RU1778850C - Устройство дл защиты индуктивной нагрузки - Google Patents

Abstract

Использование: область электротехники и предназначено дл  защиты индуктивной нагрузки (ИН) от аварийных режимов работы. Сущность изобретени : устройство содержит измерительный блок (ЙБ), исполнительный блок, терморезистор, два диода (Д), четыре резистора (Р), конденсатор (К), первый вывод которого вместе с первым выводом первого Р соединены с клеммами дл  подключени  соответственно к первой линии св зи (ЛС) источника питани  (Ист. П) и к концу первичной ИН, первый и второй выводы исполнительного блока имеют клеммы дл  подключени  в рассечку второй ЛС между Ист. П и началом первичной обмотки ИН. Новым в устройстве  вл етс  введение тиристорного асимметра, третьего Д, выполнение И Б в виде порогового формировател  однопол рных импульсов на транзисторе. База его соединена с первыми выводами второго и третьего Р и катодом первого Д, анод которого подключен к первому выводу К. Второй вывод его соединен с анодом второго диода, и через терморезистор с вторым выводом третьего Р, катод второго Д соединен с анодом третьего Д и имеет клемму дл  подключени  к первому выводу первичной обмотки ИН. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. сл С

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , предназначено дл  защиты индуктивной нагрузки от аварийных режимов работы и может быть использовано преимущественно дл  защиты таких нагрузок, как двухфазные электромагниты и электродвигатели насосов, вибраторов, различных бытовых приборов и др.

Известны устройства защиты пр мого действи , которые реагируют на увеличение тока при возникновении короткого замыкани  и осуществл ют отключение токоприемника от сети (токовые расцепители, биметаллические реле, предохранители и т. п.).

Такие устройства отключают сеть уже при возникновении повреждени . Однако, в р де случаев индуктивную нагрузку следует отключать до возникновени  повреждени  в сети, например, в ситуаци х, когда электромагнит погружного насоса, электродвигатель перегреваютс  из-за нарушени  режима работы, отсутстви  охлаждающей жидкости в резервуаре, где установлен погружной насос и др.

В таких ситуаци х используютс  устройства тепловой защиты.

Известны устройства тепловой защиты пр мого действи , которые содержат датчик

ш сл о

в виде биметаллических пластин, через которые проходит ток нагрузки. Датчик распо- лагаетс  непосредственно на обмотке электромагнита. При увеличении температуры обмотки биметаллические пластины изгибаютс  и разрывают цепь индуктивной нагрузки.

К недостаткам таких устройств следует отнести недостаточно высокие коммутационные свойства. Кроме того, при отключении нагрузки тепловой защитой после остывани  происходит возврат биметаллических пластин в исходное состо ние, в результате чего происходит самовключение токоприемника, что в р де случаев недопустимо по услови м безопасности и снижает его функциональную надежность.

Прототипом изобретени   вл етс  реле тепловой защиты типа РТЗ, которое представл ет собой устройство тепловой защиты косвенного действи , когда по величине сопротивлени  терморезистора, установленного непосредственно на обмотке токоприемника , суд т о температуре обмотки и в случае ее превышени  задаваемого уровн , производ т отключение нагрузки от сети . Данное устройство содержит измерительный и исполнительный блоки, которые располагаютс  непосредственно у источника питани  и св заны с терморезистором , установленным на обмотке токоприемника , линией св зи.

Лини  св зи представл ет собой трех- проводной силовой кабель,, две жилы которого св зывают токоприемник с источником питани , а треть  - вместе с одной из силовых подключает датчик на терморезисторе к измерительному блоку. Измерительный блок представл ет собой транзисторный триггер, а исполнительным органом служит реле, контакты которого включены в цепь нагрузки. При возрастании температуры обмотки до критической, сопротивление терморезистора увеличиваетс , что приводит к увеличению смещени  на базе транзисторного триггера, который срабатывает и шунтирует обмотку исполнительного реле. Реле отключаетс  и своими контактами разрывает цепь токоприемника. Возврат триггера в исходное состо ние возможен лишь только после сн ти  питани  с измерительного блока. Следовательно, исключаетс  самопроизвольное включение токоприемника при возврате величины сопротивлени  терморезистора в исходное состо ние при остывании .

