Zapojenie samotestovacieho obvodu automatického odpínania záťaže

Číslo patentu: 259572

Dátum: 17.10.1988

Autori: Fígel Rudolf, Jurnečka Alexander, Janech Michal, Buchcár Anton

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

.vynález sa týka samotestovacieho obvodu automatického odpínania záťaže .pri poruche, ktorá má za následok nežiaduce trvalé zapnutie polovodičovéhc výkonového spínacieho prvku impulzového vmeniča zapojeného v sérii so záťažou.Doteraz používané zapojenia automatického rozpínania obvodu záťaže vyhodnocujú nedovolené zapnutie polovodlč-ového prvku pomocou elektronického obvodu. Výstupným elektronickým spínačom tohto obvodu je spínané relé ochrany, ktoré spína cíevku kontaktného spínače v obvode záťaže. Pri poruche, napr. pri prerazení hlavného tyristoran impulzového meniče, odpadá relé ochrany a rozpája obvod cievky kontaktného spínače, ktorý rozpojí obvod záťaže.Nevýhodou .tohto zapojenia je, že prípadná porucha elektronického vyhodnocovanieho obvodu sa počas normálnej činnosti zariadenia nedá zistiť a pri .poruche, ktorá má za násled-ok nežiadúce t-rvalé zapnutie výkonového spínacieho prvku nedôjde k rozpojeniu obvodu záťaže, čo môže ohroziť bezpečnost práce.Uvedené nedostatky odstraňuje zapojenie podľa v-ynálezu, ktorého podstatou je, že výstup zadávancieho člena je pripojený cna druhý vstup diterenclálneho obvodu, ktorého prvý vstup je spojený s výstupom im.pulzového meniče. Medzi vstujp a výstup impulzového meniča je zaradená vetva pozostávajúca zo sériového spojenia -rozpínacieho kontaktu testovacieho relé, oneskorovacieho obvodu, rozpínacieho kontaktu relé ochrany a dvojpólu.Výstup impulzového meniča je ďalej cez kontakt výkonového spínače a snímač prúdu spojený so záťažou. Kontakt výkonového spínače je ovládaný cievkou výkonového spínače, s ktorou je V sérii zapojený druhý zapínací kontakt relé ochrany. Výstup diferenciálneho obvodu ovláda elektronický spínač, cez ktorý sa spája pól zdroja jednosmerného napätia a jeden vývod cievky testovacieho relé so zapínazclm kontaktom relé ochrany a s prepínawcím kontaktom testovacieho relé, prostrednictvom ktorého sa tento .pól zdroja pripája buď na druhý vývod cievky testovacieho relé, alebo na prvý vývod cievky relé ochrany. Druhý pól zdroja jednosmerného napätia je cez rozpínaciu časť koncového prepínača a odpor spojený s druhým vývodom cievky testovacieho relé a cez zajpínaciu časť spojený s druhým vývodom relé ochrany.Výhodou zapojenia podľa vynálezu je, že zapnutie relé ochrany a v »dôsledku toho pripojenie záťaže k impulzovému meniču je podmienené správnou činnosťou elektronického samotestovacieho obvodu, ktorá je automaticky testovaná po každom .pripojenínapájacieho napätia a pri každom vrátení vzadávacieho člena do základnej polohy. V pripade poruchy meniča alebo samotestovacieho obvodu je odpojená záťaž od menlča do odstránenia poruchy. Tým sa vylúči mož 4nosť nežiadúceho pripojenia plného napätia na záťaž.Na obr. 1 je blokovo-obvodová schéma jednoduchšieho variantu zapojenia samotestovacieh-o obvodu automatického odpínania» záťaže.Na obr. 2 je blokom-obvodové schéma zapojenia samotestovacieho obvodu automatického odpinaniaw záťaže s obvodom nadprúdovej ochrany a s obv-odom zadávacieho člena.Na obr. 3 je .priklad konkrétneho zapojenia obvodu podla vynálezu.Výstup impulzového