RU2374734C2 - Защитная схема для искробезопасных электромагнитных исполнительных устройств и защитная схема для искробезопасных систем энергоснабжения - Google Patents

Защитная схема для искробезопасных электромагнитных исполнительных устройств и защитная схема для искробезопасных систем энергоснабжения Download PDF

Info

Publication number
RU2374734C2
RU2374734C2 RU2006102642A RU2006102642A RU2374734C2 RU 2374734 C2 RU2374734 C2 RU 2374734C2 RU 2006102642 A RU2006102642 A RU 2006102642A RU 2006102642 A RU2006102642 A RU 2006102642A RU 2374734 C2 RU2374734 C2 RU 2374734C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
potential
coil
circuit
voltage
semiconductor switch
Prior art date
Application number
RU2006102642A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2006102642A (ru
Inventor
Йенс ТИЧЕРТ (DE)
Йенс ТИЧЕРТ
Ахим ЗОНДЕРМАНН (DE)
Ахим ЗОНДЕРМАНН
Original Assignee
Дбт Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дбт Гмбх filed Critical Дбт Гмбх
Publication of RU2006102642A publication Critical patent/RU2006102642A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2374734C2 publication Critical patent/RU2374734C2/ru

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/008Intrinsically safe circuits
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/06Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/18Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/02Details
    • H02H3/025Disconnection after limiting, e.g. when limiting is not sufficient or for facilitating disconnection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/04Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
    • H02H9/045Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage adapted to a particular application and not provided for elsewhere
    • H02H9/047Free-wheeling circuits

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)

