PL152258B1 - Układ zabezpieczajmy przed nadmiernym wzrostem napięcia sieciowego zwłaszcza w urządzeniach laserowych przeciwwybuchowych - Google Patents

Description

RZECZPOSPOLITA POLSKA	OPIS PATENTOWY	152 258
		Patent dodatkowy do patentu nr---	Int. Cl.5 H02H 3/20
	ίϋ	Zgłoszono: q7 03 23 /P· 264799/
		Pierwszeństwo ----
UR PATEI	ZĄD NTOWY	Zgłoszenie ogłoszono: 88 10 27	ΗΗΗΙΙ» qg6 LNL
RP	Opis patentowy opublikowano: 1991 05 31

Twórca wynalazku: Władysław Gizowski

Uprawniony z patentu: Przemysłowe Centrum Optyki, W^irszawa /Polska/

UKŁAD ZABEZPIECZAJMY PRZED NADMIERNYM WZROSTEM NAPIĘCIA SIECOWEGO

ZWŁASZCZA W URZĄDZENIACH LASEROWYCH PRZECIWWYBUCHOWYCH »

Przedmiotem wynalazku jest układ zabezpieczający przed nadmiernym wzrostem napięcia sieciowego, zwłaszcza w urządzeniach laserowych przeciwwybuchowych pracujących w środowisku wybuchowym, takim jak kopalnie·

Urządzenia elektryczne w wykonaniu przeciwwybuchowym przewidziane do pracy w warunkach wybuchowych są zabezpieczane od czynników mogących spowodować zagrożenie wybuchowe· Jednym z tych czynników jest wzrost napięcia siecoowego zasilającego te urządzenia, powodujący w czasie pracy urządzenia nadmierne nagrzewanie się jego zespołów lub wręcz uszkodzenie struktur przyrządów,zwłaszcza półprzewodnikowych, co w konsekweecji prowadzi do wystąpię nia zagrożenia wybuchowego· Z tego względu urządzenia te, takie jak zasilacze urządzeń laserowych, w kopalniach muszą być zabezpieczone od pracy przy nadmiernym napięciu zasilającym, przez układy zabezpieczeń powodujące ich wyłączenie przy wzroście napięcia zasilaąccego W warunkach wybuchowych jest szczególnie ważne, by te układy zabezpieczające działały z dużą czułością, pewnie 4. stosunkowo szybko· '

Znane układy zabezpieczeń w postaci przekaźników elektimiagcetycznych włączonych bezpośrednio do napięcia sieci kontrolowanej, posiadają duży rozrzut napięcia zadziałania, znaczną zawodność i powolność działania, gdyż zbliżanie się wzrostu napięcia do napięć zadziałania w sposób płynny powoduje stan niezdecydowanego działania objawiający się zwieraniem i rozwieranimm zestyków powoduuąc iskrzenie i ich zgrzewanie·

Znany z polskiego opisu patentowego nr 90 452 układ zabezpieczenia posiada obwód czujnikowy złożony z diody Zenera i szeregowych rezystorów· Napięcie odkładające się na części rezystorów jest doprowadzone do wejścia wyzwalającego przerzutnik bistabilny, w

152 258

152 258 którego obwodzie obciążenia znajduje się układ wykonawczy w postaci przekaźnika elektromagnetycznego. Układ czujnikowy z diodę Zenera zapewnia odpowiednią czułość działania i skokowe napięcie wzbudzające układu. Przerzutnik bistabilny zapewnia dużą szybkość działania, ale powoduje znaczną komplikacją układu, zwłaszcza że elementy elektroniczne układu przerzutnika' wympgają oddzielnego stabiiioowanego napiącia zasilania. Ponadto dioda Zenera w obwodzie czujn^^wym znajduje sią cały czas pod ' pełnym napiąciem zasilającym, co przy długotrwałym znacznym wzroście napiącia zasilającego może doprowadzić do jej uszkodzenia ·

Istota wynalazku polega na tym, że szeregowo z układem wykonawczym jest połączony układ wzbudzający zmieniający skokowo swój stan z nieprzewodzącego na przewodzący pod wpływem wystąpienia na nim wzrostu napiącia ponad określoną wartość.

