) Published 27 08 82 OFFICE AND DISCOVERY OFFICE (45) Released · 15 10 85 (75 )

Autor vynálezu TEICHMAN MIROSLAV ing. CSc., PRAHA, JIRCHOVSKY JOSEF ing.,KOSTELEC nad Labem, NOSEK ANTONÍN, PRAHA (54) Zapojení obvodu jistícího zařízení s kondenzátorem a tyristorem 1Author of the invention TEICHMAN MIROSLAV ing. CSc., PRAGUE, JIRCHOVSKY JOSEF ing., KOSTELEC nad Labem, NOSEK ANTONIN, PRAGUE (54) Circuit of circuit breaker with capacitor and thyristor 1

Vynález se týká zapojení obvodu jistícíhozařízení s kondezátorem a tyristorem, kterésamočinně obnovuje svou jistící funkci poodstranění příčiny jistícího zásahu.BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates to the circuitry of a belay device with a capacitor and a thyristor, which automatically restores its belaying function to eliminate the cause of the belaying intervention.

Elektrickým jistícím zařízením je takovézařízení, které má jeden nebo více paralel-ních nezávislých logických vstupů, na kterése přivádějí výstupy z elektrických snímačůfyzikální veličiny přímo nebo přes kompa-rátor, případně přes usměrňovač a kompa-rátor. Na výstupu jistícího zařízení je relé,elektromagnet nebo stykač, které tvoří vý-konový člen a které pracují tak, že reagujína poruchu libovolného vstupu, přičemž pře-ruší nebezpečnou činnost nebo nebezpečnýstav jištěného zařízení. Při požadavku na velmi krátké doby reak-ce jistícího zařízení, na malé rozměry a ma-lou hmotnost výkonového členu, se používájistící zařízení založené na principu vybíje-ní elektrické energie akumulované v kon-denzátoru přes tyristor do výkonového čle-nu. Kondenzátor bývá trvale nabíjen ze zdro-je stejnosměrného napájecího napětí s vel-kým vnitřním odporem. Hodnota odporuurčuje spolu s hodnotou kondenzátoru ča-sovou konstantu regenerace pracovního na-pětí na kondenzátoru po odstranění příčinyjistícího zásahu a zavření tyristoru. Časovákonstanta je v praxi požadována kratší, než 2 je časová konstanta odpovídající nabíjecímuproudu menšímu, než je přídržný proud ty-ristoru za extrémních provozních teplot. Ztohoto důvodu protéká otevřeným tyristo-rem a výkonovým členem trvale malý proud,který neumožní samočinné zavření tyristorupo odstranění příčiny jistícího zásahu u jiš-těného zařízení.The electrical protection device is one which has one or more parallel independent logic inputs to which outputs from the electrical sensors of the physical quantity are fed directly or via a comparator, possibly via a rectifier and a comparator. At the output of the belay device is a relay, an electromagnet or a contactor, which forms the output member and which operates to respond to a fault in any input while interrupting the hazardous operation or hazardous state of the protected device. When a very short reaction time of the belay device is required, to a small size and a small weight of the power element, a device is used based on the principle of discharging the electrical energy stored in the capacitor via the thyristor into the power element. The capacitor is permanently charged from a DC power source with a high internal resistance. The value recommends, together with the capacitor value, the capacitor regeneration time constant on the capacitor after removing the cause of the triggering action and closing the thyristor. The time constant is in practice required to be shorter than 2 is the time constant corresponding to the charge current less than the current holding current of the thermistor under extreme operating temperatures. For this reason, a small current flows through the open thyristor and the power element, which does not allow automatic closing of the thyristor to eliminate the cause of the belaying action on the equipment.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojeníobvodu jistícího zařízení s kondenzátorema tyristorem podle vynálezu. Podstata vyná-lezu spočívá v tom, že ke spojnici katodyprvního tyristoru a výkonového členu jistí-cího zařízení je připojena katoda druhéhotyristoru, jehož anoda je připojena na vý-stup ze zdroje pomocného napájecího napětís velkým vnitřním odporem a přes druhýkondenzátor na kostru jistícího zařízení.Řídicí elektroda druhého tyristoru je připo-jena na výstup logického invertoru, jehožvstup je připojen na výstup řídicího napětíz logického obvodu ovládaného přes elek-tronický obvod elektrickým snímačem fyzi-kální veličiny z jištěného zařízení. Výstupřídicího napětí je připojen na řídicí elektro-du prvního tyristoru. Výhodou zapojení podle vynálezu je samo- činná funkce vzájemného střídavého zavírá- ní a otvírání obou tyristorů podle hodnoty řídicího napětí z logického obvodu ovláda- 219956 213356 něho pres elektronický obvod elektrickýmsnímačem fyzikální veličiny z jištěného za-řízení a tím samočinné obnovení funkce jis-tícího zařízení po odstranění příčiny jistí-cího zásahu u jištěného zařízení. Příkladné provedení vynálezu je schema-ticky znázorněno na výkrese. Výstup ze zdroje stejnosměrného napětíU2 s velkým vnitřním odporem je na kost-ru jistícího zařízení 1 připojen jednak přesprvní kondenzátor Cl, a jednak přes v kas-kádě zapojený první tyristor TI a výkonovýčlen 3. Na řídicí vstup prvního tyristoru TIje připojen výstup řídicího napětí U1 z lo-gického obvodu ovládaného přes elektronic-ký obvod elektrickým snímačem fyzikálníveličiny z jištěného zařízení.The above drawbacks are eliminated by the circuitry of the circuit breaker device with a capacitor and thyristor according to the invention. The principle of the invention is that a cathode of the second thyristor is connected to the connecting line of the cathode-thyristor and the power element of the circuit-breaker device, the anode of which is connected to the output of the auxiliary supply voltage by a high internal resistance and via a second condenser to the frame of the protection device. the electrode of the second thyristor is connected to the output of the logic inverter, the input of which is connected to the output of the control voltage of the logic circuit controlled via the electronic circuit by the electrical sensor of the physical quantity from the protected device. The output of the control voltage is connected to the control electronics of the first thyristor. An advantage of the circuitry according to the invention is the self-acting function of intermittent closing and opening of both thyristors according to the control voltage value from the control circuit 219956 213356 via the electronic circuit of the physical quantity sensor from the fused device and thus the automatic reset of the fuse device after removing the cause of the protective intervention in the protected device. An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the drawing. The output from a DC voltage source U2 with a high internal resistance is connected to the skeleton of the protective device 1 by a first capacitor C1 and a first thyristor T1 connected to the power supply 3. The output of the control voltage U1 is connected to the control input of the first thyristor T1. a logic circuit controlled via an electronic circuit by an electrical physical sensor from the protected device.

