Искробезопасная система питания с защитой
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в искробезопасных системах электропитания на предприятиях со взрывоопасной атмосферой. Целью изобретения является повышение КПД путем повышения искробезопасной мощности при дискретно изменяющемся напряжении. Цель достигается введением дополнительных узлов ограничения тока, включенных параллельно нагрузке. Каждый узел состоит из стабилитрона 5, тиристора 6 и измерительного резистора 7, а количество узлов определяется необходимым числом уровней напряжения. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН цр 4 E 21 F 9/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Нагрр
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
Ъ т 1 (21) 4305865/24-07 (22) 15.09.87 (46) 15.10.89. Бюл. И 38 (71) Украинский филиал Всесоюзного йаучно-исследовательского института горной .-геомеханики и маркшейдерского дела (72) Г.Н.Алехин (53) 621.316.925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 950927, кл. Е 21 F 9/00, 1982.
Авторское свидетельство СССР
Р 1270373, кл. E 21 F 9/00, 1985.
Ф (54) ИСКРОБЕЗОПАСНАЯ СИСТЕМА ПИТАНИЯ
С ЗАЩИТОЙ
2 (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в искробеэопасных системах электропитания на предприятиях co BspblBooIIBc ной атмосферой. Целью изобретения яв" ляется повышение КПД путем повышения искробезопасной мощности при дискретно изменяющемся напряжении. Цель достигается введением дополнительных узлов ограничения тока, включенных параллельно нагрузке. Каждый узел состоит из стабилитрона 5, тиристора 6 и измерительного резистора 7, а количество узлов определяется необходимым числом уровней напр пкения.
1 нл °
151496
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в искробезопасных системах электропитания на предприятиях с вэрывоопас- 5 ной атмосферой, в том числе на предприятиях горной, нефтехимической и газовой промышленности.
Цель изобретения — повышение КПД путем увеличения искробезопасной мощ- 10 ности при дискретно изменяющемся на" пряже нии .
На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устрой., ства. 15
Устройство содержит ограничительный резистор 1, тиристор 2, измерительный резистор 3, узлы 4 ограниче ния тока. Последние состоят из стабилитрона ;тельного тирис- 20 тора 6 и дополнительного измеритель-!, ного резистора 7. Ограничительный ре зистор 1, измерительные резисторы 3
|, и 7 включены последовательно с на,,грузкой, К измерительно у резистору 25 (, 3 катодом и управляющим электродом
|подключен тиристор 2, включенный па, раллельно источнику 8 питания через резистор 1. Измерительные резисторы 7 узлов 4 ограничения подключены меж- 3О ! ду катодом и управляющим электродом тиристоров 6. В цепь анодов тиристоb ров 6 узлов 4 ограчения включены ста билитроны 5. Узлы 4 подключаются па-! раллельно нагрузке. Количество узлов, 4 определяется необходимым числом уровней напряжения и и равно n-l.
Устройство работает следующим об,, разом. (При минимальном напряжении на на, грузке ток срабатывания устройства устанавливается резистором 3. При превышении током нагрузки заданного значения тиристор 2 включается и шунтирует нагрузку, тем самым напряжение на нагрузке уменьшается до величины прямого падения напряжения на открытом тиристоре. При этом возникновение электрического разряда, способного воспламенить взрывоопасную
5п атмосферу, невозможно. При увеличении напряжения открывается стабилитрон 5 узла 4 ограничения и уровень срабатывания устройства в данном случае определяется величиной резистора .55
7 и входными характеристиками тирис- тора 6. Ток срабатывания узла 4 меньше чем ток срабатывания тиристора 2 и выбирается согласно зависимости минимального воспламеняющего тока от напряжения (ГОСТ 227825-78) . При включении тиристора 6 ток, протекаю. щий через резистор 3, увеличивается, что приводит к срабатыванию тиристора 2 и шунтированию нагрузки. При дальнейшем повышении напряжения источника 8 питания включаются последовательно остальные узлы. Напряжение включения узлов определяется напряжением стабилизации стабилитронов, а ток срабатывания — величинами измерительных резисторов и входными характеристиками соответствующих тиристоров, Использование предлагаемого устройства позволяет полностью реализовать искробезопасную мощность, достижимую при заданном напряжении, что приводит к повышению КПД и соответственно искробеэопасной мощности.
