SU892556A1 - Устройство защиты нагрузки в цепи переменного тока - Google Patents

Description

(Sk) УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ НАГРУЗКИ В ЦЕПИ

1

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в разработках вторичных источников питани  радиоэлектронной аппаратуры.

Известно устройство дл  защиты электропотребител  от перенапр жений, содержащее пороговый элемент и подключенный к нему исполнительный орган , выполненный из двух параллельно включенных в противоположных направлени х пропускани  тока тиристорах, подключенных непосредственно к клеммам потребител  tl.

Однако установленные в цепи питани  предохранители (автоматы защиты), разрывают цепь питани  при возникновении в ней короткого замыкани .

Принцип работы этого устройства основан на создании при перенапр жении короткого замыкани  тиристорами . При этом предохранители сгорают , разрыва  цепь питани , и, после восстановлени  нормального режима питани , потребитель остаетс  отПЕРЕМЕННОГО ТОКА

ключенным. Дл  того чтобы подать напр жение к потребителю, необходимо вручную заменить сгоревший предохранитель либо включить автомат защиты, что  вл етс  недопустимым дл  бортовой аппаратуры.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению  вл етс  самбвосстанавливающеес  устройство защиты нагрузки. В цепи

10 переменного тока, которое содержит замыкающий контакт-коммутатора, включенный Между первой входной клеммой и первой клеммой дл  подключени  нагрузки , статический выключатель переIS менного тока, состо щий из двух силовых тиристоров, включенных встречно-параллельно друг другу, при этом анод первого силового тиристора соединен с катодом второго силового ти-

Claims (2)