Abstract

Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в повышении надежности защиты. Устройство содержит подключенную к первому (2) и второму (3) потенциалам сетевого блока питания катушку (11), которой приданы, по меньшей мере, два выполненных отдельно друг от друга, включенных параллельно катушке (11) электромагнитного исполнительного устройства короткозамыкающих средства (12) для короткого замыкания катушки при реверсировании потенциала напряжения катушки. Кроме того, устройство включает в себя включенный между катушкой (11) и вторым потенциалом (3) полупроводниковый выключатель Т3, выполненный с возможностью отсоединения катушки (11) от второго потенциала при падении напряжения или реверсировании потенциала, так что разряд катушки (11) не оказывает негативного воздействия на систему энергоснабжения и не нарушает искробезопасность. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относится к защитной схеме для искробезопасных, эксплуатируемых с напряжением допущенного для подземных горных разработок сетевого блока питания электромагнитных исполнительных устройств для включения электрогидравлических клапанов в подземных горных разработках, содержащей подключенную к первому и второму потенциалам сетевого блока питания катушку, которой приданы, по меньшей мере, два выполненных отдельно друг от друга, включенных параллельно катушке электромагнитного исполнительного устройства короткозамыкающих средства для короткого замыкания катушки при реверсировании потенциала напряжения катушки. Изобретение относится также к защитной схеме для искробезопасных подземных систем энергоснабжения с несколькими подключенными к питающим линиям общего, допущенного для подземных горных разработок сетевого блока питания электронными блоками управления для активирования подключенных к блокам управления, эксплуатируемых с напряжением сетевого блока питания электромагнитных исполнительных устройств для включения электрогидравлических клапанов в подземных горных разработках, причем параллельно каждой подключенной к первому и второму потенциалам сетевого блока питания катушке электромагнитных исполнительных устройств включено, по меньшей мере, одно короткозамыкающее средство для короткого замыкания катушки при реверсировании потенциала напряжения катушки.
В подземных горных разработках для инициирования гидравлических процессов движений, вызываемых в большинстве случаев с помощью гидравлических цилиндров или гидравлических стоек, используется множество электромагнитных исполнительных устройств, с помощью которых тогда включают электрогидравлические клапаны для гидравлических цилиндров. В частности, множество включаемых электрогидравлических клапанов, встречающихся, например, в шагающей щитовой крепи, предъявляет значительные требования к сетевым блокам питания и подземной системе энергоснабжения, причем одновременно сетевые блоки питания и системы энергоснабжения должны быть выполнены искробезопасными и отвечать всем требованиям к взрывозащите и/или другим видам защиты от воспламенения. Поскольку это обуславливает ограничение обусловленных сетевыми блоками питания электрических присоединительных значений, в подземных горных разработках принято выполнять электромагнитные исполнительные устройства с понижением удерживающего тока. В то же время большие индуктивные нагрузки в искробезопасных системах энергоснабжения требуют особых защитных мер, чтобы обеспечить соблюдение правил защиты от воспламенения.
Известной проблемой в электромагнитных исполнительных устройствах с катушками под током является импульс остаточной энергии, обусловленный энергией отключения индуктивной нагрузки. В качестве ответной меры до сих пор в подземных горных разработках все электромагнитные исполнительные устройства снабжают, по меньшей мере, двумя, образованными в большинстве случаев безинерционными диодами короткозамыкающими средствами, которые при реверсировании потенциала напряжения катушки замыкают катушку накоротко, чтобы в любом случае предотвратить пики напряжения энергии отключения или остаточного энергетического импульса. Уменьшающееся при отключении катушки электромагнитное поле индуцирует напряжение на катушке, полярность которого обратна напряжению питающей сети, и эта смена полярности, называемая ниже реверсированием потенциала, отпирает безинерционный диод, так что через него течет ток, который уменьшает электромагнитное поле катушки.
В подземных системах энергоснабжения с множеством включаемых одновременно электромагнитных исполнительных устройств, например, при обрыве кабеля и т.п., даже уменьшенный безинерционными диодами импульс остаточной энергии отключения может, однако, привести к общему импульсу, который не допускается правилами защиты от воспламенения.
Задачей изобретения является создание защитной схемы для электромагнитных исполнительных устройств или для подземных искробезопасных систем энергоснабжения, у которой даже при самых неблагоприятных условиях, таких как обрыв кабеля или нарушение электроснабжения и т.п., не может возникнуть общий импульс, который мог бы привести к воспламенению газа или другим недопустимым правилами защиты от воспламенения рабочим состояниям.
Эта задача решается, согласно изобретению, посредством защитной схемы, в которой между катушкой и вторым потенциалом включен полупроводниковый выключатель, который при реверсировании потенциала или падении напряжения, используемом в качестве опорного значения для возникающего реверсирования потенциала, отсоединяет катушку от второго потенциала. В решении, согласно изобретению, посредством полупроводникового выключателя, который в нормальном состоянии или в исходном состоянии длительно включен и допускает протекание тока, при возникновении нерегулярностей, например, чрезмерном падении напряжения или реверсировании потенциала, вообще препятствует течению накопленной в катушках энергии обратно в питающие линии или линии потенциала сетевого блока питания или подземной системы энергоснабжения. За счет отсоединения катушек от второго потенциала исключены негативные воздействия индуктивного заряда катушек на всю систему энергоснабжения. Индуктивные нагрузки сбрасываются и снижаются тогда короткозамыкающими средствами, которые, как известно, могут состоять, в частности, из безинерционных диодов, без нарушения искробезопасности электромагнитного исполнительного устройства или всей системы энергоснабжения.
