CS220018B1

CS220018B1 - Auxiliary circuit for tripping the thyristor in the DC consumer circuit

Info

Publication number: CS220018B1
Application number: CS440281A
Authority: CS
Inventors: Jiri Pukl
Original assignee: Jiri Pukl
Priority date: 1981-06-12
Filing date: 1981-06-12
Publication date: 1983-03-25

Abstract

Vynález řeší problém zrychlení vypínání stejnosměrného obvodu, zejména napájecího obvodu stejnosměrného spotřebiče, který je zapojen v sérii s vypínacím tyristorem. Pomocný obvod podle vynálezu je zapojen tak, že nulový impuls na řídicím vstupu (13) rozepne tranzistory (7) a (9), čímž se na řídicí mřížku pomocného tyristoru (11) dostane kladné napětí a nabitý kondenzátor (10) přivede závěrné napětí na katodu tyristoru (3), který odpojí spotřebič (1). Zapojení lze s výhodou využít u lisů a řezaček papíru, kde je třeba při vniknutí cizího předmětu do oblasti činné části stroje zabránit opakované pracovní činnosti.The invention solves the problem of accelerating the switching off of a DC circuit, in particular the power supply circuit of a DC consumer, which is connected in series with a switching thyristor. The auxiliary circuit according to the invention is connected in such a way that a zero pulse at the control input (13) opens the transistors (7) and (9), whereby a positive voltage is applied to the control grid of the auxiliary thyristor (11) and the charged capacitor (10) supplies a closing voltage to the cathode of the thyristor (3), which disconnects the consumer (1). The connection can be advantageously used in presses and paper cutters, where it is necessary to prevent repeated work when a foreign object enters the area of the active part of the machine.

Description

Vynález řeší problém zrychlení vypínání stejnosměrného obvodu, zejména napájecího obvodu stejnosměrného spotřebiče, který je zapojen v sérii s vypínacím tyristorem. Pomocný obvod podle vynálezu je zapojen tak, že nulový impuls na řídicím vstupu (13) rozepne tranzistory (7) a (9), čímž se na řídicí mřížku pomocného tyristoru (11) dostane kladné napětí a nabitý kondenzátor (10) přivede závěrné napětí na katodu tyristoru (3), který odpojí spotřebič (1). Zapojení lze s výhodou využít u lisů a řezaček papíru, kde je třeba při vniknutí cizího předmětu do oblasti činné části stroje zabránit opakované pracovní činnosti.The invention solves the problem of accelerating the tripping of the DC circuit, in particular the supply circuit of the DC consumer, which is connected in series with the tripping thyristor. The auxiliary circuit according to the invention is connected in such a way that a zero pulse on the control input (13) opens the transistors (7) and (9), thereby giving a positive voltage to the control grid of the auxiliary thyristor (11) and charging the capacitor (10). a thyristor cathode (3) that disconnects the appliance (1). The connection can be advantageously used for presses and paper cutters, where it is necessary to prevent repeated work operation when foreign object enters the active part of the machine.

Vynález se týká pomocného obvodu pro vypínání tyristoru v obvodu stejnosměrného spotřebiče, kde spotřebič je prvním koncem připojen k silovému vstupu a druhým koncem k anodě vypínacího tyristoru, jehož katoda je uzemněná.The invention relates to an auxiliary circuit for tripping the thyristor in a DC appliance circuit, wherein the appliance is connected with a first end to a power input and a second end to an anode of the trip thyristor whose cathode is grounded.

Dosud známá zapojení pro vypínání spotřebičů, a to jak odporového, tak indukčního charakteru, u nichž se požaduje vypnutí stejnosměrného obvodu, se realizují pomocí stykače, ovládaného dalším pomocným obvodem, složeným z jednoho nebo několika relé. Doba, která uplyne od vydání příkazu k vypnutí až k zastavení činné části stroje je u takového reléostykačového systému dána součtem časů, potřebných k provedení operací, jdoucích za sebou v následujícím pořádku: povel k vypnutí, odpady jednotlivých reléových kontaktů, odpad stykačových kontaktů uvedené činné části stroje do klidu poté, ce je stykačem odpojen elektrický proud od pohonné části stroje.The hitherto known circuits for switching off appliances, both resistive and inductive in nature, which require a DC circuit to be switched off, are realized by a contactor controlled by another auxiliary circuit consisting of one or more relays. The time that elapses from the command of the shutdown to the stop of the active part of the machine is given by the sum of the time required to carry out the following operations in sequence: shutdown command, single relay contact waste, contactor contact waste listed the machine parts to a standstill after the electric current has been disconnected from the driving part of the machine by the contactor.

