SU1101560A1 - Устройство дл искробезопасного питани электрических цепей переменного тока - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСКРОБЕЗОПАСНОГО ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащее источник питани , к выходу которого подключены два фильтра высокой частоты, и два встречно-параллельно включенных тиристора, подключенные параллельно нагрузке, отличающеес  тем, что, с целью повышени  искробезопасной мош,ности, оно снабжено двум  инверторами, двум  одновибраторами и двум  элементами И, при этом вход каждого одновибратора подключен к выходу первого фильтра, а вход каждого инвертора подключен к выходу второго фильтра, выходы первых одновибратора и инвертора подключены через первый элемент И к цепи управлени  одного тиристора , а выходы других двух одновибратора и инвертора через второй элемент И подключены к цепи управлени  другого тиристора. Q ел О5

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в энергоемких искробезопасных системах на предпри ти х со взрывоопасной атмосферой, в том числе на предпри ти х горной, нефтехимической и газовой .промышленности.

Известно устройство обеспечени  искробезопасности электрических цепей, основанное на контроле скорости изменени  тока в нагрузке, дополнительном формировании сигнала, пропорционального скорости увеличени  напр жени  питани , и воздействии на быстродействующий выключатель результирующим сигналом, и содержит источник посто нного тока, измерительную

индуктивность, диодный мост, бЫСТрОДеЙствующие тиристорные ключи, конденсатор и нагрузку 1.

Недостатками известного устройства  вл ютс : неприменимость дл  обеспечени  искробезопасности цепей переменного тока, что объ сн етс  несимметричным выполнением быстродействующего выключател  и узла контрол  скорости изменени  тока, выполненного в виде индуктивности; ограниченна  величина искробезопасности мощности, вызванна , во-первых, необходимостью использовать выпр мленное питающее напр жение синусоидальной формы дл  нормального энергопитани  нагрузки при включении; во-вторых, низким коэффициентом использовани  искробезопасности мощности, что объ сн етс  отсутствием средств ограничени  возрастани  максимального выходного напр жени  при увеличении сопротивлени  нагрузки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  устройство искробезопасного питани  электрических цепей переменного тока, в котором с целью обеспечени  искробезопасности цепей переменного тока осуществл етс  контроль начала коммутации путем выделени  из спектра частот, возникающих при коммутации, гармоник, частоты которых выще основной частоты источника питани , и воздействии высокочастотным сигналом на быстродействующие, например тиристорные, выключатели и содержит источник переменного тока, высокочастотный симметричный фильтр и два тиристора , управл ющие электроды которых присоединены к выходам фильтра так, что переход управл ющий электрод-катод служит нагрузкой фильтра. При этом фильтр и тиристоры подключены параллельно выходу источника переменного тока 2.

Недостатком известного устройства  вл етс  невозможность его использовани  при выходном напр жении пр моугольной формы, что обеспечивало бы более высокую величину искробезопасной мощности при тех же уровн х нацр жений- Это св зано с

тем, что крутые фронты переключени  пр моугльного напр жени  содержат высщие гармоники, которые выдел ютс  фильтром и воздействуют на быстродействующий выключатель .

Цель изобретени  - повышение искробезопасной мощности.

Указанна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  искробезопасного питани  цепей переменного тока, содержащее источник питани , к выходу которого подключены два фильтра высокой частоты и два встречнопараллельно включенных тиристора, подключенные параллельно нагрузке, дополнительно снабжено двум  одновибраторами , двум  инверторами и двум  элементами И, причем вход каждого одновибратора подключен к выходу первого фильтра высокой частоты, а вход каждого инвертора подключен к выходу второго фильтра высокой частоты, а выходы первых одновибратора и инвертора.через первый элемент И подключены к цепи управлени  одного тиристора , а выходы других одновибратора и инвертора через второй элемент И подключены к цепи управлени  другого тиристора.

