SU1004655A1

SU1004655A1 - Apparatus for ensuring spark-proof formance of inductive load

Info

Publication number: SU1004655A1
Application number: SU813331821A
Authority: SU
Inventors: Владимир Николаевич Воеводин; Эдуард Григорьевич Коган; Станислав Владимирович Мамченко; Борис Владимирович Чернов
Original assignee: Научно-Производственное Объединение "Автоматгормаш"
Priority date: 1981-09-04
Filing date: 1981-09-04
Publication date: 1983-03-15

Description

Изобретение относитс к устройствам шахтной автоматики и св зи и может найти применение в угольной, нефтегазовой и химической промышленности, в помеш,ени х со взрывоопасной атмосферой.The invention relates to devices for mine automation and communication, and can be used in the coal, oil and gas, and chemical industries, in combines with an explosive atmosphere.

В насто ш,ее врем при обеспечении искробезопасности индуктивных нагрузок широко примен ютс диодные шунты 1.At present, its time while ensuring the intrinsic safety of inductive loads is widely used diode shunts 1.

Недостатком таких шунтов вл етс сравнительно небольша искробезопасна мощность, котора достигаетс с их помош ,ью. Это объ сн етс тем, что диод не включаетс до тех пор, пока напр жение на разр де не станет равным падению напр жени на сопротивлении нагрузки. За это врем в разр де выдел етс достаточное количество энергии, что не позвол ет обеспесить ее искробезопасную мошность больше 5-7 Вт.The disadvantage of such shunts is the relatively small intrinsically safe power that is achieved with their help. This is due to the fact that the diode does not turn on until the voltage across the discharge becomes equal to the voltage drop across the load resistance. During this time, a sufficient amount of energy is released in the discharge, which prevents its intrinsically safe power to exceed 5–7 W.

Наиболее близким по технической сушности к изобретению вл етс устройство коммутации нагрузки, содержащее источник питаниЯ; индуктивную нагрузку с диодным шунтом, отключающий и управл ющий блоки 2.The closest in technical drying to the invention is a load switching device containing a power source; inductive load with diode shunt, disconnecting and controlling blocks 2.

Отключающий блок выполнен из транзистора , последовательно включенного в цепь питани , к коллектору которого подключена индуктивна нагрузка, в цепь базы включен первый резистор, а переход база- эмиттер зашунтирован вторым резистором . Управл ющее устройство представл ет собой стабилитрон, включенный между первым резистором и противоположным полюсом питани . Напр жение стабилизации стабилитрона выбираетс таким образом, что разность между напр жением на нагрузке и напр жением стабилизации стабилитрона не превышает катодное падение напр жени на контактах. При размыкании цепи 15 нагрузки с описываемым устройством падение напр жени на нагрузке уменьшаетс на величину катодного напр жени в столбе дуги, следовательно, становитс меньше напр жение стабилизации стабилитрона. В св зи с этим базовый ток транзистора прекращаетс , транзистор закрываетс и за врем , равное времени запирани транзистора , прекращаетс электрический разр д: Это позвол ет увеличить искробезопасную мощность до нескольких дес тков ватт.The disconnecting unit is made of a transistor connected in series to the power supply circuit, to whose collector an inductive load is connected, the first resistor is connected to the base circuit, and the base-to-emitter junction is bridged by the second resistor. The control device is a zener diode connected between the first resistor and the opposite power pole. The stabilization voltage of the zener diode is chosen in such a way that the difference between the voltage across the load and the voltage that the zener diode stabilizes does not exceed the cathode voltage drop across the contacts. When the load circuit 15 is opened with the device described, the voltage drop across the load decreases by the magnitude of the cathode voltage in the arc column, therefore, the stabilization voltage of the zener diode becomes less. In this connection, the base current of the transistor stops, the transistor closes and for a time equal to the time of locking the transistor, the electrical discharge stops: This allows the intrinsically safe power to be increased to several tens of watts.