Согласно одному примеру осуществления изобретения, полупроводниковый выключатель может быть включен последовательно с короткозамыкающими средствами и катушкой и отсоединяет их сообща от подключения ко второму потенциалу сетевого блока питания. Особенно предпочтительным является то, что полупроводниковый выключатель представляет собой транзистор, в частности, полевой транзистор, база или затвор которого соединен с первым потенциалом. В подземных горных разработках обычно второй потенциал является потенциалом земли, а первый потенциал, например, 12В потенциалом. При внешнем отключении потенциала земли (GND-потенциал) катушка начинает разряжаться. Это происходит через параллельно включенные короткозамыкающие средства, такие, в частности, как один или несколько безинерционных диодов. За счет падения напряжения через безинерционные диоды напряжение на стороне катушки, соединенной обычно с GND-потенциалом, выше, чем напряжение на стороне 12В. Поскольку для включенного канала транзистора за счет прекращения соединения с GND-потенциалом отсутствует его нулевой потенциал, напряжение на стоковом и истоковом или эмиттерном и коллекторном контактах образующего полупроводниковый выключатель транзистора возрастает до повышенного по отношению, например, к 12В потенциалу на этой стороне катушки. Поскольку одновременно напряжение затвора или базы транзистора соединено со стороной 12В, транзистор автоматически блокирует прохождение тока. Таким образом, накопленная энергия катушки не может больше проникнуть к внешним выводам электромагнитного исполнительного устройства и, следовательно, не оказывает больше негативного воздействия на подключенную систему энергоснабжения.
Согласно альтернативному варианту осуществления изобретения, полупроводниковый выключатель может управляться посредством включенной параллельно катушке детектирующей схемы для детектирования реверсирования потенциала или снижения напряжения. Детектирующая схема предпочтительно содержит операционный усилитель, в частности, компаратор, посредством которого при смене потенциала или превышении порога на входах компаратора или операционного усилителя осуществляется управление полупроводниковым выключателем для отсоединения катушки от второго потенциала. Также в этом примере полупроводниковый выключатель представляет собой транзистор, в частности, полевой транзистор, база или затвор которого соединен с выходом операционного усилителя. Компаратор служит для своевременного обнаружения или определения момента реверсирования потенциала на катушке, вызванного внешним GND-отключением, и защитная схема использует транзистор, который постоянно включен и позволяет протекать току, чтобы в нужный момент отсоединить катушку от GND-потенциала и, тем самым, не пропустить внутреннюю накопленную энергию электромагнитной катушки к внешним выводам электромагнитного клапана, а сбросить через параллельно включенные безинерционные диоды и т.п. Вместо реверсирования потенциала может детектироваться также сверхпропорциональное или чрезмерное падение напряжения, т.е. большее, чем пороговое значение компаратора.
Особенно предпочтительно, если снабженная операционным усилителем или компаратором защитная схема содержит заряжаемый при пропускании тока через катушку питающим напряжением сетевого блока питания буферный аккумулятор энергии в виде отдельного энергоснабжения детектирующей схемы. Буферный аккумулятор энергии, заряжающийся при активировании катушки электромагнитного исполнительного устройства, выполняет функцию энергоснабжения детектирующей схемы также тогда, когда питающее напряжение сетевого блока питания отсутствует, и разряд катушки осуществляется посредством короткозамыкающих средств. Буферный аккумулятор энергии может содержать, в частности, конденсатор.
Изобретение может быть реализовано, в том числе, за счет того, что каждому отдельному электромагнитному исполнительному устройству придается защитная схема, согласно изобретению, причем это требует обновления или дооснащения всех имеющихся в подземной системе электромагнитных исполнительных устройств. В подземных искробезопасных системах энергоснабжения с традиционными, например, не дооснащаемыми особой защитной схемой электромагнитами, вместо этого каждому блоку управления может придаваться групповая защитная схема, содержащая полупроводниковый выключатель, включенный между вторым потенциалом и всеми приданными этому блоку управления катушками, причем полупроводниковый выключатель при возникновении реверсирования потенциала отсоединяет эти катушки от второго потенциала. К полупроводниковому выключателю предпочтительно подключен заряжаемый напряжением сетевого блока питания конденсатор и т.п., с помощью которого при реверсировании потенциала, по меньшей мере, на одной из катушек поддерживается необходимая для включения полупроводникового выключателя разность напряжений.
Другая принципиальная проблема в подземных горных разработках состоит в ограниченной питающей мощности используемых сетевых блоков питания. Так, в Германии в допустимых для применения сетевых блоках питания максимально допустимый ток ограничен примерно величиной 2,2 А, тогда как в США допустимы сетевые блоки питания с током 8 А. Для того чтобы, тем не менее, можно было подключить к одному сетевому блоку питания множество электронных блоков управления, обеспечивающих управление электромагнитными исполнительными устройствами, особенно предпочтительно, если каждому электронному блоку управления придается токоограничительная схема. Токоограничительная схема может быть встроена, например, в электронный блок управления или образующую его интеллектуальную колодку управления клапанами и т.п.
Особенно предпочтительно, если токоограничительная схема содержит контрольную схему, которая управляет полупроводниковым выключателем по достижении заданного мгновенного потребления тока, чтобы отсоединить подключение всех контролируемых контрольной схемой катушек ко второму потенциалу. Полупроводниковый выключатель токоограничительной схемы предпочтительным образом является также полупроводниковым выключателем размыкающей схемы для второго потенциала. Контрольная схема предпочтительно содержит операционный усилитель, в частности, компаратор, который управляет полупроводниковым выключателем при возникновении смены потенциала на входах операционного усилителя, чтобы прервать питание напряжением и током всех катушек.
