RU18596U1

RU18596U1 - DEVICE FOR PROTECTING LOADS FROM OVERVOLTAGE IN AC NETWORK

Info

Publication number: RU18596U1
Application number: RU2000129996/20U
Authority: RU
Inventors: А.И. Медяник
Original assignee: Медяник Александр Иванович
Priority date: 2000-12-04
Filing date: 2000-12-04
Publication date: 2001-06-27

Abstract

1. Устройство для защиты нагрузки от перенапряжений в сети переменного тока, содержащее входные и выходные клеммы, предназначенные для подключения соответственно источника переменного напряжения и нагрузки, трансформатор, вторичная обмотка которого крайними выводами через диодный выпрямительный мост подключена к первому конденсатору, первое электромагнитное реле, один вывод обмотки которого подключен к первому выводу первого конденсатора, а первый размыкающий контакт реле включен между первыми входной и выходной клеммами устройства, отличающееся тем, что в него введены второе электромагнитное реле с замыкающим контактом, второй и третий конденсаторы, причем вторичная обмотка трансформатора снабжена средним выводом, подключенным через введенный токоограничивающий элемент к первым выводам обмотки второго электромагнитного реле и второго конденсатора, вторые выводы которых подключены к точке соединения первого конденсатора и обмотки первого электромагнитного реле, снабженного вторым размыкающим контактом, включенным между вторыми входной и выходной клеммами устройства, свободный вывод обмотки первого электромагнитного реле подключен к второму выводу первого конденсатора через замыкающий контакт второго электромагнитного реле, а третий конденсатор включен в цепь первичной обмотки трансформатора, выводы которой подключены к входным клеммам устройства, и шунтирован дополнительно введенным в первое электромагнитное реле третьим размыкающим контактом.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве токоограничивающего элемента использован переменный резистор.3. Устройство по пп.1 и 2, отл�1. A device for protecting the load from overvoltage in the AC network, containing input and output terminals designed to connect an AC voltage and load source, respectively, a transformer whose secondary winding is connected to the first capacitor through the diode rectifier bridge to the first capacitor, the first electromagnetic relay, one the winding output of which is connected to the first output of the first capacitor, and the first relay opening contact is connected between the first input and output terminals of the devices characterized in that a second electromagnetic relay with a closing contact, a second and a third capacitor are introduced into it, and the secondary winding of the transformer is provided with a middle terminal connected through the introduced current-limiting element to the first terminals of the winding of the second electromagnetic relay and the second capacitor, the second terminals of which are connected to the point the connection of the first capacitor and the winding of the first electromagnetic relay, equipped with a second NC contact connected between the second input and output terminals three, the free terminal of the winding of the first electromagnetic relay is connected to the second terminal of the first capacitor through the make contact of the second electromagnetic relay, and the third capacitor is connected to the primary circuit of the transformer, the terminals of which are connected to the input terminals of the device, and is shunted by the third opening contact, additionally inserted into the first electromagnetic relay .2. The device according to claim 1, characterized in that a variable resistor is used as a current-limiting element. The device according to claims 1 and 2, ex��

Description

УСТРОЙСТВО для ЗАЩИТЫ НАГРУЗКИ отDEVICE FOR LOAD PROTECTION from

ПЕРЕИАИРЯЖЕНИЙ В СЕТИ ИЕРЕМЕНИОГО ТОКАRE-RELIABILITY IN THE NETWORK OF JERUSED CURRENT

Полезная модель относится к электротехническим устройствам защиты от перенапряжений и предназначено для автоматического отключения нагрузки от питающей сети при превышении допустимо1о значения напряжения. Устройство может быть использовано для защиты аппаратуры, преимущественно бытового назначения (телевизоры, компьютеры, холодильники, стиральные машины, аудио- и видеотехника и т.п.), помещений и находящегося в них имущества от пожара в результате загорания включенных электроприборов, а также электрических цепей от перегрузки и коротких замыканий.The utility model relates to electrical devices for overvoltage protection and is designed to automatically disconnect the load from the mains when exceeding the permissible voltage value. The device can be used to protect equipment, mainly for household purposes (TVs, computers, refrigerators, washing machines, audio and video equipment, etc.), rooms and the property located in them from fire as a result of the ignition of included electrical appliances, as well as electrical circuits from overload and short circuits.