Недостатком известного устройства вл етс зависимость стабильности и надежности работы искробезопасных устройств при измеиении соиротивлени нагрузки, напр жени питани или длины линии св зи. Так, нри уменьшении сопротивлени нагрузки пли увеличении длины линии св зи, котора может быть включена между источником питани и нагрузкой, а также при кратковременном снижении напр жени на величину , равную или большую катодного падени напр жени разр да, стабилитрон закрываетс при отсутствии коммутации в цепи , и нагрузка отключаетс . Причем новторпое включение нагрузки в цепь питани возможно в случае применени стабилитрона другим напр жением стабилизации или нри восстановлении номинального напр жени в цепи.A disadvantage of the known device is the dependence of the stability and reliability of the operation of intrinsically safe devices when changing the load co-load, the supply voltage or the length of the communication line. So, by reducing the load resistance or increasing the length of the communication line, which can be connected between the power source and the load, as well as a short-term voltage drop equal to or greater than the cathode voltage drop, the zener diode closes when there is no switching in the circuit and the load is disconnected. Moreover, a new connection of the load to the supply circuit is possible if the Zener diode is applied by another voltage stabilizing or restoring the nominal voltage in the circuit.

Аналогично при увеличении сопротивлени (уменьшени длины липии) или повы1пе ши напр жени в цепи увеличиваетс врем отключени транзистора, что может ограничить допустимую величину искробезопасной мощности. В св зи с вышеизложенН1 1м стабильность и надежность работы искробезопасных устройств, снабженных такими устройствами искрозащиты, снижаетс .Similarly, increasing the resistance (decreasing the length of lipia) or increasing the voltage across the circuit increases the turn-off time of the transistor, which may limit the permissible amount of intrinsically safe power. In connection with the foregoing 1m, the stability and reliability of intrinsically safe devices equipped with such iskrozashchita devices is reduced.

Цель изобретени - повышение стабиль .чости и надежности работы искробезопасiibix устройств при изменении сопротивлени нагрузки, напр жени питани или длины линии св зи.The purpose of the invention is to increase the stability and reliability of intrinsically safe devices when changing the load resistance, the supply voltage or the length of the communication line.

Поставленна цель достигаетс те.м, что в устройстве, содержащем источник нитаШ , св зи, индуктивную нагрузку с диодным щуптом, отк.почаю1ций и управл юпдий блоки, причем отключающий блок вы1И ).1.чсн в виде отключающего транзистора, .1едовательно включенного в цепь питани , к коллектору которого подключена индуктивна наг рузка, эмиттер соединен с выводом источника питани , в цень базы включен первый резистор, а переход база -эмитто ) защунтирован вторым резисторо.м, управ .ч ющий блок выполнен на управл ющем тра1{зисторе и снабжен RC-цепочкой, диодо.м третьим и четвертым резисторами, причем коллектор управл ющего транзистора подключен к первому резистору, а эмиттер - к положительному полюсу источника питани , база этого транзистора через диод в провод щем направлении и четвертый резис -;п .;1ючена к его эмиттеру, а через RC:г :,Ч1.: к коллектору отключающего транiiL .iip;; и через третий резистор - к базе г:-т;ч. почак)И|его транзистора.The goal is achieved by the fact that in the device containing the source of the connection, the inductive load with the diode probe, the open circuit and the control unit blocks, and the disconnecting block, i.e., in the form of the disconnecting transistor, is included in The power supply circuit, to which the collector is connected inductive load, the emitter is connected to the output of the power source, the first resistor is included at the base price, and the base transition is emitto) is grounded by the second resistor, the control unit is made on the control path {resistor and supplied with RC chain oh, diode m third and fourth resistors, the control transistor collector connected to the first resistor and the emitter to the positive pole of the power source, the base of the transistor through the diode in the conductive direction and the fourth resis; n; 1 to its emitter , and via RC: g:, P1 .: to the collector of the disconnecting transiiL .iip ;; and through the third resistor - to the base g: -t; h. pochak) And | its transistor.

(.ма устройства показана на чертеже.(.ma device shown in the drawing.