И в этом случае полупроводниковый выключатель может состоять, в частности, из транзистора, предпочтительно полевого транзистора. В одном предпочтительном варианте реализации схемы выход операционного усилителя и конденсатор могут быть подключены к базе или затвору полупроводникового выключателя.
Второй потенциал предпочтительно образует, как указано выше, потенциал земли сетевого блока питания или системы энергоснабжения, а полупроводниковый выключатель отсоединяет соединение с потенциалом земли, поскольку в используемых в подземных горных разработках устройствах все необходимые внешние коммутационные процессы осуществляются в состоянии заземления. Кроме того, короткозамыкающие средства состоят преимущественно из безинерционных диодов.
Другие преимущества и варианты осуществления изобретения приведены в нижеследующем описании примеров, схематично изображенных на чертежах, на которых представлено следующее:
фиг.1 - блок-схема подземной системы энергоснабжения электронных блоков управления с подключенными традиционными электромагнитными клапанами и приданной каждому блоку управления защитной схемой;
фиг.2 - защитная схема для каждой катушки электромагнитного исполнительного устройства для подземных горных разработок, согласно первому варианту осуществления;
фиг.3 - защитная схема для каждой катушки электромагнитного исполнительного устройства, согласно второму варианту осуществления.
На фиг.1 в виде блок-схемы изображена подземная искробезопасная система 10 энергоснабжения. Система 10 энергоснабжения содержит искробезопасный и допущенный к эксплуатации в подземных горных разработках сетевой блок 1 питания в виде 12В-источника постоянного тока с первым потенциалом 2, на котором имеется +12В-потенциал, и вторым потенциалом 3 в виде массового проводника, называемым ниже GND-потенциалом. Первый 12В-потенциал 2 и второй GND-потенциал 3 подается по ответвительным линиям 4, 5 и ведущим к электронному блоку 6 управления питающим линиям 7, 8 и потенциальным линиям 7А, 8А ко всем потребителям 9 подземной системы 10 энергоснабжения. В качестве потребителей здесь к каждому электронному блоку 6 управления подключено несколько традиционных электрогидравлических клапанов 9, причем каждый электрогидравлический клапан 9 содержит катушку 11 в качестве индуктивной нагрузки и электромагнитного исполнительного устройства, а также, по меньшей мере, один, включенный параллельно катушке 11 безинерционный диод 12 в качестве короткозамыкающего средства для короткого замыкания катушки 11. Одновременно в системе 10 энергоснабжения к каждому сетевому блоку 1 питания параллельно друг другу через питающие линии 7, 8 подключено множество электронных блоков 6 управления. Катушки 11 всех электрогидравлических клапанов 9 подключены через потенциальные линии 7А, 8А к питающим линиям 7, 8 таким образом, что каждая катушка 11 в зависимости от коммутационного состояния, например, в электронном блоке 6 управления кратковременно нагружена полным напряжением сетевого блока 1 питания, т.е. напряжением между +12В-потенциалом 2 и GND-потенциалом 3, чтобы за счет намагничивания катушки 11 управлять коммутационным состоянием электромагнитного исполнительного устройства электрогидравлического клапана 9 и изменять его. Понятно, что для каждой катушки имеется, по меньшей мере, одна отдельная потенциальная линия 7А, 8А. Это известно специалисту в области электромагнитных исполнительных устройств и поэтому подробно не описывается.
К каждому электронному блоку 6 управления, который может состоять также из интеллектуальной колодки управления клапанами и т.п. или содержать ее, подключено некоторое число электрогидравлических клапанов 9 с катушками 11, причем это число согласовано с искробезопасностью сетевого блока 1 питания и системы 10 энергоснабжения. Допустимое число зависит от максимально допустимой индуктивной нагрузки всех катушек 11 всех электромагнитных исполнительных устройств. Согласно изобретению, каждому из этих электронных блоков 6 управления придана защитная схема 20, которая содержит транзистор Т1, выполненный в виде полевого транзистора и включенный в присоединенную к GND-потенциалу 3 сетевого блока 1 питания питающую линию 8 таким образом, что он находится между выводами катушки со стороны GND-потенциала и GND-потенциалом сетевого блока питания или системы 10 энергоснабжения. В изображенном примере каждая защитная схема 20 расположена между электронным блоком 6 и сетевым блоком 1 питания и придана питающим линиям 7, 8. Защитная схема 20 включает в себя в данном примере дополнительно токоограничительную схему 21, которая содержит компаратор 22 в качестве важного компонента контрольной схемы, управляющей затвором транзистора Т1 для функционирования в качестве токоограничительной схемы 21. Через простой делитель напряжения посредством резисторов R1, R2 к одному входу компаратора 22 приложено опорное напряжение Uref, а на другом входе компаратора 22 имеется падение напряжения, вызванное резистором R3, который включен в соединенную с GND-потенциалом питающую линию 8. Падение напряжения в GND-потенциале на резисторе R3 зависит от потребления тока всеми приданными блоку 6 управления и мгновенно включенными катушками 11. Если падение напряжения на резисторе R3 превышает приложенное к другому входу компаратора 22 опорное напряжение Uref, то транзистор Т1 управляется через промежуточный резистор R4, так что транзистор Т1 отключает прохождение тока через питающую линию 8. Таким образом, гарантируется, что одновременно может быть включено максимум число электрогидравлических клапанов 9, которые подключены к блоку 6 управления и еще могут эксплуатироваться в искробезопасном режиме. В случае, если блок 6 управления пытается включить одновременно больше катушек 11 или электромагнитных исполнительных устройств, то транзистор Т1 отключает всю нагрузку. Защитная схема 20 с токоограничительной схемой 21 вызывает, следовательно, то, что для каждой защитной схемы может быть включено всегда только соответствующее условиям искробезопасности число электромагнитных катушек 11.