Известно устройство для защиты потребителей от превышения напряжения в сети питания (1), содержащее исполнительный элемент в виде электромагнитного переключателя, резистивньп1 делитель с переменным резистором, схему управления с пороговым элементом, состоящую из двух последовательно включенных диодов и интегрирующей RC-цепи.A device is known for protecting consumers from overvoltage in the power supply network (1), comprising an actuating element in the form of an electromagnetic switch, a resistor divider with a variable resistor, a control circuit with a threshold element, consisting of two series-connected diodes and an integrating RC circuit.

ИзвестноеустройствообладаетповышеннойKnown device

помехоустойчивостью от высокочастотных единичных импульсов напряжения и обеспечивает обесточивание потребителя при превышении напряжения в сети выше уровня настройки, однако характеризуется относительно сложной системой управления и полуавтоматическим режимом работы (повторное включение устройства осуществляется принудительно нажатием кнопки).noise immunity from high-frequency single voltage pulses and provides power to the consumer when the voltage in the network exceeds the setting level, however, it is characterized by a relatively complex control system and semi-automatic mode of operation (the device is turned on again by pressing a button).

Известен также автоматический переключатель (2) для защиты нагрузки от подключения к источнику питания переменного тока с недопустимым поминальным напряжением, в котором при превышенииAlso known is an automatic switch (2) for protecting the load from connecting to an AC power source with an unacceptable memorial voltage, in which, when exceeded

20001299962000129996

iwnniiiiiiiiiiiiiiiiiniwnniiiiiiiiiiiiiiiiin

гООО 29996GOOO 29996

М.Кл.7 Н02Н 3/20M.C. 7 H02H 3/20

10М9Ю(10M9YU (

напряжения в сети питания выше допустимого уровня происходит открывание порогового элемента (динистора) и переключение конгакгов электромагнитного реле на другую обмотку выходного трансформатора, в результате чего снижается напряжение на нагрузке.The voltage in the power supply network is above the permissible level, the threshold element (dynistor) is opened and the kongg of the electromagnetic relay switches to another winding of the output transformer, as a result of which the voltage at the load decreases.

Недостатком известного устройства является отсутствие возможности обесточивания нагрузки, что существенно сужает область его применения.A disadvantage of the known device is the inability to de-energize the load, which significantly narrows the scope of its application.

Наиболее близким к заявляемому устройству по совокупности существенных признаков является устройство для защиты от перенапряжений нагрузки, питающейся от однофазного источника переменного тока (3).The closest to the claimed device in terms of essential features is a device for overvoltage protection of a load powered by a single-phase alternating current source (3).

Прототип содержит ограничительный резистор и блок контроля напряжения, выполненный на двух встречно-параллельно соединенных тиристорах, четырех диодах и цепочке из последовательно соединенных резистора и стабилитронов.The prototype contains a limiting resistor and a voltage control unit, made on two counter-parallel connected thyristors, four diodes and a chain of series-connected resistor and zener diodes.

В блок контроля напряжения введены контактор с размыкающим контактом, шунтирующим ограничительный резистор, трансформатор, вторичная обмотка которого через диодный выпрямительный мост подключена к обмотке контактора, параллельно которой подключен конденсатор.A contactor with an opening contact shunting the terminating resistor, a transformer, the secondary winding of which through a diode rectifier bridge is connected to the contactor winding, in parallel with which a capacitor is connected, is introduced into the voltage control unit.

Защита от перенапряжений в данном устройстве осуществляется путем компенсации превыщений напряжения дополнительным падением напряжения на ограничительном резисторе.Overvoltage protection in this device is carried out by compensating for overvoltages with an additional voltage drop across the limiting resistor.