Устройство находит применение на практике дл  защиты погружных вибрационный насосов. Однако, функциональна  надежность устройства недостаточно высока , т. к. реле при работе насоса непрерывно находитс  под током, что снижает его ресурс работы. При этом, уставки срабатывани  устройства недостаточно стабильны, т,

к. величина уставки зависит от величины напр жени  источника питани , которое измен етс  на практике в широких пределах. Кроме того, наличие трехжильного соединительного кабел  вместе двухжильного приводит к удорожанию устройства.

Следует также отметить, что устройство осуществл ет защиту только от перегрева, не обеспечива  защиту от токов короткого замыкани . Поэтому, как правило, оно снабжаетс  токовой защитой в виде предохранител  или токового расцепител .

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности путем упрощени  конструкции .

Поставленна  цель достигаетс  благодар  тому, что в устройство дл  защиты индуктивной нагрузки, содержащее измерительный блок, терморезистор, исполнительный блок, два диода, четыре резистора, конденсатор, первый вывод которого вместе с первым выводом первого резистора соединены с клеммами дл  подключени , соответственно, к первой линии св зи источника питани  и конца первичной обмотки индуктивной нагрузки, первый и второй выводы исполнительного блока имеют клеммы дл  подключени  в рассечку второй линии св зи между источником питани  и

началом первичной обмотки индуктивной нагрузки, дополнительно введены тири- сторный асимметр, третий диод, при этом, измерительный блок выполнен в виде порогового формировател  однопол рных импульсов на транзисторе, база которого соединена с первыми выводами второго и третьего резисторов и катодом первого диода , анод которого подключен к первому выводу конденсатора, второй вывод которого соединен с анодом второго диода, и через терморезистор-с вторым выводом третьего резистора, катод второго диода соединен с анодом третьего диода и имеет клемму дл  подключени  к первому выводу первичной

обмотки индуктивной нагрузки, катод третьего диода соединен с вторым выводом второго резистора и через четвертый резистор - с коллектором транзистора, эмиттер которого соединен с вторым выводом первого резистора и управл ющим электродом тиристорного асимметра, катод которого подключен к первому выводу перт вого резистора, а анод имеет клемму дл  подключени  к второму выводу первичной обмотки индуктивной нагрузки.

Исполнительный блок выполнен в виде предохранител .

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что за вл емое устройство отличаетс  наличием новых элементов: ти- ристорного асимметра и третьего диода, а также новым выполнением измерительного блока и новыми св з ми с остальными элементами схемы, как например, включением терморезистора.

На фиг. 1 дана электрическа  схема устройства; на фиг. 2 - диаграмма токов к и Эт на входе транзисторного формировател  однопол рных импульсов, а также тока нагрузки н.

Устройство дл  защиты индуктивной нагрузки содержит измерительный блок, выполненный в виде порогового формировател  однопол рных импульсов на транзисторе 1, выход которого (т. е. эмиттер) подключен к входу (управл ющему электроду ) тиристорного асимметра 2, который за- шунтирован первым резистором 3. В коллекторную цепь транзистора 1 включен четвертый резистор 4, а вход транзистора 1 (т. е. база), зашунтированный первым диодом 5, соединен с двум  встречно включенными цеп ми, состо щими, соответственно: одна из третьего диода 6 и второго резистора 7, а друга  - из второго диода 8 и третьего резистора 9. Второй выход третьего резистора 9 соединен с терморезистором 10. Конец первичной обмотки индуктивной нагрузки 11 подключен к первому выводу конденсатора 12, второй вывод которого соединен с вторым выводом терморезистора 10. Одна часть (I) обмотки индуктивной нагрузки 11 первым выводом 1 подключена к клемме соединени  между катодом второго диода 8 и анодом третьего диода 6. Друга  часть (II) обмотки индуктивной нагрузки 11 вторым выводом подключена к выходу тиристорного асимметра 2, который шунтирует обе эти обмотки. Треть  часть (Hi) обмотки индуктивной нагрузки 11, котора  не шунтируетс  тиристором 2 подключена к исполнительному блоку 13, с двум  выводпми, снабженными клеммами дл  подключени  в рассечку второй линии св зи 14 между источником питани  (на фиг. 1 не показан) и началом первичной обмотки индуктивной нагрузки 11. Конец первичной обмотки индуктивной нагрузки 11 подключён первичной линией св зи 15 к источнику питани . В качестве исполнительного блока 13 используетс  предохранитель.

Устройство работает следующим образом .