1. 20 ристора и второй клеммой дл  подключени  нагрузки, катод первого силового тиристора- соединен с анодом второго силового Тиристора и второй 3 входной клеммой, транзистор, коллектор которого соединен с управл ющим электродом второго силового тиристора , эмиттер - с катодом первого диода и с одним из выводов первого конденсатора, второй вывод которого соединен с катодом второго силового тиристора, анод первого диода через первый резистор соединен с первым выводом дл  подключени  нагрузки и через второй резистор - с базой транзистора, стабилитрон и вто рой конденсатор 2, Однако это устройство обладает низкой чувствительностью к изменению напр жени , что объ сн етс  зависимостью порога срабатывани  устройства защиты от окружающей температуры. Кроме того, дл  отключени  силового тиристора примен ютс  маломощные тиристоры , у которых величина тока управл ющего электрода зависит от окружающей температуры. У маломощных тиристоров при снижении температуры окружающей среды от +25 до ток управл ющего электрода, при котором открываетс  тиристор, увеличиваетс  на %, а с повышением окружающей температуры от 25 до 65°С - уменьшаетс  на . По этой причине величина напр жени  на нагрузке, при кото рой происходит срабатывание устройства защиты, мен етс  в широких пре делах при изменении температуры окружающей среды. Целью изобретени   вл етс  повышение чувствительности к изменению напр жени  в диапазоне температур о ружающей среды. Поставленна  цель достигаетс  те что в устройство защиты нагрузки в цепи переменного тока введены транс форматор, перва , обмотка которого подключена между первым выводом дл  подключени  нагрузки и второй входной клеммой, второй транзистор, кол лектор которого coeд, с управл ю щим электродом первого силового тиристора , эмиттер с катодом указан ного тиристора и через второй конде сатор и третий резистор с коллект ром второго транзистора, втора  обмотка трансформатора одним выводом через второй диод соединена с точкой соединени  второго конденсатора и третьего резистора, второй вывод второй обмотки трансформатора соеди нен со средней точкой третьей обмот ки и второй входной клеммой, ныводы третьей обмотки соединены с анодами выпр мительных диодов, катоды которых соединены с выводами третьего конденсатора и потенциометра, вторые выводы которых соединены со второй входной клеммой, третий транзистор, база которого соединена с движком потенциометра, коллектор через четвертый и п тый резисторы - к эмиттеру второго транзистора, база которого соединена с общей точкой указанных резисторов. На чертеже представлена принципиальна  схема предлагаемого устройства. Устройство содержит замыкающий контакт 1 коммутатора, трансформатор 2 с первой 3, второй и третьей 5 обмотками, выпр мительные диоды 6 и 7, первый 8, второй 9 и третий 10 транзисторы, первый 11 и второй 12 силовые тиристоры, первый 13 и второй 1 диоды, первый 15. второй 16 и третий 17 конденсаторы, источник опорного напр жени , образованный стабилитроном 18 и балластным резистором 19, первый 20, второй 21, третий 22, четвертый 23 и п тый 2 резисторы и потенциометр 25. Силовые тиристоры 11 и 12 составл ют статический выключатель переменного тока. Устройство работает следующим образом . Исходный режим характеризуетс  тем, что напр жение в цепи питани  имеет номинальное значение. На обмотках и 5 трансформатора 2 также установившиес  напр жени . Напр жение с обмотки 4, выпр мленное диодом 1, через резистор 22 обеспечивает ток управл ющего электрода силового тиристора 11, Тиристоры 11 и 12 открыты и на нагрузку подаетс  напр жение сети . Напр жение с обмотки 5 выпр мл етс  диодами б и 7 и поступает на потенциометр 25, с движка которого снимаетс  напр жение Ug« , мен ющеес  пропорционально изменени м сети и подаетс  на базу транзистора Ю. На стабилитроне 18, включенном параллельно потенциометру 25 через балластный резистор 19, образуетс  опорное, напр жение Uo, , которое остаетс  всегда посто нным независимо от напр жени  сети. На переходе база-эмиттер транзистора 10 происходит сравнение напр жений в результате чего на база относительно эмиттера по вл етс  напр жение рассогласовани  пол р ность которого зависит от величины U0X %э Uon -UBX Порог срабатывани  устройства за щиты устанавливаетс  потенциометром 25, поэтому при номинальном значени напр жени  сети отрицательное напр  жение ( всегда меньше опорного напр жени  UQP| , Таким образом, на базе транзистора 10 при номинальном значении напр жени  сети преобладает напр жение со знаком плюс, при этом транзисторы 9 и 10 закрыты. Повышение входного напр жени  до величины установленного порога срабатывани  вызывает на движке потенциометра 25 пропорциональное увеличение напр жени  U , в результате чего на базе транзистора 10 увеличи ваетс  отпирающее напр жение , транзистор 10 открываетс , а в базе транзистора 9 по вл етс  ток, которы открывает транзистор 9. Открытый транзистор 9 шунтирует управл ющий электрод первого силового тиристора 11 на катод. Тиристор 11 закрываетс после прохождени  положительного по лупериода. В следующий полупериод закрываетс  второй силовой тиристор 12. В закрытом состо нии тиристоры 11 и 12 наход тс  до тех пор пока напр жение сети не уменьшитс  до допустимого рабочего значени . Уход напр жени  стабилитрона, отключение порога срабатывани  от установленного значени , в зависимости от окружающей температуры в пределах от -60 до определ етс  по формуле оп-( ст где - температура окружающей среды, равна  -60°С; - нормальна  температура окружающей среды, при кото рой установлен порог сраба тывани , равный 20°С; dlc,Y - температурный коэффициент напр жени  стабилизации дл  маломощногс: стабилитро на, равный 11 О :г;/с. Подставл   исходные данные в формулу (2), получим Таким образом, стабильность порога срабатывани  составл ет %. 66 Повышение чувствительности устройства защиты к изменению напр жени  сети достигаетс  за счет подключени  порогового стабилитрона в схеме сравнени  параллельно измер емому напр жению . Полученный сигнал рассогласовани  управл ет формирователем, который обеспечивает включение транзистора , шунтирующего управл ющий электрод первого силового тиристора. Сравнительные испытани  устройств защиты показали, что чувствительность к изменению напр жени  сети в зависимости от окружающей температуры от -60 С до +6G°C при применении изобретени  может быть увеличена дй 1%, в то врем , как известное устройство обладает низкой чувствительностью не менее 0%. Высока  чувствительность устройства защиты позвол ет разрабатывать вторичные источники питани  без учета запасов на возможные перенапр жени , что снижает вес, уменьшает габариты и снижает стоимость аппаратуры без снижени  надежности. Кроме того, преимущество изобретени  заключаетс  в повышении КПД за счет снижени  потерь мощности в цепи управл ющего электрода силового тиристора. Формула изобретени  Устройство защиты нагрузки в цепи переменного тока, содержащее замыкающий контакт коммутатора, включенный между первой входной клеммой и первой клеммой дл  подключени  нагрузки статический выключатель переменного тока,состо щий из двух / силовых тиристоров, включенных встречно-параллельно друг другу, при этом анод первого силового тиристора соединен с катодом второго силового тиристора соединен с катодом второго силового тиристора и второй клеммой дл  подключени  нагрузки , катод первого силового тиистора соединен с анодом второго илового тиристора и второй входной леммой, транзистор,коллектор котоого соединен с управл ющим электроом второго силового тиристора, миттер - с катодом первого диода и одним из выводов первого конденсаора , второй вывод которого соединен катодом второго силового тиристора.

   анод первого диода через первый резистор соединен с первым выводом дл  подключени  нагрузки и через второй резистор - с базой транзистора , стабилитрон и второй конденсатор, отличающеес  тем, что, с целью повышени  чувствительности в диапазоне температур окружающей среды , в него введены трансформатор, перва  обмотка которого подключена между первым выводом дл  подключени  нагрузки и второй входной клеммой, второй транзистор, коллектор которого соединен с управл ющим электродом первого силового тиристора, эмиттер с катодом указанного тиристора и через второй конденсатор и третий резистор - с коллектором второго транзистора , втора  обмотка трансформатора одним выводом через второй диод соединена с точкой соединени  второго конденсатора и третьего резистора, второй вывод второй обмотки трансфер /

   матора соединен со средней точкой третьей обмотки и второй входной клеммой, выводы третьей обмотки соединены с анодами выпр мительных диодов , катоды которых соединены с выводами третьего конденсатора и потенциометра , вторые выводы которых соединены со второй входной клеммой, третий транзистор, база которого соединена с движком потенциометра, эмиттер - к источнику опорного напр жени  на стабилитроне, коллектор через четвертый и п тый резисторы - к эмиттеру второго транзистора, база которого соединена с точкой соединени  указанных резисторов.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 63069, кл. Н 02 Н 3/20, 1976.
2. 2. Патент США N 3553530, кл. 317-16, 1969.