К недостаткам прототипа следует отнести qтнocитeльнyю сложность, а следовательно, и невысокую надежность схемы блока контроля напряжения и устройства в целом, а также отсутствие возможности обесточивания нагрузки.The disadvantages of the prototype should include the relative complexity, and consequently, the low reliability of the circuit of the voltage control unit and the device as a whole, as well as the lack of the possibility of de-energizing the load.

допустимого уровня напряжения в питающей сети с последующим автоматическим восстановлением соединения после снижения напряжения до нормального уровня, а также упрощение электрической схемы устройства и повыщение его надежности.permissible voltage level in the supply network with subsequent automatic restoration of the connection after the voltage drops to a normal level, as well as simplifying the electrical circuit of the device and increasing its reliability.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для защиты нагрузки от перенапряжений в сети переменного тока, содержащее входные и выходные клеммы, предназначенные для подключения соответственно источника переменного тока и нагрузки, трансформатор, вторичная обмотка которого крайними выводами через диодный выпрямительный мост подключена к первому конденсатору, первое электромагнитное реле, один вывод обмотки которого подключен к первому выводу первого конденсатора, а первый размыкающий контакт реле включен между первыми входной и выходной клеммами устройства, согласно полезной модели, снабжено вторым электромагнитным реле с замыкающим контактом, вторым и третьим конденсатором, причем вторичная обмотка трансформатора снабжена средним выводом, подключенным через токоограничивающий элемент к первым выводам обмотки второго электромагнитного реле и второго конденсатора. Вторые выводы последних подключены к точке соединения первого конденсатора и обмотки первого электромагнитного реле, снабженного вторым размыкающим контактом, включенным между вторыми входной и выходной клеммами устройства. Свободный вывод обмотки первого электромагнитного реле подключен к второму выводу первого конденсатора через замыкающий контакт второго электромагнитного реле, а третий конденсатор включен в цепь первичной обмотки трансформатора, выводы которой подключены к входным клеммам устройства, и щунтирован дополнительно введенным в первое электромагнитное реле третьим размыкающим контактом.The specified technical result is achieved by the fact that the device for protecting the load from overvoltage in the AC network, containing input and output terminals designed to connect an AC source and load, respectively, a transformer, the secondary winding of which is connected to the first capacitor through the diode rectifier bridge, the first electromagnetic relay, one terminal of the winding of which is connected to the first terminal of the first capacitor, and the first opening contact of the relay is connected between The first input and output terminals of the device, according to a utility model, is equipped with a second electromagnetic relay with a make contact, a second and third capacitor, the secondary winding of the transformer having a middle terminal connected via a current-limiting element to the first terminals of the winding of the second electromagnetic relay and the second capacitor. The second conclusions of the latter are connected to the connection point of the first capacitor and the winding of the first electromagnetic relay, equipped with a second NC contact connected between the second input and output terminals of the device. The free terminal of the winding of the first electromagnetic relay is connected to the second terminal of the first capacitor through the make contact of the second electromagnetic relay, and the third capacitor is connected to the primary circuit of the transformer, the terminals of which are connected to the input terminals of the device, and is connected to it by the third opening contact, additionally introduced into the first electromagnetic relay.

/i/- / /,/ i / - / /,

В качестве токоограничивающего элемента может быть использован переменный резистор.As a current limiting element, a variable resistor can be used.

Кроме того, параллельно обмотке первого электромагнитного реле включен элемент сигнализации.In addition, an alarm element is included in parallel with the winding of the first electromagnetic relay.

На чертеже представлена электрическая схема предлагаемого устройства.The drawing shows an electrical diagram of the proposed device.