U mnoha typů strojů se často z bezpečnostních důvodů požaduje, aby stroj automaticky vypnul v okamžiku vniknutí cizího tělesa do oblasti činné části stroje. Dojde-li pak k tomu, že obsluhující dělník, ať z vlastní neopatrností nebo nešťastnou náhodou, vloží ruku mezi pohybující se součástky stroje, stroj zastaví, aniž by došlo k úrazu. Je zřejmé, že v těchto případech hraje velikou roli rychlost reakce stroje, to jest doba, která uplyne od okamžiku, kdy byl vydán příkaz k vypnutí až k okamžiku znehybnění činné části stroje.For many types of machines, it is often required for safety reasons that the machine automatically shuts down when a foreign body enters the active part of the machine. Then, if the operator, either by carelessness or by accident, puts his hand between the moving parts of the machine, the machine will stop without injury. Obviously, in these cases, the response rate of the machine plays a major role, that is, the time elapsing from the moment the shutdown command was issued to the moment of immobilisation of the active part of the machine.

(Nevýhodou současného stavu je právě pomalost reakce, to jest značná doba, která uplyne od okamžiku povelu k okamžiku zastavení stroje. Zatímco operaci povel k vypnutí lze uskutečnit například fotobuňkou velmi rychle a doba zabrzdění stroje je dána setrvačností pohybujících se částí a účinností brzd, leží největší rezervy pro zrychlení reakce ve střední části procesu zastavení stroje, v pomalosti činnosti relé a stykačů.(The disadvantage of the current state is the slowness of the reaction, that is a considerable time that elapses from the moment of command to the moment of stopping the machine. While the shutdown command operation can be carried out for example by a photocell very fast and the machine braking time is determined by the inertia of the moving parts and the brakes the largest reserve for accelerating the reaction in the middle of the machine stopping process, in the slowness of the operation of relays and contactors.

Nevýhody současného stavu do značné míry odstraňuje zapojení pomocného obvodu pro vypínání tyristoru v obovdu stejnosměrného spotřebiče podle vynálezu, jehož podstatou je, že k silovému vstupu obvodu je připojena anoda první diody, jejíž katoda je připojena k prvnímu konci nabíjecího odporu, k prvnímu konci odporu v obvodu kolektoru prvního tranzistoru a k prvnímu konci odporu v obvodu kolektoru druhého tranzistoru, přičemž druhý konec nabíjecího odporu je připojen ke kladnému vývodu elektrolytického kondenzátoru, jehož záporný vývod je připojen na anodu vypínacího tyristoru, a současně k anodě pomocného tyristoru, jehož katoda je uzemněná a jehož řídicí elektroda je připojena ke katodě druhé diody, jejíž anoda je připojena ke kolektoru druhého tranzistoru a ke druhému konci odporu v obvodu kolektoru druhého <1 tranzistoru, přičemž řídicí vstup je připojen k anodě třetí diody, jejíž katoda je přes odpor v obvodu báze prvního tranzistoru připojena k anodě čtvrté diody a k bázi prvního tranzistoru, jehož kolektor je připojen ke druhému konci odporu v obvodu kolektoru prvního tranzistoru a jehož emitor je připojen k bázi druhého tranzistoru s uzemněným emitorem, přičemž řídicí elektroda vypínacího tyristoru je připojena ke katodě čtvrté diody.Disadvantages of the present state are largely eliminated by the connection of the thyristor trip auxiliary circuit in the DC appliance according to the invention, which is based on the fact that an anode of the first diode is connected to the power input of the circuit; the cathode is connected to the first end of the charging resistor; the collector circuit of the first transistor and the first end of the resistor in the collector circuit of the second transistor, the other end of the charging resistor being connected to the positive terminal of an electrolytic capacitor whose negative terminal is connected to the anode of the trip thyristor the control electrode is connected to the cathode of the second diode, the anode of which is connected to the collector of the second transistor and to the other end of the resistor in the collector circuit of the second < 1 transistor, the control input is connected to the anode of the third diode in the base of the first transistor base connected to the anode of the fourth diode and to the base of the first transistor whose collector is connected to the other end of the resistor in the collector circuit of the first transistor and whose emitter is connected to the base of the second transistor with grounded emitter; fourth diodes.

Výhodou zapojení podle vynálezu je rychlost, se kterou reaguje na příkaz k vypnutí stroje. Ačkoliv jsou přesné časy reakce jednotlivých zapojení individuálně dány použitými prvky, lze obecně stanovit, že i nejrychleiší reléostykačový systém je pomalejší, než nejpomalejší systém elektronický.The advantage of the circuitry according to the invention is the speed at which it responds to the machine shutdown command. Although the exact response times of the individual circuits are individually determined by the elements used, it can generally be determined that even the fastest relay contactor system is slower than the slowest electronic system.