Транзистор Т1 одновременно обеспечивает то, что каждая группа блоков, защищенная посредством токоограничительной схемы 21 защитной схемы 20 в отношении потребления тока, не может отводить свои индуктивные нагрузки в систему 10 энергоснабжения при внешнем или непреднамеренном процессе отключения и вызывать там недопустимое в отношении искробезопасности рабочее состояние. Это обеспечивается посредством того же транзистора Т1 и конденсатора С1, подключенного к затвору транзистора Т1. В момент разъединения GND-соединения 8 между транзистором Т1 и сетевым блоком 1 питания потенциал напряжения из-за накопленного в катушках 11 напряжения на соединенной с GND-потенциалом 3 стороне катушки 11 возрастет до значения, лежащего заметно выше питающего напряжения +12В потенциала 2 сетевого блока 1 питания. Конденсатор С1, соединенный с управлением затвором отключающего транзистора Т1, поддерживает в этот момент на короткое время имевшуюся до этого разность напряжений и снижает напряжение затвора полевого транзистора Т1 ниже существующего на этих выводах затвора и истока более высокого потенциала напряжения. В результате этого транзистор Т1 автоматически отсоединяет подключенные к соответствующей защитной схеме 20 катушки 11 электрогидравлических клапанов 9 от внешних выводов 7, 8 и линий 4, 5 системы энергоснабжения, так что больше не может возникнуть негативного воздействия на всю подключенную систему 10 энергоснабжения. С защитной схемой 20, включающей в себя токоограничительную схему 21 и разъединительный транзистор Т1, может, в принципе, эксплуатироваться произвольно много защищенных групп блоков параллельно на одном искробезопасном сетевом блоке 1 питания. Если же транзистор Т1 однажды отключен, то он не может быть снова включен до тех пор, пока снова не будет создано соединение с GND-потенциалом 3 сетевого блока 1 питания.
Описанная со ссылкой на фиг.1 защитная схема 20 может быть использована, в частности, тогда, когда в системе 10 энергоснабжения используются электромагнитные клапаны 9 с традиционными электромагнитными исполнительными устройствами, в которой, следовательно, каждой катушке 11 придан, по меньшей мере, один безинерционный диод 12 и т.п. в качестве короткозамыкающего средства. Вследствие существующих в подземных горных разработках повышенных требований обычно каждой катушке 11 приданы, по меньшей мере, два безинерционных диода 12.
На фиг.2 и 3 изображены примеры выполнения, которые требуют переоснащения всех используемых в подземных системах энергоснабжения электромагнитных клапанов и которые могут быть реализованы посредством приданной им защитной схемы 30 и 50, соответственно. В обоих примерах для упрощения описания изображена только катушка 11 в качестве единственного компонента электромагнитных исполнительных устройств электрогидравлических клапанов. Два включенных параллельно катушке 11 безинерционных диода обозначены ссылочной позицией 12, +12В-потенциал сетевого блока питания обозначен ссылочной позицией 2, а GND-потенциал - ссылочной позицией 3.
В примере на фиг.2 защитная схема 30 содержит полевой транзистор Т2 в качестве полупроводникового выключателя, к затвору которого подключен выход компаратора 31 включенной параллельно катушке 11 детектирующей схемы 32, чтобы посредством настроенных с помощью добавочных резисторов R6, R7 порогов компаратора детектировать реверсирование потенциала на катушке 11. При детектировании реверсирования потенциала или чрезмерного падения напряжения вследствие смены потенциала на входах компаратора 31 транзистор Т2 включается таким образом, что он отсоединяет вывод катушки 11 со стороны GND от GND-потенциала 3 сетевого блока питания. Энергоснабжение компаратора 31 детектирующей схемы 32 обеспечивается посредством конденсатора С2 в качестве буферного аккумулятора энергии даже при кратковременном отсоединении катушки 11 от сетевого блока питания, причем конденсатор С2, защищенный диодами 33, 34 Зенера и добавочным резистором R5, заряжается всегда при наличии напряжения на катушке 11. Конденсатор С2 поддерживает коммутационное состояние компаратора 31, несмотря на падение напряжения внешнего источника напряжения, чтобы обеспечить отсоединение индуктивной нагрузки катушки 11 от GND-потенциала 3. Индуктивная нагрузка катушки 11 снижается тогда, как известно, через безинерционные диоды 12 в качестве короткозамыкающих средств.
На фиг.3 изображена еще более упрощенная защитная схема 40 с выполненным также в виде полевого транзистора Т3 полупроводниковым выключателем, который включен последовательно с блоком из катушки 11 и параллельно включенных безинерционных диодов 12 и между GND-выводом блока из катушки 11 и безинерционных диодов 12 и GND-потенциалом 3. При внешнем отключении GND-потенциала 3 катушка 11 начинает разряжаться. Это происходит через безинерционные диоды 12. За счет падения напряжения через безинерционные диоды 12 напряжение на стороне GND-потенциала катушки выше, чем напряжение на стороне +12В-потенциала. Поскольку у включенного N-канала полевого транзистора Т3 за счет разъединения GND-соединения отсутствует его нулевой потенциал, напряжение на контактах затвора и истока транзистора Т3 возрастает до повышенного относительно питания 12В потенциала напряжения, существующего на этой стороне катушки 11. Поскольку напряжение затвора транзистора Т3 через присоединительную линию 41 соединено с +12В-потенциалом 2, транзистор Т3 автоматически блокирует прохождение тока, т.е. отсоединяет катушку от GND-потенциала 3, так что накопленная в катушке 11 энергия не может попасть на внешние выводы электромагнитного клапана.
Для специалиста из вышеизложенного описания будут очевидны многочисленные модификации, которые должны входить в объем формулы изобретения. Вместо полевых транзисторов могут применяться обычные n-p-n-транзисторы и т.п. Упомянутые в описании напряжения потенциалов приведены для примера и являются обычными для условий в подземных горных разработках в Германии. Токоограничительная схема может быть реализована также иными разнообразными путями. То же относится к формированию опорного напряжения, которое может быть установлено более точно посредством регулятора опорного напряжения, например, диода Зенера.

