SU1700266A1 - Искробезопасный источник питани - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к горной промышленности и предназначено дл  обеспечени  безопасной передачи электроэнергии от источника питани  к нагрузке в шахтах, опасных по газу и пыли, за счет повышени  безопасности срабатывани  искрозащиты при коротком замыкании и перегрузки в цепи . Цель изобретени  - повышение надежI 3 ности срабатывани  при коротком замыкании и перегрузке. Дл  этого параллельно выходной цепи источника питани  подсоедин ют цепочку из последовательно соединенных конденсатора 10, который  вл етс  дополнительным источником энергии, и ограничительного резистора 11. Такое подключение позвол ет контролировать падение-напр жени  на этом резисторе и независимо от величины индуктивности основного источника регистрировать короткое замыкание и перегрузку в выходной цепи источника питани . Подключение коллектора транзистора 7 через дополнительный разделительный диод 8 к управл ющему переходу тиристора 4, эмиттера транзистора - к общей точке конденсатора и ограничительного резистора, а базы - между ограничительным резистором и катодом стабилитрона 9 позвол ет отличать режимы перегрузки и короткого замыкани  от режимов включени  дополнительной нагрузки , если ее величина не превышает иск- робезопасных значений. 2 ил. (Л vj О О ГО о о

Description

фиг. 1

Изобретение относитс  к горной проышленности и предназначено дл  обеспеени  безопасной передачи электрической нергии от источника питани  к нагрузке в ахтах, опасных по газу и пыли.

Целью изобретени   вл етс  повышеие надежности срабатывани  при коротком замыкании и перегрузке.

На фиг, 1 представлена принципиальна  схема искробезопасного источника пиани ; на фиг, 2 - зависимости правл ющего тока тиристора от времени при к,з. известного источника (крива  А) и поедлагаемого источника (крива  Б), где 1)вкл - минимальный ток, необходимый дл  включени  тиристора.

Искробезопасный источник питани  содержит источник 1 энергии с внутренним сопротивлением 2 и индуктивностью 3, Параллельно источнику энергии подключен тиристор 4, управл ющий переход которого подключен к измерительному резистору 5 через разделительный диод 6, к коллектору транзистора 7 через разделительный диод 8 и к аноду стабилитрона 9. Параллельно выходной цепи источника дополнительно подключены конденсатор 10, который  вл етс  дополнительным искробезопасным источником энергии, и последовательно с ним ограничительный резистор 11. Обща  точка конденсатора 10 и резистора 11 подключена к эмиттеру транзистора 7, база которого включена между ограничительным резистором 11 и катодом стабилитрона 9.

Емкость конденсатора 10 выбирают такой , чтобы его энерги , выдел юща с  в разр де при коротком замыкании, была бы недостаточной дл  воспламенени  взрывоопасной газовой смеси.

Параллельное подключение выходной цепи источника последовательно соединенных конденсатора, который  вл етс  дополнительным искробезопасным источником энергии, и ограничительного резистора позвол ет контролировать падение напр жени  на этом резисторе и независимо от величины индуктивности основного источника регистрировать короткое замыкание и перегрузку выходной цепи источника питани  в начальный момент замыкани . Это достигаетс  тем, что ток замыкани  дополнительного источника достигает максимального значени  в начальный момент после замыкани , в то врем  как ток основного источника в начальный момент может практически не изменитьс , так как скорость изменени  тока ограничиваетс  индуктивностью источника

Подключение коллектор транзисторе) через дополните ль нып рл т,г нпельннй дпОД к управл ющему переходу тиристора, эмиттера транзистора - к общей точке конденсатора и ограничительного резистора, а базы транзистора - между ограничительным резистором и катодом стабилитрона позвол ет отличать режимы перегрузки и короткого замыканий от режимов включений дополнительной нагрузки, если ее величина не превышает искробезопасных

значений. При набросе нагрузки (при параллельном подключении дополнительной нагрузки) увеличиваетс  ток в цепи и соответственно падение напр жени  на внутреннем сопротивлении основного

источника и уменьшаетс  выходное напр жение на зажимах источника. При увеличе; нии тока до искроопасных значений напр жение на зажимах источника уменьшаетс  на величину A U, равную разности

между напр жением холостого хода источника и напр жением на выходных зажимах источника при максимальной искробезо- пасной нагрузке. Величина потенциала Ди на базе транзистора выбираетс  как пороговое значение. При набросе нагрузки изменение напр жени  на выходе источника сравниваетс  с пороговым Аи, если это .изменение превышает A U, т,е. на базе транзистора более низкий потенциал по

сравнению с выходным на пр жением источника , то источник отключаетс .