Наиболее эффективно предлагаемое устройство может быть использовано в шахтной взрывобезопасной аппаратуре, содержащей источники электропитания с дискретно изменяющимся напряжением, например, в электроразведочных генераторах. При этом сравнительно простым путем обеспечивается автоматический выбор тока ограничения при изменении напряжения.
Пример ° Необходимо обеспечить безопасность выходной цепи устройства с переключаемым (дискретно изменяемым) выходным напряжением, с уровнями U< 11, U>, причем U<) U > U .
Искробезопасные токи, соответствующие напряжениям U<, Uz U> согласно
ГОСТ 22782.5-78 составляют неравенство I. а I (I>, где I< соответству— U, При использовании известных устройств узлы 4 отсутствуют, поэтому защита тиристора 2 настраивается резистором 3 на безопасный ток, соответствующий максимальному напряжению П,. При этом выходная мощность для всех трех напряжений соответственно равна I U ) (! у I При использовании предлагаемого изобретения каждому значению выходного напряжения соответствует максимально возможный безопасный ток х, ?,, I> так как в зависимости от уровня напряжения включается тот или иной узел 4 защиты или узел, выполненный на тиристоре 2 и резисторе 3. Узел на тиристоре 2 и резисторе 3 на962 Искробезопасная система питания с защитой, содержащая ограничительный Составитель К.Пилан Редактор С.Лисина Техред А.Кравчук Корректор Э.Лончакова Заказ 6208/36 Тираж 410 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 5 1514 страивается на максимально возможный безопасный ток I при минимальном напряжении U> ° При этом выходная мощность в нагрузке равна: Р Е U I U ; Р = Е 1з. Так как Ез oI Il ° то Р, = Р,, Р Р, Р Р т, е. происходит повышение выходной ис кро 6 ез опасной мощности по сравнению с прототипом, где устройство предназ- 10 I начено для использования в аппаратуре с непрерывным изменением напряжения. Выигрыш в реализуемой искробезопасной мощности получается в результате нелинейности характеристики, 15 связывающей напряжение и минимальный воспламеняющий ток (ГОСТ 22782.5-78). В известном устройстве автоматически происходит линейное уменьшение тока срабатывания при возрастании напряже- 20 ния. Изменение выходного напряжения определяется функционированием защищаемой аппаратуры. В изобретении фактически аппроксимируется нелинейная характеристика искробезопасности, 26 т.е. реализуется та часть мощности, которая теряется вследствие отклонений линейной характеристики известного устройства от экспериментапьной характеристики Е Безои. = E(Uqb,è ) ° Формула изобретения резистор, .первый вывод которого соединен с первым выходом источника напряжения, второй вывод имеет клемму для подключения к первому выводу нагрузки, и соединен с анодом тиристора, катод которого подключен к второму выходу источника питания и к первому выводу измерительного резистора, отличающая ся тем, что, с целью повышения КПД путем повышения искробезопасной мошности при дискретно изменяющемся напряжении, в него дополнительно введены узлы ограничения тока, каждый из которых состоит из дополнительного тиристора, дополнительного измерительного резистора н стабнлитрона, при этом аноды всех дополнительных тиристоров через соответствующие стабилитроны подключены к второму выводу ограничительного t резистора, управляющие электроды всех тиристоров соединены со своими катодами через соответствующие измери". тельные резисторы, второй вывод измерительного резистора подключен к цепочке иэ последовательно соединенных всех дополнительных измерительных резисторов, свободный вывод последнего из которых имеет клемму для подключения к второму выводу нагрузки, а количество узлов ограничения тока на единицу меньше числа уровней дискретно меняющегося напряжения.