Claims (17)

1. Защитная схема для искробезопасных, эксплуатируемых с напряжением допущенного для подземных горных разработок сетевого блока питания электромагнитных исполнительных устройств для включения электрогидравлических клапанов в подземных горных разработках, содержащая подключенную к первому и второму потенциалам сетевого блока питания катушку, которой приданы, по меньшей мере, два выполненных отдельно друг от друга, включенных параллельно катушке электромагнитного исполнительного устройства короткозамыкающих средства для короткого замыкания катушки при реверсировании потенциала напряжения катушки, отличающаяся тем, что между катушкой (11) и вторым потенциалом (3) включен полупроводниковый выключатель (T1, T2, Т3), выполненный с возможностью отсоединения катушки (11) от второго потенциала при падении напряжения или реверсировании потенциала.
2. Схема по п.1, отличающаяся тем, что полупроводниковый выключатель (Т3) включен последовательно с короткозамыкающими средствами (12) и катушкой (11) с возможностью их совместного отсоединения от подключения ко второму потенциалу (3) сетевого блока питания.
3. Схема по п.1 или 2, отличающаяся тем, что полупроводниковый выключатель представляет собой транзистор, в частности, полевой транзистор (Т3), база или затвор которого соединен с первым потенциалом (2).
4. Схема по п.1 или 2, отличающаяся тем, что полупроводниковый выключатель (Т2) выполнен с возможностью управления посредством включенной параллельно катушке (11) детектирующей схемы (32) для детектирования реверсирования потенциала или падения напряжения.
5. Схема по п.4, отличающаяся тем, что детектирующая схема (32) содержит операционный усилитель, в частности компаратор (31), посредством которого при возникновении смены потенциала или падения напряжения на входах операционного усилителя происходит управление полупроводниковым выключателем (Т2) для отсоединения катушки от второго потенциала.
6. Схема по п.5, отличающаяся тем, что полупроводниковый выключатель представляет собой транзистор, в частности, полевой транзистор (Т2), база или затвор которого соединен с выходом операционного усилителя (31).
7. Схема по п.4, отличающаяся тем, что она содержит буферный аккумулятор (С2) энергии, заряжаемый при прохождении тока через катушку питающим напряжением сетевого блока питания, в качестве отдельного энергоснабжения детектирующей схемы (32).
8. Схема по п.7, отличающаяся тем, что буферный аккумулятор энергии содержит конденсатор (С2).
9. Защитная схема для искробезопасных подземных систем энергоснабжения с несколькими подключенными к питающим линиям общего, допущенного для подземных горных разработок сетевого блока питания электронными блоками управления для активирования подключенных к блокам управления, эксплуатируемых с напряжением сетевого блока питания электромагнитных исполнительных устройств для включения электрогидравлических клапанов в подземных горных разработках, причем параллельно каждой подключенной к первому и второму потенциалам сетевого блока питания катушке электромагнитных исполнительных устройств включено, по меньшей мере, одно короткозамыкающее средство для короткого замыкания катушки при реверсировании потенциала напряжения катушки, отличающаяся тем, что каждому блоку (6) управления придана защитная схема (20), содержащая полупроводниковый выключатель (Т1), включенный между вторым потенциалом (3) и приданными этому блоку (6) управления катушками (11) и выполненный с возможностью отсоединения этих катушек (11) от второго потенциала (3) при падении напряжения или реверсировании потенциала.
10. Схема по п.9, отличающаяся тем, что к полупроводниковому выключателю (Т1) подключен заряжаемый напряжением сетевого блока питания конденсатор (С1) и т.п., с помощью которого при реверсировании потенциала или падении напряжения, по меньшей мере, на одной из катушек (11) поддерживается необходимая для включения полупроводникового выключателя (Т1) разность напряжений.
11. Схема по п.9 или 10, отличающаяся тем, что каждому блоку (6) управления придана токоограничительная схема (21).
12. Схема по п.11, отличающаяся тем, что токоограничительная схема (21) содержит контрольную схему, выполненную с возможностью управления полупроводниковым выключателем (Т1) по достижении заданной силы тока для отсоединения подключения всех катушек ко второму потенциалу.
13. Схема по п.12, отличающаяся тем, что контрольная схема содержит операционный усилитель, в частности, компаратор (22), выполненный с возможностью управления полупроводниковым выключателем (Т1) при возникновении смены потенциала на входах операционного усилителя для прерывания питания напряжением и током всех катушек.
14. Схема по п.9, отличающаяся тем, что полупроводниковый выключатель представляет собой транзистор, в частности, полевой транзистор (Т1).
15. Схема по п.13, отличающаяся тем, что выход операционного усилителя (22) и конденсатор подключены к базе или затвору полупроводникового выключателя (Т1).
16. Схема по п.1, отличающаяся тем, что второй потенциал (3) представляет собой потенциал земли.
17. Схема по п.1, отличающаяся тем, что короткозамыкающие средства состоят из безинерционных диодов (12).
RU2006102642A 2005-01-31 2006-02-06 Защитная схема для искробезопасных электромагнитных исполнительных устройств и защитная схема для искробезопасных систем энергоснабжения RU2374734C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005004554.5 2005-01-31
DE102005004554A DE102005004554A1 (de) 2005-01-31 2005-01-31 Schutzbeschaltung für eigensichere Elektromagnetaktoren sowie Schutzbeschaltung für eigensichere Energieversorgungssysteme