Obwód zawierający szeregowe połączenie układu wzbudzającego i układu wykonawczego jest dołączony równolegle do dolnej cząści rezystorowego dzielnika napiącia, korzystnie stanowiącej rezystor nastawny, z równnoegle dołączonym kondensatorem, przy czym cały rezystorowy dzielnik napiącie jest dołączony do zacisków napiącia siecroweno poprzez prostownik. Układ wzbudzający zmieniający swój stan z nieprzewodzącego na przewodzący pod wpływem wystąpienia na nim wzrostu napiącia ponad określoną wartość stanowi układ .dwOjπika, którego jeden zacisk o wyższym potencjale jest połączony z emiterem pierwszego tranzystora typu p-n-p i katodą diody Zenera. Anoda diody Zenera jest połączona z punktem łączącym kolektor pierwszego tranzystora z bazą drugiego' tranzystora typu n-p-n i jedną końcówką rezystora, którego druga końcówka jest połączona z drugim zaciskiem tego ukłedu dwójnika o niższym poten^a^. Oo tego zacisku dołączony jest również emiter drugiego tranzystora, którego kolektor jest połączony z bazą piewszego tranzystora.

Układ według wynalazku zapewnia dużą pewność, szybkość i dokładność działania dziąki skokowej zdanie napiącia na układzie wykonawczym w chwóii jego uruchomienia, dziąki zmianie na stan przewodzenia szeregowo łączonego układu wzbudzającego i ospompganiu zasilania w tej fazie układu wykonawczego energią równolegle dołączonego kondensatora. Elektroniczny układ wzbudzający zbudowany przy pomocy dwóch tranzystor^ów o przeciwstawnych typach przewodnictwa i diody zenera zapewnia dużą dokładność działania przy zasilaniu kontrolowanym napiąciem si^c^^i^^p. Podłączenie układu wzbudzającego i układu wykonawczego do cząści dzielnika napiąciowinr zapewnia zmnnejszenie napiącia zasilaąccego te układy po zadziałaniu chroniąc elementy elektroncczne od uszkodzenia podwyższonym napiąciem sieci..

Układ zabezpieczenia przed nadmiernym wzrostem napiącia sieci jest objaśniony w oparciu o przykładowe wykonanie przedstawione na rysunku, który przedstawia schemat ideowoblokowy'układu.

Układ zabezpieczenia poprzez zaciski A B jest dołączony do sieci zasilającej urządzą nia laserowe pracujące w warunkach wybuchowych, której sapięcii U jest napiąciem kontrolowa nym przez układ· Jeden z zacisków A jest połączony z proatrwnikiem 1, który w wykonaniu jednopojOwrowym stanowi dioda Ol. Poprzez prostownik i wyprostowane napiącie siicrowe U jest doprowadzone do rezysŁo^wego dzielnika napiącia 2, który jest zbudowany z górnej cząści w postaci rezystora R1 i dolnej cząści w postaci rezystora nastawnego R2. Rówosrθgle do dolnej cząści R2 rezysoooowego dzielnika napiącia 2 jest dołączony kondensator elektroliyyczny Cl i obwód złożony z szeregowo połączonych układu wzbudzającego 3 i układu wykonaw< czego 4. Układ wzbudzający 3 stanowi dwóónik, którego jeden zacisk C łączony z punktem o wyższym potencjale jest połączony z iP.tiι^^m pierwszego tranzystora Tl typu pnp oraz katodą diody Zenera D2. Anoda diody Zenera D2 jest doprowadzana do punktu połączenia kolektora pierwszego tranzystora Tl z bazą drugiego tranzystora T2 typu npn oraz z jedną końcówką rezystora układu wzbudzającego R3. Druga końcówka rezystora układu wzbudzającego R3 wraz z emiterem drugiego tranzystora T2 są połączone z drugim zaciskiem D układu łączonym z punktem o niższym potenccale, przy czym baza pierwszego tranzystora Tl jest połączona z kriiktoiem drugiego tranzystora T2.