Ke spojnici katody prvního tyristoru TIa výkonového členu 3 jistícího zařízení 1je připojena katoda druhého tyristoru T2,jehož anoda je připojena na výstup ze zdro-je pomocného napájecího napětí U1 s vel-kým vnitřním odporem, a přes druhý kon-denzátor C2 na kostru jistícího zařízení 1.Řídicí elektroda druhého tyristoru T2 je při-pojena na výstup logického invertoru 2, je-hož vstup je připojen na výstup řídicíhonapětí U3 z logického obvodu ovládanéhopřes elektronický obvod elektrickým sníma-čem fyzikální veličiny z jištěného zařízení.Výstup řídicího napětí U3 je připojen nařídicí elektrodu prvního tyristoru TI. Výkonový člen 3 může být představovánstykačem, elektromagnetem, případně ji-ným zařízením s obdobnou funkcí. Důležitéje, aby výkonový člen 3 měl co nejmenšívlastní indukčnost, aby přechodový jev připřipojení stejnosměrného napětí na budicívinutí výkonového členu 3 byl co nejkratší.Dosáhne se toho například navinutím malé-ho počtu závitů vodičem velkého průřezu.Připojené napětí na budicím vinutí výkono-vého členu 3 a tím i napájecí napětí U2zdroje stejnosměrného napětí s velkýmvstupním odporem musí být takové, abyproud protékající budicím vinutím výkono-vého členu 3 spolehlivě přitáhl pohyblivoučást výkonového členu 3. Kapacita prvníhokondenzátoru Cl se musí zvolit tak, abyenergie nabitého prvního kondenzátoru Cls ohledem na časový průběh vybíjecíhoproudu z prvního kondenzátoru Cl do vý-konového členu 3 zajišťovala bezpečné při-tažení pohyblivé části výkonového členu 3.A cathode of the second thyristor T2 is connected to the cathode connector of the first thyristor T1a of the power member 3 of the belay device 1, the anode of which is connected to the source of the auxiliary supply voltage U1 with a large internal resistance, and via a second condenser C2 to the grounding device 1. The control electrode of the second thyristor T2 is connected to the output of the logic inverter 2, where the input is connected to the output of the control voltage U3 from the logic circuit controlled by the electronic circuit by the electrical sensor of the physical quantity from the fused device. the first thyristor T1 electrode. The power member 3 may be a contactor, electromagnet, or other device with a similar function. It is important that the power member 3 has as little self-inductance as possible so that the DC voltage transient effect on the actuator 3 is as short as possible. This is achieved, for example, by winding a small number of coils with a large cross-section conductor. and thus the supply voltage U2 of the DC voltage source with the large input resistor must be such that the current flowing through the excitation winding of the power member 3 reliably pulls the movable part of the power member 3. The capacity of the first condenser C1 must be chosen so that the energy of the charged first capacitor C1 with respect to the time course of the discharge current from the first condenser C1 into the output member 3 to ensure a secure fit of the movable part of the power member 3.