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006102642A RU2006102642A (ru) 2007-08-20
RU2374734C2 true RU2374734C2 (ru) 2009-11-27

Family

ID=36709544

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006102642A RU2374734C2 (ru) 2005-01-31 2006-02-06 Защитная схема для искробезопасных электромагнитных исполнительных устройств и защитная схема для искробезопасных систем энергоснабжения

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7872846B2 (ru)
CN (1) CN1829027B (ru)
AU (1) AU2006200387B2 (ru)
DE (1) DE102005004554A1 (ru)
PL (1) PL207708B1 (ru)
RU (1) RU2374734C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2538403C1 (ru) * 2013-08-01 2015-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "Автоматика" Схема энергоснабжения искробезопасных электромагнитных исполнительных устройств

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5130248B2 (ja) * 2009-04-02 2013-01-30 三菱電機株式会社 開閉器操作装置および3相用開閉器
CN102593810B (zh) 2012-01-20 2014-07-30 华为技术有限公司 浪涌保护电路
US11329589B2 (en) 2012-03-28 2022-05-10 Joy Global Underground Mining Llc Ground fault detection methods on variable frequency drive systems
FR2989824B1 (fr) * 2012-04-24 2015-08-21 Alstom Technology Ltd Circuit actionneur de commande de disjoncteur
DE102013208690A1 (de) * 2013-05-13 2014-11-13 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen einer Polung einer Freilaufdiode, Aktuatorschaltung und Sicherheitsvorrichtung für ein Fahrzeug
DE102013223141A1 (de) 2013-11-13 2015-05-13 Ecom Instruments Gmbh Elektronische Schaltungsanordnung
DE102013112815A1 (de) * 2013-11-20 2015-05-21 Wieland Electric Gmbh Sicherheitssteuerung
CN104989859A (zh) * 2015-06-26 2015-10-21 江苏永钢集团有限公司 电磁阀控制电路中的中间继电器保护装置
US10797482B2 (en) * 2017-07-31 2020-10-06 National Oilwell Varco, L.P. Active limiting circuit for intrinsically safe equipment