Устройство для защиты нагрузки от перенапряжений в сети переменного тока содержит входные 1 и 2 и выходные 3 и 4 клеммы, предназначенные для подключения соответственно источника переменного тока и нагрузки, трансформатор 5, выводы первичной обмотки которого подключены к входным 1 и 2 клеммам устройства, а крайние выводы вторичной обмотки через диодный выпрямительньп мост 6 подключены к первому конденсатору 7.The device for protecting the load from overvoltage in the AC mains contains input 1 and 2 and output 3 and 4 terminals designed to connect an AC source and load, respectively, a transformer 5, the primary windings of which are connected to the input 1 and 2 terminals of the device, and the extreme the conclusions of the secondary winding through the diode rectifier bridge 6 are connected to the first capacitor 7.

Устройство содержит первое электромагнитное реле, один вывод обмотки 8 которого подключен к первому выводу конденсатора 7 непосредственно, а другой вывод через замыкающий контакт 9 второго электромагнитного реле с обмоткой 10 - к второму выводу конденсатора 7.The device contains a first electromagnetic relay, one terminal of the winding 8 of which is connected directly to the first terminal of the capacitor 7, and the other terminal, through the make contact 9 of the second electromagnetic relay with the coil 10, is connected to the second terminal of the capacitor 7.

Вторичная обмотка трансформатора 5 снабжена средним выводом, подключенным через токоограничивающий элемент, например, переменный резистор 11, к первым выводам обмотки 10 второго электромагнитного реле и второго конденсатора 12, вторые выводы которых подключены к точке соединения конденсатора 7 и обмо1ки 8 первого электромагнитного реле.The secondary winding of the transformer 5 is equipped with a middle terminal connected through a current-limiting element, for example, a variable resistor 11, to the first terminals of the winding 10 of the second electromagnetic relay and the second capacitor 12, the second terminals of which are connected to the connection point of the capacitor 7 and winding 8 of the first electromagnetic relay.

Первое электромагнитное реле с обмоткой 8 имеет первый 13 и второй 14 размыкающие контакты, включенные соответственно между клеммами 1, 3 и 2, 4 устройства и третий размыкающий контакт 15, шунтирующий третий конденсатор 16, включенный в пепь первичной обмотки трансформатора 5.The first electromagnetic relay with winding 8 has a first 13 and a second 14 opening contacts connected respectively between the device terminals 1, 3 and 2, 4 and a third opening contact 15, shunting the third capacitor 16, included in the primary winding of the transformer 5.

/i {it--/A(/ i {it - / A (

/A/ A

Параллельно обмотке 8 первого электромагнитного реле включен элемент сигнализации 17.In parallel with the winding 8 of the first electromagnetic relay, an alarm element 17 is included.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При подключении входных клемм 1 и 2 устройства к сети питания во вторичной обмотке трансформатора 5 индуцируется переменное напряжение, которое через диодный выпрямительный MOCI и средний вывод обмотки прикладывается к конденсатору 7 и обмотке 10 второго электромагнитного реле.When connecting the input terminals 1 and 2 of the device to the power supply in the secondary winding of the transformer 5, an alternating voltage is induced, which is applied through the diode rectifier MOCI and the middle output of the winding to the capacitor 7 and the winding 10 of the second electromagnetic relay.

При напряжении сети, меньшем предельной допустимой величины, через обмотку 10 реле течет ток, величина которого, регулируемая переменным резистором 11, недостаточна дляWhen the mains voltage is less than the maximum permissible value, a current flows through the relay winding 10, the value of which, regulated by a variable resistor 11, is insufficient for

срабатывания замыкающего контакта 9. В обмотке 8 первого электромагнитного реле ток отсутствует, и нагрузка, подключенная к выходным клеммам 3 и 4 устройства, через размыкающие контакты 13 и 14 включена в сеть.the operation of the make contact 9. There is no current in the winding 8 of the first electromagnetic relay, and the load connected to the output terminals 3 and 4 of the device is connected to the network through the opening contacts 13 and 14.