Zapojení podle vynálezu je znázorněno na výkresu, který zobrazuje spotřebič do série zapojený s vypínacím tyristorem, ovládaným pomocným obvodem pro vypínání tyristoru.The circuit according to the invention is shown in the drawing, which shows the appliance in series connected with a trip thyristor controlled by a thyristor trip auxiliary circuit.

Spotřebič 1 je svou první svorkou připojen k silovému vstupu 2 a svou druhou svorkou k anodě vypínacího tyristoru 3, jehož katoda je uzemněná. K sílovému vstupu 2 je dále připojena anoda první diody 4, jejíž katoda je připojena k prvnímu konci nabíjecího odporu 5, k prvnímu konci odporu 6 v obvodu kolektoru prvního tranzistoru 7 a k prvnímu konci odporu 8 v obvodu kolektoru druhého tranzistoru 9. Druhý konec nabíjecího odporu 5 je připojen ke kladnému vývodu elektrolytického kondenzátoru 10, jehož záporný vývod je připojen na anodu tyristoru vypínacího 3. Druhý konec nabíjecího odporu 5 je současně připojen k anodě pomocného tyristoru 11, jehož katoda je uzemněná a jehož řídicí elektroda je připojena ke katodě druhé diody 12, jejíž anoda je připojena ke kolektoru druhého tranzistoru 9 a ke druhému konci odporu 8 v obvodu kolektoru druhého tranzistoru 9. Řídicí vstup 13 je připojen k anodě třetí diody 14, jejíž katoda je přes odpor 15 v obvodu báze prvního tranzistoru 7 připojena k anodě čtvrté diody 16 a k bázi prvního tranzistoru 7. Kolektor prvního tranzistoru 7 je připojen ke druhému konci odporu 6 v obvodu kolektoru prvního tranzistoru 7, jehož emitor je připojen k bázi druhého tranzistoru 9 s uzemněným emitorem. Řídicí elektroda vypínacího tyristoru 3 je pak připojena ke katodě čtvrté diody 16.The appliance 1 is connected by its first terminal to the power input 2 and by its second terminal to the anode of the tripping thyristor 3, the cathode of which is grounded. The anode of the first diode 4, the cathode of which is connected to the first end of the charging resistor 5, the first end of the resistor 6 in the collector circuit of the first transistor 7, and the first end of the resistor 8 in the collector circuit of the second transistor 9, is connected to the power input 2. 5 is connected to the positive terminal of the electrolytic capacitor 10, the negative terminal of which is connected to the anode of the tripping thyristor 3. The other end of the charging resistor 5 is simultaneously connected to the anode of the auxiliary thyristor 11, the cathode is grounded and whose control electrode is connected to the cathode of the second diode 12. whose anode is connected to the collector of the second transistor 9 and to the other end of the resistor 8 in the collector circuit of the second transistor 9. The control input 13 is connected to the anode of the third diode 14 whose cathode is connected to the anode of the fourth transistor 7 diodes 16 and to the base of the first transistor 7 The resistor 7 is connected to the other end of the resistor 6 in the collector circuit of the first transistor 7, whose emitter is connected to the base of the second transistor 9 with a grounded emitter. The control electrode of the trip thyristor 3 is then connected to the cathode of the fourth diode 16.

V činnosti je spotřebič 1 napájen stejnosměrným napětím U a proudem I. Přiloží-li se na řídicí vstup 13 kladné napětí, projde toto napětí přes třetí diodu 14, přes odpor 15 v obvodu báze prvního tranzistoru 7 a přes čtvrtou diodu 16 na řídicí elektrodu vypínacího tyristoru 3, který sepne a spotřebič 1 je uveden do činnosti. Současně se kladné napětí dostává na bázi prvního tranzistoru 7, který se tímto otevře a lavinovitě otevře druhý tranzistor 9, čímž se uzemní kolektor druhého tranzistoru 9 a tím i přes druhou diodu 12 řídicí elektroda pomocného tyristorů 11. Pomocný tyristor 11 se tak dostane do stavu, kdy nevede. Na spotřebiči 1 vznikne při průchodu proudu I úbytek napětí. Toto napětí způsobí, že se přes první diodu 4 a nabíjecí odpor 5 nabíjí elektrolytický kondenzátor 10.In operation, the appliance 1 is supplied with a DC voltage U and a current I. If a positive voltage is applied to the control input 13, this voltage passes through the third diode 14, through the resistor 15 in the base circuit of the first transistor 7 and through the fourth diode 16 to the tripping control electrode. of the thyristor 3 which switches and the appliance 1 is activated. At the same time, the positive voltage is obtained on the basis of the first transistor 7, which thereby opens and avalanches the second transistor 9, thereby grounding the collector of the second transistor 9 and hence through the second diode 12 the control electrode of the auxiliary thyristors 11. when not leading. A voltage drop occurs on the consumer 1 as current I passes. This voltage causes the electrolytic capacitor 10 to be charged through the first diode 4 and the charging resistor 5.