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2638177C2 (de) * 1976-08-25 1985-10-24 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Schutzvorrichtung gegen Spannungsumpolung und Überspannungen für eine Halbleiterschaltung
US4503480A (en) * 1983-02-17 1985-03-05 Ncr Corporation Voltage compensating driver circuit
US4740202A (en) * 1984-10-12 1988-04-26 Haemonetics Corporation Suction collection device
JPS633689A (ja) * 1986-06-24 1988-01-08 Canon Inc 移動部材の制御装置
US4706158A (en) * 1986-09-24 1987-11-10 General Electric Company Circuit breaker with self-contained electronic trip actuator and undervoltage release control circuit
DE3931537A1 (de) * 1989-09-21 1991-04-04 Siemens Ag Anordnung zum anschluss von endgeraeten an eine busleitung
US5508874A (en) * 1993-05-14 1996-04-16 Siliconix Incorporated Disconnect switch circuit to power head retract in hard disk drive memories
US5806522A (en) * 1995-08-15 1998-09-15 Katims; Jefferson Jacob Digital automated current perception threshold (CPT) determination device and method
US6105192A (en) * 1998-03-30 2000-08-22 Alto U. S., Inc. Solenoid valve and timing module for a floor treating apparatus
US6137192A (en) * 1998-05-15 2000-10-24 Energenius, Inc. Embedded backup energy storage unit
FR2786920B1 (fr) * 1998-12-07 2001-01-12 Schneider Electric Ind Sa Dispositif de commande standard d'un electro-aimant d'ouverture ou de fermeture d'un disjoncteur
JP2003018822A (ja) * 2001-04-24 2003-01-17 Seiko Instruments Inc チャージポンプ用ラッシュカレント制限回路
AUPR525601A0 (en) * 2001-05-25 2001-06-21 Cleansun Pty Ltd Switch mode power stage
DE20203094U1 (de) * 2002-02-27 2002-05-08 Dbt Gmbh Eigensicheres elektromagnetbetätigtes Hydraulikventil
US6996389B2 (en) * 2002-04-03 2006-02-07 Thomson Licensing Power supply for a satellite receiver

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2538403C1 (ru) * 2013-08-01 2015-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "Автоматика" Схема энергоснабжения искробезопасных электромагнитных исполнительных устройств

Also Published As

Publication number Publication date
AU2006200387B2 (en) 2010-05-13
US20060181156A1 (en) 2006-08-17
PL378782A1 (pl) 2006-08-07
CN1829027A (zh) 2006-09-06
CN1829027B (zh) 2014-04-16
DE102005004554A1 (de) 2006-08-10
AU2006200387A1 (en) 2006-08-17
US7872846B2 (en) 2011-01-18
RU2006102642A (ru) 2007-08-20
PL207708B1 (pl) 2011-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2374734C2 (ru) Защитная схема для искробезопасных электромагнитных исполнительных устройств и защитная схема для искробезопасных систем энергоснабжения
US5179337A (en) Over-discharge protection for rechargeable batteries
US8203815B2 (en) System and method to provide transient overvoltage suppression
EP0444484A2 (en) Circuit for overvoltage protection
US20110110129A1 (en) Circuit arrangement and control circuit for a power-supply unit, computer power-supply unit and method for switching a power-supply unit
EP1683962A1 (en) Circuit for protecting a transistor connected to the primary side of an ignition coil against an overvoltage resulting from an open circuit condition in the secondary side of the ignition coil
KR20140108143A (ko) 충방전 제어 회로 및 배터리 장치
US5206538A (en) Automatic system battery reconnect circuit responsive to insertion of new battery replacement
CN1257291A (zh) 具有由电磁铁保持电流供电的电源电路的电磁铁控制设备
US5016135A (en) Power supply incorporating circuit breaker and fault detection circuit
RU2372700C2 (ru) Защитная схема для самозащищенных электромагнитных актуаторов, а также защитная схема для самозащищенных систем электроснабжения
US8649145B2 (en) Circuit arrangement for limiting a voltage
US20140167702A1 (en) Charging and discharging control circuit and battery device
KR20190098232A (ko) 전자식 회로 차단기
CN108141030B (zh) 保护电路
CN105098705B (zh) 一种漏电保护器
CN219302904U (zh) 用于继电器的控制电路
US9973105B2 (en) Half bridge for an active rectifier having an overvoltage protection
CN217882822U (zh) 用于负载开关的控制电路、驱动电路和照明设备
US11699948B2 (en) Power supply system with self-excited drive function
US20130242444A1 (en) Protective device for protection of an electrical circuit against reversal of polarity, method, circuit arrangement and vehicle system
KR200221721Y1 (ko) 충전기용 역결선 보호회로
SU1728923A1 (ru) Устройство защиты от перенапр жений в цеп х посто нного тока
JPH0318700Y2 (ru)
EP3346802A1 (en) Apparatus for operating one or more lighting devices

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180207