Vnitřní odpor zdroje stejnosměrného na-pájecího napětí U2 s velkým vnitřním od-porem musí být dimenzován tak, aby přizavřeném prvním tyristoru TI se první kon-denzátor Cl nabil na napětí přibližně shod-né s napájecím napětím U2 napájecího zdro-je za požadovaný čas a aby při otevřenémprvním tyristoru TI tekl výkonovým členem3 takový proud, který nezpůsobí zničení vý-konového členu 3 nadměrným oteplením.The internal resistance of the DC internal voltage source U2 with a large internal resistance must be dimensioned so that the first thyristor T1, the first capacitor C1 is charged to a voltage approximately equal to the supply voltage U2 for the desired time and so that, when the TI thyristor is open, a current is flowing through the power element 3 which does not cause the output 3 to be destroyed by excessive warming.

Obvod podle vynálezu pro zavírání první-ho tyristoru TI má obdobné zapojení jakoobvod jistícího zařízení 1, pouze jeho jed- notlivé prvky mohou být dimenzovány napodstatně nižší výkon. Stejnosměrné pomoc-né napájecí napětí U1 a vnitřní odpor zdro-je tohoto stejnosměrného napájecího napětís velkým vnitřním odporem, druhý konden-zátor C2 a druhý tyristor T2 musí být navr-ženy tak, aby průběh napětí na výkonovémčlenu 3 po otevření druhého tyristoru T2byl takový, aby došlo k bezpečnému zavře-ní prvního tyrostoru TI. Úrovně napětí na jednotlivých prvcíchobvodu jsou následující: V klidovém stavu, kdy je jistící zařízení 1připraveno k jištění, je na prvním konden-zátoru Cl napájecí napětí U2, první tyristorTI je zavřen a neprotéká jím proud, řídicínapětí U3 je menší než zapínací napětí prv-ního tyristoru TI a má úroveň logické nulypro logický invertor 2, jehož výstupní napě-tí je větší, než je zapínací napětí druhéhotyristoru T2. Druhý tyristor T2 je otevřena výkonovým členem 3 protéká malý prouddaný pomocným napájecím napětím U1 ajeho vnitřním odporem, úbytkem na ote-vřeném druhém tyristoru T2 a odporem vý-konového členu 3. Tento proud musí býtmalý, aby byl menší, než je pracovní proudvýkonového členu 3 a aby byl co nejmenšíz hlediska úspory energie a případně nezpů-sobil nadměrné oteplení elektronického vi-nutí výkonového členu 3. V okamžiku poruchy zvýší se řídicí na-pětí U3 tak, aby bylo větší, než je zapínacínapětí prvního tyristoru TI, který se otevřea umožní vybití prvního kondenzátoru Clpřes otevřený první tyristor TI do výkono-vého členu 3, který vykoná příslušnou jistí-cí funkci. V okamžiku otevření prvního ty-ristoru TI se napětí na výkonovém členu 3rovná napětí na prvním kondenzátoru Clzmenšenému o úbytek napětí na otevřenémprvním tyristoru TI, který je zpravidla men-ší než 2 V. Napětí na výkonovém členu 3s časem klesá až na úroveň danou napáje-cím napětím U2 a jeho vnitřním odporem,úbytkem na otevřeném prvním tyristoru TIa odporem výkonového členu 3. Řídicí napě-tí U3 se zároveň zvýší na úroveň logickéjednotky pro logický invertor 2, na jehožvýstupu bude napětí menší, než je zapínacínapětí druhého tyristoru T2; toto snížené na-pětí na řídicí elektrodě druhého tyristoru T2spolu s krátkodobým zvýšením napětí navýkonovém členu 3 a na katodě druhéhotyristoru T2 způsobí zavření druhého tyristo-ru T2. V okamžiku odstranění poruchy se zmen-ší řídicí napětí U3 na hodnotu menší, nežje zapínací napětí prvního tyristoru TI ana úroveň logické nuly pro logický inver-tor 2, jehož výstupní napětí se zvětší nahodnotu větší, než je zapínací napětí dru-hého tyristoru T2. Druhý tyristor T2 se ote-vře a druhý kondenzátor C2 se přes otevře-ný druhý tyristor T2 vybije do výkonovéhočlenu 3. Vzniklý výboj musí mít tak malouThe circuitry according to the invention for closing the first thyristor T1 has a similar circuit as the circuit breaker 1, only its individual elements can be dimensioned substantially lower in performance. The DC auxiliary supply voltage U1 and the internal resistance source of this DC supply voltage are of high internal resistance, the second condenser C2 and the second thyristor T2 must be designed such that the voltage waveform of the power element 3 after opening the second thyristor T2 is such that to securely close the first TI. The voltage levels on the individual circuit elements are as follows: In the idle state, when the belay device 1 is ready for protection, the supply voltage U2 is on the first condenser C1, the first thyristor is closed and the current does not flow through it, the control voltage U3 is less than the on voltage of the first the thyristor T1 and has a level of logical null logic inverter 2 whose output voltage is greater than the switch-on voltage of the second pyristor T2. The second thyristor T2 is opened by the power member 3 flowing through a small current through the auxiliary supply voltage U1 and having an internal resistance, a drop in the open second thyristor T2 and the resistance of the output member 3. This current must be small to be smaller than the operating current of the output member 3 and to minimize the energy savings and possibly not to cause excessive warming of the electronic power of the power member 3. At the time of the failure, the control voltage U3 is increased so that it is greater than the closing voltage of the first thyristor T1 that opens discharging the first capacitor Cl through the open first thyristor T1 to the power element 3, which performs the respective protective function. At the time of opening of the first TI, the voltage on the power element is equal to the voltage at the first capacitor C1, less the voltage drop across the open first thyristor T1, which is typically less than 2V. the voltage U2 and its internal resistance, the loss on the open first thyristor T1a of the resistance of the power member 3. At the same time, the control voltage U3 increases to the logical unit level for the logical inverter 2, at its output the voltage will be less than the closing voltage of the second thyristor T2; this reduced voltage at the control electrode of the second thyristor T2 together with the short-term increase in voltage of the output element 3 and at the cathode of the second pyristor T2 causes the second thyristor T2 to close. At the time of the fault elimination, the control voltage U3 is reduced to a value less than the switch-on voltage of the first thyristor T1a and the logic zero level for the logic inverter 2, whose output voltage is greater than that of the second thyristor T2. The second thyristor T2 opens and the second capacitor C2 discharges through the open second thyristor T2 to the power element 3. The resulting discharge must be so small

Claims

5 219956 energy to keep the power member 3 in the clutch, but the voltage waveform must be such that the first tyristor T1 is closed. After charging the first condenser C1 to supply voltage U2, the circuit breaker device 1 is ready for protection and the voltage level corresponds to the described idle state. The wiring according to the invention can be used wherever the principle of the protective device described above is used and where it is advantageous or desirable for operational reasons to restore the protection function of the belay device after the cause of the belaying action has been removed. SUBSTITUTE Wiring a circuit breaker device with a capacitor and a thyristor, where the DC power supply output with a high internal resistance is connected to the earth circuit of the circuit breaker via a capacitor and a thyristor and a power member connected to the cascade. the thyristor control input is connected to an output from a logic circuit controlled via an electronic circuit by an electrical physical sensor from the fused device, characterized in that a cathode of the second thyristor (T1) and the power member (3) of the protection device (1) is connected to the cathode. a thyristor YNALEZ (T2), the anode of which is connected to the output of an auxiliary supply voltage source (U1) with a high internal resistance, and via a second condenser (C2) to the ground of the protective device (1), the control electrode of the second pyristor (T2) being connected to the output of the logic inverter (2) whose input is connected to the output the control voltage (U3) of the logic circuit controlled by the electronic circuitry sensor of the physical quantity of the detected device, and the control voltage output (U3) is connected to the first thyristor control electrode (TI). 1 sheet of drawings