Устройство обеспечени искробезопасиости индуктивной нагрузки содержит источник пита ПИЯ 1, соединенный через линию св зи 2 с индуктивной нагрузкой с диодным шунтом 3, отключающий блок содержит отключающий транзистор 4, который последовательно включен в цепь питани , к коллектору которого подключена индуктивна нагрузка 3, в цепь базы включен резистор 5, а переход база-эмиттер зашунтирован резистором 6. Коллектор управл ющего транзистора 7 подключен к резистору 5, а эмиттер - к положительному полюсу питани , база транзистора 7 через диод 8 в провод щем направлении и резистор 9 подключена к эмиттеру транзистора 7, а через RC-цепочку 10 и 11 - к коллектору отключающегоThe device for providing intrinsically safe inductive load contains a power source PIA 1, connected via a communication line 2 with an inductive load to a diode shunt 3, the disconnecting unit contains a disconnecting transistor 4, which is connected in series to the power supply circuit to which the inductive load 3 is connected to the base circuit resistor 5 is turned on, and the base-emitter junction is shunted by resistor 6. The collector of control transistor 7 is connected to resistor 5, and the emitter is connected to the positive power pole, the base of transistor 7 is through a diode g 8 in the conductive direction and the resistor 9 is connected to the emitter of the transistor 7, and through an RC-chain 10 and 11 to the collector of the disconnecting

(3 транзистора 4 и через резистор 12 - к базе отключающего транзистора 4.(3 transistors 4 and through a resistor 12 - to the base of the tripping transistor 4.

Устройство обеспечени искробезопасности индуктивных нагрузок работает следующим образом.The device providing intrinsic safety of inductive loads works as follows.

В нормальном режиме при включении ни5 тани за счет протекани базового тока через резисторы 12 и 6 управл ющий транзистор 7 открываетс и своим коллекторным током открывает отключающий транзистор 4. При этом нагрузка 3 обтекаетс In the normal mode, when switching on due to the flow of the base current through the resistors 12 and 6, the control transistor 7 opens and with its collector current opens the tripping transistor 4. In this case, the load 3 flows around

Q номинальным током, а конденсатор 11 зар жен до величины падени на сопротивлении нагрузки 3.Q nominal current, and the capacitor 11 is charged to the magnitude of the drop on the load resistance 3.

В аварийно.м режи.ме при возникновении ко.ммутационного разр да напр жение наIn emergency mode, when a co-mutational discharge voltage occurs,

5 индуктивной нагрузке 3 у.меньшаетс на величину катодного падени напр жени на разр дном промежутке. Конденсатор 11 разр жаетс по цепи диод 8, резистор 9, нагрузка 3, резистор 10. Падение напр жени па сопротивлении открытого диода 8 и па резисторе 9 приложепо к базе управл ющего транзистора 7 в запираюн1ем направлепии , и он закрываетс . Это вызывает резкое уменьшение базового тока отключаь)щего транзистора 4, увеличение сопротивлени 5 inductive load 3 y. Decreases by the magnitude of the cathode voltage drop across the discharge gap. The capacitor 11 is discharged through the diode 8 circuit, the resistor 9, the load 3, the resistor 10. The voltage drop across the resistance of the open diode 8 and the pa resistor 9 is applied to the base of the control transistor 7 and is locked. This causes a sharp decrease in the base current of the disconnecting transistor 4, an increase in the resistance

5 его коллектор-эмиттерного перехода и, следовательно , отключение нагрузки 3. Измене1ше параметров цепи в нор.мальном режиме может также вызвать кратковременное отключение нагрузки 3. Однако в отличие от ирототина носле окончани переходного про0 песса устройство обеспечени искробезопаспости индуктивных нагрузок сохран ет свою работоспособность за счет использовани управл ющего устройства.5 its collector-emitter junction and, therefore, load disconnection 3. Changing the circuit parameters in normal mode can also cause short-term load disconnection 3. However, unlike irothotin, at the end of the transient test, the device for providing intrinsically safe inductive loads retains its operability control unit use account.

Технико-экономические преи.муществаTechnical and economic advantages

5 данного устройства обеспечени искробезопасности индуктивных нагрузок заключаютс в повышении стабильности и надежности работы искробезопасных устройств.5 of this intrinsic safety device for inductive loads is to improve the stability and reliability of the intrinsically safe devices.

Claims

1.Serov V.I. The igniting ability of complex inductive circuits. M., “Science, 1966, p. 84-88.

2. Kirichenko BM, Marsyuk N. A. Device switching the load. - “Mining machines and automation, 1976, vol. 3, s. 31.