При превыщении допустимого уровня напряжения в сети питания величина тока в обмотке 10 второго электромагнитного реле достигает критического значения, при котором происходит замыкание контакта 9. Ток, протекающий в обмотке 8 первого электромагнитного реле, вызывает срабатывание размыкающих контактов 13 и 14 и отключение нагрузки от сети, что индицируется элементом сигнализации 17. Конденсаторы 7 и 12 служат для сглаживания выпрямлен юго напряжения.If the permissible voltage level in the supply network is exceeded, the current in the winding 10 of the second electromagnetic relay reaches a critical value at which the contact 9 closes. The current flowing in the winding 8 of the first electromagnetic relay causes the opening contacts 13 and 14 to trip and the load to disconnect from the network, which is indicated by the alarm element 17. Capacitors 7 and 12 are used to smooth the rectified south voltage.

Одновременно со срабатыванием размыкающих контактов 13 и 14 разрывается и третий размыкающий контакт 15 первого электромагнитного реле с обмоткой 8, вводя в цепь первичной обмотки трансформатора 5 конденсатор 16. Последний рассчитан таким образом, что при напряжении в сети 380В на трансформаторе поддерживаегся напряжение 220В.Simultaneously with the operation of the opening contacts 13 and 14, the third opening contact 15 of the first electromagnetic relay with winding 8 is broken, introducing the capacitor 16 into the primary winding of the transformer 5. The latter is designed so that at a voltage of 380 V the voltage of 220 V is maintained on the transformer.

При понижении напряжения сети до нормального уровня ток через обмотку 10 уменьшается, контакт 9 размыкается, обесточивая обмотк) 8 первого электромагнитного реле, размыкающие контакты 13-15 которого возвращаются в нормально замкнутое состояние, при этом нагрузка автоматически подключается снова к сети. Устройство переходит в режим ожидания, при котором оно потребляет минимальную электрическую мощность (не более 2Вт).When the mains voltage drops to a normal level, the current through the winding 10 decreases, contact 9 opens, de-energizing the windings) 8 of the first electromagnetic relay, the opening contacts of 13-15 of which return to a normally closed state, while the load is automatically reconnected to the network. The device goes into standby mode, in which it consumes minimal electrical power (no more than 2W).

Источники информации:Sources of information:

1.Патент РФ № 2046485, МКИ Н02Н 3/20, 1995г.1. RF patent No. 2046485, MKI H2N 3/20, 1995.

2.Авторское свидетельство СССР № 1555759, МКИ Н02И 3/24 1990г.2. USSR Certificate of Authorship No. 1555759, MKI N02I 3/24 1990

3.Авторское свидетельство СССР № 1312674, МКИ Н02Н 3/20. 1987г. - прототип.3. USSR Certificate of Authorship No. 1312674, MKI Н02Н 3/20. 1987 - prototype.

Автор - А.И.МедяникAuthor - A.I. Medyanik

7//$7 // $

Claims

1. A device for protecting the load from overvoltage in the AC network, containing input and output terminals designed to connect an AC voltage and load source, respectively, a transformer whose secondary winding is connected to the first capacitor through the diode rectifier bridge to the first capacitor, the first electromagnetic relay, one the winding output of which is connected to the first output of the first capacitor, and the first relay opening contact is connected between the first input and output terminals of the devices characterized in that a second electromagnetic relay with a closing contact, a second and a third capacitor are introduced into it, and the secondary winding of the transformer is provided with a middle terminal connected through the introduced current-limiting element to the first terminals of the winding of the second electromagnetic relay and the second capacitor, the second terminals of which are connected to the point the connection of the first capacitor and the winding of the first electromagnetic relay, equipped with a second NC contact connected between the second input and output terminals three, the free terminal of the winding of the first electromagnetic relay is connected to the second terminal of the first capacitor through the make contact of the second electromagnetic relay, and the third capacitor is connected to the primary circuit of the transformer, the terminals of which are connected to the input terminals of the device, and is shunted by the third opening contact, additionally inserted into the first electromagnetic relay .

2. The device according to claim 1, characterized in that a variable resistor is used as a current-limiting element.

3. The device according to claims 1 and 2, characterized in that in parallel with the winding of the first electromagnetic relay, an alarm element is included.