SU1377838A1 - Устройство дл защиты нагрузки - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике , В частности к устройствам защиты первичных и вторичньк источников питани  от перегрузки по току. Цель изобретени  - повьппение экономичности и упрощение путем снижени  потребл емого тока в измерительной цепи. Это достигаетс  тем, что за счет введени  резистора 15, делител  на резисторах 17, 18 и компаратора 4 устройство приобрело свойство контролировать состо ние цепи нагрузки, т.е. при перегрузках по току-отключить цепь нагрузки от источника, а при восстановлении цепи нагрузки автоматически подключить цепь нагрузки к источнику, 2 ило

Description

-f оUnum

15

-CZb

r«

о

+

-O-I

J9

СО

00

оо

оо

Фиг,1

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к устройствам защиты первичных и вторичных источников питани  от перегрузки по току в режиме автоматического слежени  за состо нием цепи нагрузкио

Цель изобретени  - повьшение эко- номично сти и упрощение путем снижени  потребл емого тока в измеритель- ной цепи

На фиг о 1 представлена функциональна  схема устройства; на фиг„2 - вариант устройства с реагирзтощим органом на транзисторе.

Согласно фиг,1 параллельно входным шинам 1 и 2 устройства подсоединены шинами питани  первый компаратор 3 и второй компаратор АО Выход компаратора 3 подсоединен к входу ис- полнйтельного узла (базе транзистора 5) через резистор 6„ Коллектор транзистора подсоединен к обмотке реле 7, контакт 8 которого коммутирует силовую шину 1 (э-то может быть ре гули- рующий транзистор стабилизатора, может быть npocjTo коммутирующий транзистор блока защиты - как показано пунктиром ). Вхо ды первого компаратора подсоединены к входам датчика 9 тока через плечи измерительного моста, выполненного на резисторах 10 - 13 Одни выводы плеч подсоединены к датчику тока, выполненному в виде преобразовател , включенного в общую шину, вторые выводы подсоединены к выходу второго компаратора 4. Между одним вьшодом измерительного моста и общей шиной включен конде нсатор 14,

Между входам 1 и выходным f

зажимами устройства подсоединен резитор 15, обща  точка которого с цепью нагрузки 16 подсоединена к первому неинвертирующему входу компаратора, второй вход которого подсоединен к выходу делител  из резисторов 17 и 18, включенного между шинами питани  дифференциального усилител  и компаратора .

Второй вариант,, когда повьшаетс  надежность однозначной работы крмпа- рато ра 3 (показано пунктиром), делитель включен между ВЬЕКОДОМ компаратора 3 и входом рбщей шиныь Кроме того, пунктиром показано включение параметрического стабилизатора между входньми зажимами устройства при условии, что „ (входное напр же- ние) не стабилизированое Кроме того,

fo

15

20 25 30 r

0

5

Q 5

первый вход компаратора 4 подсоединен к выходному зажиму 1 через резистор 19 (при работе устройства в услови х изменени  температуры окружающей среды резистор 19 обеспечивает термостабильность порога срабатывани  компаратора и сопротивление

его должно равн тьс  R,Q )

К 15 16

Делитель из резисторов )7 и 18 можно включать как показано в двух вариантах , только первьш вариант может привести к тому, что компаратор успеет въщать сигнал на включение реле 7, но при анализе состо ни  цепи нагрузки компаратор выдает команду на выключение этого реле и схема займет состо ние контрол  потребл емого тока нагрузкой.

Блок защиты функционирует следующим образом.

При подаче U, на клеммы 1 и 2 на нагрузку 16 через размыкающий контакт 8 реле 7 поступает напр жение и , При нормальной нагрузке ток от источника питани  достигает такого -значени , что, проход  по датчику тока 9, он создает падение напр жени  такого уровн , что компаратор (дифференциальный усилитель)3 формирует на своем выходе уровень напр жени , близкий к нулю и транзистор 5 закрыт, так как на инвертирующем входе усилител  3 напр жение положительной пол рности Bbmie, чем на неинвертирующем . Делитель из резисто - ров 10 и 11 подключен к выходу компаратора 4, который и выдает положительное напр жение на этот делитель, так как на его неинвертирующем входе напр жение выше, чем на инвертирующем ,- В случае подсоединени  делител  из резисторов 17 и 18 к выходу усилител  3, тем более напр жение низкое и компаратор сразу занимает положение , когда у него на выходе положительное напр жение, Б случае перегрузки по току на датчике 9 тока выдел етс  напр жение, обеспечивающее опрокидывание дифференциального усилител , так как здесь он используетс  в режиме порогового элемента, т.е. Rgg g. I и на его выходе по вл етс  положительное напр жение, которое обеспечивает базовый ток транзистора 5 через резистор 6, транзистор 5 открываетс , коммутиру  обмотку реле 7 (либо коммутирующий транзистор) к

общей шине Реле срабатывает, отсоедин   входную клемму от выходной в силовой шине контактом 8, и резистор 15 включаетс  в режим контрол  состони  цепи нагрузки, образу  с этой цепью делитель. На делитель из резисторов 17 и 18 подаетс  положительное напр жение и, если на резисторе 18 напр жение выше, чем на цепи нагруз- ки 16, то компаратор 4 имеет на своем выходе напр жение, близкое к нулю что и удерживает усилитель 3 в состонии , обеспечивающем обесточивание цепи нагрузкио При изменении сопротивлени  цепи нагрузки в сторону его увеличени , т.е при восстановлении цепи нагрузки до нармального состо ни , напр жение на цепи-нагрузки 16 превьш1ает уровень напр жени  на резисторе 18 и компаратор 4 опрокидываетс , принима  первоначальное со - сто ние. Усилитель 3 также принимает первоначальное состо ние, реле 7 замыкает контакт 8, подава  ток в цепь нагрузки. Конденсатор 14 установлен дл  того, чтобы обеспечить более надежное удержание усилител  в опрокинутом состо нии при перегрузках в начальный момент, чтобы прошел полный процесс опрокидывани  компараторов