Układ zabezpieczający przed nadmiernym wzrostem napiącia sieNowego działa w ten sposób, że kontrolowane napiącie sieciowe U doprowadzone do zacisków aiθcrowłjh A 1 B

152 258 układu jest podawane poprzez prostownik 1 w postaci diody Dl na rezystorowy dzielnik napięcia 2. Część napięcia odkładająca ' się na dolnej części rezystorowego dzielnika napięcia 2 w postaci rezystora nastawnego R2, występująca na kmdensatorze elektrolityczyym Cl jest podawana na obwód złożony z szeregowo połączonego układu wzbudzającego 3 z układem wykonawczym 4· Przy normalnej wartości napięcia Siecoowego U napięcie występujące na rezystorze R2 stanowięcej' dolnę część dzielnika zapięcrowegr 2 przenoszone na równoległy obwód' złożony z szeregowo połączonego układu wzbudzajęcego 3 i wykonawczego 4 nie powoduje stanu przewodzenia układu wzbudzajęcego 3· Ta część napięcia występuje na ziepΓzywodzęcyy układzie wzbudzającym 3« a dokładniej na jego diodzie Zenera D2, między jej katodę dołęczonę do wyższego potencjału i anodę dołęczonę do niższego potencjału· Dopóki napięcie to nie przekroczy napięcia stabilizacji diody Zenera, to układ wzbudzajęcy jest w stanie nieprzewodzenża· Przy wzroście napięcia siecrowegr z chwilę przekroczenia przez napięcie odkładajęce się na rezystorze R2 stanowiącym dolnę część dzielnika napięciowego, wartości napięcia stabilizacji diody Zenera D2 w układzie wzbudzającym 3, układ ten przechodzi w stan przewodzenia i ha układ wykonawczy 4 zostaje skokowo podane napięcie występujęce na kondensatorze elektroiit^οζπ^ι Cl, które jest tak dobrane, jako napięcie zadziałania układu wzbudzającego 3, że znacznie przekracza napięcie zadziałania układu wykonawczego 4, którym może być przekaźnik elekt ^magnetyczny. Powoduje to szybkie i pewne zadziałanie układu wykonawczego 4, przy czym stan podwyyszenia napięcia występuje w impulsie o czasie trwania zapewnZającym zadziałanie układu wykonawczego, a ustalonym przez odpowwadni dobór pojemności kondensatora Cl do impedannci układu wykonawczego, gdyż kondensator ten jest źródłem energii dla układu wykonawczego w początkowej jhwyli jego działania· Po wystąpieniu określonej długości impulsu napięciowego, napięcie na układzie wykonawczym ustala się na obniżonym poziomie wynikającym z obniżenia rezystancci dolnej części dzielnika napięciowego 2 przez równoległe więczenie impedannci układu wykonawczego 4·

Elementy układu sę tak dobrane, że wartość napięcia ustalona na układzie wykonawczym 4 po zadziałaniu układu i rozładowaniu kondensatora Cl, zapewnia poci trzymanie działania tego układu czyli podtrzymanie przekaźnika elektryπlagnetyczzegr·

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patenoowe

   1· Układ zabezpieczajęcy przed nadmiernym wzrostem napięcia siecroyego, zwłaszcza w urzędzenia ch fasolowych przec w^wybucho^^i^łh, zawierający układ wykonawczy sterowany przez podanie rdpowyedniej wartości napięcia, znamienny tym, że szeregowo z układem wykonawczym /<4/ jest połęczony układ wzbudzajęcy /<3/ zmieniajęcy skokowo swój stan z nieprzewodzęcego na przewodzęcy pod wpływem występienia na nim wzrostu napięcia ponad określonę wartość, a obwód zawierajęcy szeregowo pouczone układ wzbudzajęcy /3/ i układ wykonawczy /4/ jest dołęczony równolegle do dolnej części rezystooowego dzielnika napięcia /2/ korzystnie stanowięcej rezystor nastawny /R2/ z dołączonym równolegle kondensatorem /Cl/, przy czym rezystorowy dzielnik napięcia /<2/ jest douczony do zacisków napięcia siejowego /A,B/ poprzez prostownik /1/·
2. 2· Układ zabezpieczajęcy według zastrzel, znamienny tym, że układ wzbudzający /<3/ stanowi układ dwójnika, którego jeden zacisk o ' wyższym potencjale /C/ jest połęczony z emiterem pierwszego tranzystora /Tl/ typu pnp i katodę diody Zenera /D2/, której anoda jest doprowadzona do punktu pomęczenia kolektora pierwszego tranzystora /Tl/ z bazę drugiego tranzystora /T2/ typu npn, gdzie również Jest dołęczona jedna końcówka rezystora /R3/, którego druga końcówka wraz z emter^m drugiego tranzystora sę połęczone z drugim zaciskiem /0/ układu wzbudzajęcego /3/ o niższym potenccafa, przy czym kolektor drugiego tranzystora /T2/ jest pouczony z bazę pierwszego tranzystora /Tl/·

   152 258

   Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 100 egz. Cena 3000 zł