Příkaz k vypnutí se realizuje tak, že na řídicí vstup je přivedeno nulové napětí. Na řídicí elektrodu vypínacího tyristorů 3 tak nepřichází žádné napětí, nicméně vypínací tyristor 3 je dále sepnut, poněvadž proud v obvodu je stejnosměrný a napětí neklesá na nulovou hodnotu. Napětí na bázi prvního tranzistoru 7 má nulovou hodnotu, v důsledku čehož dochází k lavinovitému rozpojení prvního i druhého tranzistoru 7 a 9. Na kolektor druhého tranzistoru 9 je přes odpor 8 v obvodu kolektoru druhého tranzistoru 9 přivedeno napětí U, které se dále přes druhou diodu 12 dostává na řídicí elektrodu pomocného tyristorů 11, který sepne a tím připojí nabitý elektrolytický kondenzátor 10 na katodu vypínacího tyristorů 3. Napětí elektrolytického kondenzátorů 10 vyvolá závěrné napětí na vypínacím tyristoru 3, který rozepne a tím dochází k vypnutí spotřebiče 1.The switch-off command is realized by applying a zero voltage to the control input. Thus, no voltage is applied to the control electrode of the trip thyristor 3, but the trip thyristor 3 is further closed, since the current in the circuit is DC and the voltage does not drop to zero. The voltage on the basis of the first transistor 7 has zero value, which results in avalanche disconnection of the first and second transistors 7 and 9. The collector of the second transistor 9 is supplied via a resistor 8 in the collector circuit of the second transistor 9 12 receives an auxiliary thyristor 11 on the control electrode, which closes and thus connects the charged electrolytic capacitor 10 to the cathode of the trip thyristor 3. The voltage of the electrolytic capacitors 10 causes a reverse voltage at the trip thyristor 3 which opens.

Zapojení podle vynálezu je možno využít pro vypínání elektromagnetických spojek strojů, které jsou napájeny stejnosměrným napětím, například lisů nebo řezaček papíru. U strojů s reléostykačovým vypínáním, kde se z bezpečnostních důvodů používá pro vypnutí dvou v sérii zapojených stykačů, lze jeden stykač nahradit vypínacím tyristorem s elektronickým pomocným obvodem podle vynálezu, čímž se zkrátí čas, který uběhne od vydání příkazu k vypnutí až po zastavení činné části stroje, aniž by došlo ke zvýšení rizika opakování pracovní činnosti funkční části stroje.The circuit according to the invention can be used for switching off the electromagnetic couplings of machines which are supplied with direct voltage, for example presses or paper cutters. In machines with a relay contactor trip, where, for safety reasons, two contactors connected in series are used for safety, one contactor can be replaced by a trip thyristor with an electronic auxiliary circuit according to the invention, thus reducing the time elapsing from issuing a trip command to stop without increasing the risk of repetition of the operation of the functional part of the machine.

Zapojení podle vynálezu bylo odzkoušeno na vypínacím zařízení řezačky papíru, kde se použitím elektronického vypínání zapojením podle vynálezu podařilo snížit průměrný čas potřebný k zastavení činné části řezačky z původních 128 ms při použití reléostykačového vypínání na 65 ms při použití zapojení podle vynálezu.The wiring according to the invention was tested on a paper cutter tripping device, where by using the electronic tripping by the wiring according to the invention the average time to stop the cutter active part was reduced from the original 128 ms using relay contactor tripping to 65 ms using the invention.

Claims

P R E D ME

Auxiliary circuit for tripping thyristors in the DC appliance circuit, wherein the appliance is connected by a first terminal to the power input and a second terminal to the anode of the main thyristor whose cathode is grounded, characterized in that the anode of the first diode ( 4), the cathode of which is connected to the first end of the charging resistor (5), to the first end of the resistor (6) in the collector circuit of the first transistor (7) and to the first end of the resistor (8j) in the collector circuit of the second transistor (9); the resistor (5 ') is connected to the positive terminal of the electrolytic capacitors (10), the negative terminal of which is connected to the anode of the tripping thyristors (3), and simultaneously to the anode of the auxiliary thyristors (11). to a cathode of a second diode (12) whose anode is connected to the collector of the second transistor (9) and to the other end of the resistor (8) in the circuit a collector of the second transistor (9), the control input (13) being connected to the anode of the third diode (14), the cathode of which is connected to the anode of the fourth diode (16) and to the first diode through the resistor (15) a transistor (7) whose collector is connected to the other end of the resistor (6) in the collector circuit of the first transistor (7) and whose emitter is connected to the base of the second grounded emitter (9), the tripping thyristor control electrode (3) connected to a cathode of a fourth diode (16).