На фиго 2 источник питани  подсоединен к входным зажимам 1 и 2о Цепь нагрузки 16 включена между шинами питани  через замкнутый контакт 8 реле 7 и датчик тока 9. Реле подсоединено между шинами питани  через регирующий орган - транзистор 5, вход которого подсоединен к выходу датчика тока и одновременно к выходу компаратора 4 через резисторы 20 и 21 соответственно.

Входами компаратор подсоединен одним неинвертирующим к делителю- из резисторов 17 и 18, включенного межд шинами питани  компаратора, вторым инвертирующим - к общей точке цепи нагрузки и добавочногорезистора 15 через резистор 19, Добавочный резистор включен параллельно замкнутому , контакту Во

Схема функционирует следзшщим образом

При подаче U „ на входные зажимы 1 и 2 пол рность может быть разной , т.е, + может подаватьс  как на зажим 1, а минус - на зажим 2, и наоборот. При этом ток цепи нагруз

5

Q 5

ки 16 идет через замкнутый контакт 8 реле 7 и датчик 9 тока Компаратор 4 на выходе имеет пониженньй потенциал, так как на входе - напр жение по амплитуде вьш1е, чем на входе +,

Транзистор 5 закрыт, так как, с датчика 9 тока выходной сигнал недостаточен дл  открьгоани  транзистора 5. Реле 7 обесточено. При возникновении перегрузки.по току датчика 9 выдает сигнал, который открывает транзисто1 5, и реле 7 обесточивает цепь нагрузки 16, размыка  контакт В,, Так как при этом напр жение на нагрузке 16 становитс  меньше, чем на резисторе 19, то на выходе компаратора напр жение увеличиваетс  до уровн , при котором базовый ток транзистора 5

0 обеспечивает удержание транзистора в открытом состо нии и реле 7 удерживает контакт 8 в разомкнутом со-; сто ниио

Устройство находитс  в дежурном режиме, когда ток идет по резистору 19, цепи нагрузки 16 и датчику тока 9 о Этот режим будет сохран тьс  до тех пор пока, цепь нагрузки 16 не вернетс  в исходное состо ние

0 Компаратор контролирует напр жение иа входе - и входе +, При

возвращении цепи нагрузки в исходное состо ние напр жение на входе - становитс  по амплитуде вьше, чем на входе +, и компаратор, опрокидыва сь , снижает выходное напр жение до уровн , когда транзистор закрываетс , при этом обмотка реле 7 обесточиваетс  и контакт 8, замыка сь, подает в цепь нагрузки 16 ток от источника питани .

Пол рность Unjfr ие обозначена, не показаны и электроды транзистора, так как в зависимости от пол рности .. питани  транзистор может иметь проводимость р-п-р или п-р-п типа

При подаче на вход 1 питани  + транзистор 5 будет иметь проводимость п-р-п типа, в цепи коллектора которого включена обмотка реле 7

При подаче на вход 1 - транзистор 5 будет иметь проэоди- мость р-п-р типа, в коллекторе которого включена обмотка реле 7

Дл  снижени  потреблени  выходного тока компаратора резистор 20 замен ют диодомо

Настройку устройства провод т делителем из резисторов I7 и 18 при

обесточенной нагрузке с номинальным , сопротивлением; транзистор 5 должен быть выключен, а при изменении в цепи нагрузки в сторону уменьшени  сопротивлени  транзистор 5 должен быть включен.

Claims (1)

1. При применении вместо реле коммутирующего или регулирующего транзистора транзистор запираетс , так как база транзистора коммутируетс  к общей шине транзистором 5. Устройство может функционировать и с датчиком тока, включенным в силовую шину,, Усилитель и компаратор в этом случае включают- с  по этой же схеме, но измерительна  диагональ моста и выход делител  подсоедин ютс  на соответствующие входы. Предложенное устройство может вьтолн тьс  и на транзисторе р-п-р типа. Транзистор реагирующего элемента фиго2 может подсоедин тьс  к датчику тока и через диод,включенньш вместо резистора 20, в пр мом направлении Формула из обре т енн 

   . Устройство дл  защиты нагрузки, содержащее входные и выходные зажимы.

   и,

   2

   коммутирующий элемент с выводами дл  подключени  в силовую шину, реагирующий орган, выполненный на компа раторе входы которого подсоединены к преобразователю .тока с клеммами дл  включени  последовательно с цепью нагрузки через полуплечи измерительного моста, одно из которых имеет выводы дл  подсоединени  к шине питани , а выход подсоединен к входу исполнительного узла, отличающеес  тем, что, с целью повьшени  экономичности и упрощени  путем снижени  потребл емого тока в измерительной цепи, введены второй компаратор , дополнительный резистор и делитель, причем резистор включен параллельно коммутирующему элементу, второй компаратор одним выводом подсоединен к выходному зажиму силовой цепи, а вторьм подключен к выходу делител ,выводами подключаемый между шинами питани , а выход второго компаратора подключен К свободному вьводу второго полуплеча измерительного моста. 16

   1lfi