На чертеже изображена принципиальна  схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит первичный источник 1 переменного тока (пр моугольной формы), к выходу которого подключены два фильтра высокой частоты, собранные на резисторах 2 и 3 и конденсаторах 4 и 5, тиристоры 6 и 7, инверторы 8 и 9, одновибраторы 10 и 11, элементы И 12, 13. Фильтр 2,4 подключен к входу инвертора 9 и входу одновибратора 11. Фильтр 3,5 подключен к входу одновибратора 10 и входу инвертора 9. Выходы инвертора 8 и одновибратора 10 подключены к входам первого элемента И 12, выход которого соединен с управл ющим электродом тиристора 6, а выходы инвертора 9 и одновибратора 11 через второй элемент И J3 подключены к управл ющему электроду тиристора 7.

Устройство в нормальном режиме работает следующим образом.

В момент изменени  пол рности напр жени  положительный импульс, выделенный фильтром 3,5, запускает одновибратор 10. Длительность выходного положительного импульса одновибратора выбираетс  равной длительности полупериода входного напр жени . На фильтр 2,4 отрицательного импульса не поступает, поэтому на выходе инвертора 8 сохран етс  близкий к нулю потенциал. Элемент И 12-заперт и на управл ющем электроде тиристора 6 запускающего напр жени  нет. При изменении пол рности напр   ени  сигнал поступает на одновибратор 11.

В аварийном режиме коммутаций в цепи вызывают броски тока, которые выдел ютс  фильтром 2,4 и подаютс  на инвертор 8. На выходе инвертора 8 и соответственно на входе элемента И 12 по вл етс  положительный потенциал. Учитыва , что на второй вход элемента И 12 подаетс  выходной импульс одновибратора 10, на выходе элемента И 12 по вл етс  напр жение, включающее тиристор 6. Тиристор 6 включаетс  и шунтирует (отключает) нагрузку, снижа  продолжительность возникающего разр да, чем повышаетс  допустима  искробезопасна  мощность .в цепи. Работает цепь одновибратора 11 аналогично инвертору 9 и элементу И 13 и при противоположной пол рности напр жени .

Преимущества данного устройства заключаютс  В.ТОМ, что отключение быстродействующего ключа на врем  изменени  пол рности переменного тока позвол ет создавать искробезопасные системы переменного тока со сколь угодно малой длительностью фронтов, т.е. использовать, в качестве источника ЭДС формирователи с формой сигнала, приближающейс  к пр моугольной . При одинаковой амплитуде питающего напр жени  сигнал пр моугольной формы обеспечивает большую искробезопасную мощность на одной нагрузке по сравнению с сигналом синусоидальной или трапецеидальной формы (при тех же фильтрах верхних частот и быстродействующих ключах). Введение в устройство одновибраторов, инверторов и элементов Т позвол ет обеспечивать повышенную искробезопасную мощность в схемах, работающих в ключевом режиме, т.е. схемах, обладающих более высокими надежностью, КПД и простотой по сравнению со схемами, в которыхпитающее напр жение имеет синусоидальную или

0 трапецеидальную форму.

Данное техническое решение наиболее эффективно может примен тьс  в энергоемких HCKp-j6e3onacHbix системах, исполь5 зующих дл  загрузки энергии переменный ток пр моугольной формы, например генераторные устройства дл  подземной электроразведки и автономные источники питани . Применение предлагаемого устройства в источниках питани  шахтной геофизической аппаратуры позволит расширить функциональные возможности аппаратуры за счет увеличени  выходной искробезопасной мощности. Увеличение КПД автономных источников питани  увеличит продол5 жительность работы аппаратуры без подзар да или замены первичного источника тока.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСКРОБЕЗОПАСНОГО ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, со держащее источник питания, к выходу которого подключены два фильтра высокой частоты, и два встречно-параллельно включенных тиристора, подключенные параллельно нагрузке, отличающееся тем, что, е целью повышения искробезопасной мощности, оно снабжено двумя инверторами, двумя одновибраторами и двумя элементами И, при этом вход каждого одновибратора подключен к выходу первого фильтра, а вход каждого инвертора подключен к выходу второго фильтра, выходы первых одновибратора и инвертора подключены через первый элемент И к цепи управления одного тиристора, а выходы других двух одновибратора и инвертора через второй элемент И подключены к цепи управления другого тиристора, q «5

   SU .... 1101560