Таким образом, отключение источника происходит только при аварийном увеличении до искроопасных значений тока в выходной цепи источника.

Источник работает следующим образом .

При нормальной работе, KOI да конденсатор 10 зар жен до напр жени  источника

1, напр жение на сопротивлении 11 равно нулю, на базе транзистора 7 удерживаетс  потенциал источника 1, запирающий транзистор 7.

При коротком замыкании цепи уже в

первый момент на сопротивлении 11 выдел етс  полное напр жение конденсатора 10, которое равно выходному напр жению источника 1, но имеет противоположную пол рность . Изменение потенциала на базе

транзистора 7 приводит к тому, что транзистор 7 открываетс  и через него протекает ток, который через разделительный диод 8 попадает на управл ющий электрод тиристора 4. Тиристор 4 открываетс  и шунтиру5 ет источник 1 энергии. При этом, если индуктивность 3 имеет значительную величину (например, сотни мГн), то в начальный момент напр жение на сопротивлении 5 практически не измен етс  и на вход тиристора 4 сигнал от этого сопротивлени  не поступает. Таким образом, в предлагаемом источнике питани  формируетс  сигнал в самом начале короткого замыкани , причем величина этого сигнала в первый момент максимальна и не зависит от срабатывани  тиристора 4, им обеспечиваетс  его надежное включение.

При подключении дополнительной нагрузки напр жение на выходе источника 1 измен етс  на A U за счет перераспределени  напр жени  между сопротивлени ми источника. При этом, чем меньше эквивалентное сопротивление нагрузки, тем больше A U. При коротком замыкании равно напр жению на конденсаторе 10. С уменьшением сопротивлени  нагрузки соответственно увеличиваетс  и ток нагрузки. Предельному значению искробезопасного тока соответствует некоторое значение AUh. ДУн при произвольном изменении сопротивлени  нагрузки выдел етс  на сопротивлении 11. Эта величина более низким потенциалом по сравнению с выходным напр жением источника открывает транзи- стор 7, который включает тиристор 4.

Таким образом, источник отключаетс  только при подключении дополнительной нагрузки, вызывающей увеличение тока до искроопасного значени , а также при корот- ком замыкании.

Как видно из приведенных кривых, величина сигнала управлени  предлагаемого источника больше, .чем в известном источнике и возникает этот сигнал без задержки.

Использование предлагаемого искробезопасного источника питани  позволит

повысить надежность срабатывани  устройства искрозащиты при перегрузке и коротком замыкании за счет увеличени  сигнала, необходимого дл  отключени  и уменьшени  времени его формировани . За счет этого сокращаетс  врем  существовани  электрического разр да, способного воспламенить атмосферу.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Искробезопасный источник питани , содержащий источник энергии, параллельно которому подсоединен отключающий тиристор , управл ющий переход которого подключен к точке соединени  анода стабилитрона и катода разделительного диода, катод и анод которых подключены соответственно к аноду тиристора и к его катоду через измерительный резистор и  вл ютс  выходами искробезопасного источника питани , отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности, в него дополнительно введены конденсатор,транзистор , ограничительный резистор и дополнительный разделительный диод, при этом обща  точка конденсатора и ограничительного резистора подключена к эмиттеру транзистора, коллектор которого подключен через дополнительный разделительный диод к управл ющему переходу тиристора, база транзистора включена между свободным выводом ограничительного резистора и катодом стабилитрона, а свободный вывод конденсатора соединен с анодом разделительного диода.