В нормальном режиме работы индуктивной нагрузки 11 транзистор 1 измерительного блока закрыт током к (контролируемое значение тока), протекающим по цепи: плюс конденсатора 12, первый диод 5, третий резистор 9, терморезистор 10, минус конденсатора 12. Этот ток пропорционален , амплитудному значению одной полуволны напр жени  (на фиг. 2 показан пунктиром) на обмотке индуктивной нагрузки 11 и превышает ток 1Эт, пропорциональ0 ный мгновенным значени м другой полуволны этого же напр жени .

При нарушении режима работы индуктивной нагрузки 11 происходит разогрев ее обмотки. В результате сопротивление тер5 морезистора 10 увеличиваетс , вследствие чего значение тока I уменьшаетс  и при достижении амплитудным значением тока IK, задаваемого порога мгновенного значени  тока эт, транзистор 1 формирует одно0 пол рные импульсы. Порог мгновенного значени  тока Эт задаетс  резистором 7. Однпол рные импульсы, поступа  на вход тиристорного асимметра 2, открывают его в каждый полупериод их формировани . В ре5 зультате этого, тиристорный асимметр 2 в каждый из указанных полупериодов шунтирует часть обмотки индуктивной нагрузки 11. Как следствие этого, средний ток нагрузки 1Н достигает значени , превышающего

0 величину тока срабатывани  предохранител  13, который отключает нагрузку 11 от источника питани .

Предложенное выполнение транзисторного формировател  однопол рных им5 пульсов 1 позвол ет получить уставки срабатывани , которые не завис т от колебаний напр жени  источника питани . Это обусловлено тем, что разностный ток между эт и 1К определ етс  лишь соотношением

0 между сопротивлени ми резисторов 7, 10 и 9 в их цеп х.

Поскольку сравниваютс  токи, пропорциональные амплитудным значени м одной полуволны напр жени  с мгновенным зна5 чением другой полуволны напр жени  одного и того же источника, каким  вл етс  часть обмотки индуктивной нагрузки 11.

Вследствие того, что обмотки индуктивной нагрузки 11 непосредственно  вл ютс 

0 источником питани  измерительного блока, выполненного на транзисторе 1. и балластным сопротивлением дл  ассиметра 2, удаетс  существенно упростить устройство защиты, расположив его на стороне обмот5 ки индуктивной нагрузки 11. При этом, реакцию его на изменение температурного режима передать на исполнительный блок по тем же самым проводам, по которым осуществл етс  подача на индуктивную нагрузку 11, т. е. использу  двухпроводную линию

св зи. Кроме того, т. к. исполнительным блоком 13 служит предохранитель, устройство осуществл ет защиту и от токов короткого замыкани . При этом, обеспечиваетс  невозможность самовключени  индуктивной нагрузки 11 при нормализации температуры ее обмотки.

Следовательно, включение индуктивной нагрузки 11 возможнотолько после подготовки исполнительного блока 13 (т. е. предохранител ) к работе и подачи команды на включение (подключение к источнику питани ).

Claims (1)

1. Формула изобретени  1. Устройство дл  защиты индуктивной нагрузки, содержащее измерительный блок, терморезистор, исполнительный блок, два диода, четыре резистора, конденсатор, первый вывод которого вместе с первым выводом первого резистора соединены с клеммами дл  подключени  соответственно к первой линии св зи источника питани  и конца первичной обмотки индуктивной, нагрузки , первый и второй выводы исполнительного блока имеют клеммы дл  подключени  в рассечку второй линии св зи между источником питани  и началом первичной обмотки индуктивной нагрузки, о т- личающвес  тем, что, с целью повышени  надежности путем упрощени  конструкции , дополнительно введены тиристорный асимметр, третий диод, при этом измерительный блок выполнен в виде порогового формировател  однопол рных импульсов на транзисторе, база которого соединена с первыми выводами второго и третьего резисторов и катодом первого диода, анод которого подключен к первому выводу конденсатора, второй вывод которого соединен с анодом второго диода и через терморезистор - с вторым выводом третьего резистора, катод второго диода соединен с анодом третьего диода и имеет клемму дл  подключени  к первому выводу первичной обмотки индуктивной нагрузки, катод третьего диода соединен с вторым выводом второго резистора и через четвертый резистор - с коллектором транзистора, эмиттер которого соединен с вторым выводом первого резистора и управл ющим электродом ти- ристорного асимметра, катод которого под- ключен к первому выводу первого резистора, а анод имеет клемму дл  подключени  к второму выводу первичной обмотки индуктивной нагрузки.

   2,Устройство по п. 1,отличающее- с   тем, что исполнительный блок выполнен в виде предохранител .

   Фиг.1

   ft

   Фш:2