meniča 1, tvoreného napr. tyristorovým impulzovým meničom, je cez kontakt výkonového spínače 4, tvoreného najpr. stykačom, spojený so záťažou 2,ktoré je druhou svorkou pripojená napríklad na záporný pol výkonového zdroja. Cievka 3 stykača má jednu svorku pripojemi na kladný pól výkonového zdroja a druhú cez kontakt 20 relé ochrany na záporný pól.Vstupná svorka impulzového meniče 1 je cez rozpínací kontakt 14 testovacieho relé,prvý rozpínaci kontakt 26 relé ochranný a dvojpöl 18, vytvorený napr. zo sériového spojenia odporu a diddy, spojená s jeho výstupnou svorkou, pričom katóda diody je spojená s výstupnou svorkou meniče.Výstupné svonka impulzového meniče 1 je zároveň spojená s prvým, napr. neinvertujúcim vstupom diferenciálneho obvodu B,tvoreného napr. operačným zosilňovačom a integračným obvodom s vybíjacou diódou. Druhý vstup diterenciálneho obvodu 6 je spojený s výstupom zadávacieho člena 5. tvoreného napr. potenciometrom, pripojenýim svojimi krajnými vývodmi na svorky napájacieho zdroja riadenia.Výstupy diferenciálneho obvodu 6 je spojený so vstupom elektronického spínače 7,tvoreného napr. tranzistorom typu pnp, ktorý má emitor spojený s prvou, napr. kladnou svorkou jednosmerného zdroja 17, tvoreného napr. napájacím zdrojom riadenia, ktorý má kladnú svorku pripojenú cez spínač S 1,pričom druhá svorka napájacieho zdroja riadenia je spojená napr. so záxporným pólom výkonového zdr-oja.kolektor tranzistorae v elektronickom spinači 7 je spojený cez prvý zapínací kontakt 16 relé ochrany s prvým vývodom cievky 15 relé ochrany a spínacívm vývodom prepínacieho kontaktu 13 testovacieho relé a cez diódový člen 12, vytvorený napr. diödou,ktorá má anódu pripojená na kolektor tranzistora, so spoločným vývodom prepinacieho kontaktu 13 testovacieh-o relé.Rozpínaci vývod prepínacieho kontaktu 13 testovacieho relé je spojený s druhým vývodom cievky B testovacieho relé a s prvým vývod-om odporu lll, ktorého druhý vývod je spojený s rozpínacím vývod-om koncového prepínačxa 11, tvoreného napr. mikrospínačom, prepinajúcim po vychýlenílSpĺn-acĺ vývod koncového ,prepínače 11 je spojený s druhým vývodom cievky 15 relé ochrany, pričom jeho spoločný vývod je spojený so zápornou svorkou zdroja riadenia. Prvý vývod cievky 8 testovacieho relé je spojený s prvou -sv-orkou jednosmerného zdroja 17 .a paralelne k cievke 8 testovacieh-o relé je jnripojený kondenzátor 9.V rozšírenom zapojení obvodu podľa obrázku 2 je do prvého vstupu diferenciálneho obvodu 6 zaradený súčtový člen 25, tvorený napr. odpormi, ktorý má prvý vstup spojený s výstupom impulzového meniče 1 a druhý vstup s výstupom komparátora 23, tvoreného napr. operačným zosilňovačom. Vstup komparátora 23 je spojený so snímačom prúdu 24, tvoreného napr. odporovým bočnikomzr.,vsilňovíaíč~om.Paralelne k cievke test-ovacieho relé 8 je prip-ojený elektronický spínač Z 2, tvorený napr. tranzistorom typu pnp, ktorého vstup je spojený s výstupom obvodu ochrany zadávacieht) člena 21, tvoreného napr. tranzistorom typu npn. Vstup obvodu ochrany zadávacieho člena 21 je spojený s výstupom zadávacieho člena 5 a so spínacím kontaktom k-oncového prepínače 11.kontakty 13 a 14. V kludovom stave sú ciev-ky testovacieho relé il, relé ochrany 15 a výkonovéh-o spínače 3 bez napätia a ich kontakty sú v stave nakreslenom na obr. 1 až 3.V činnosti obvodu môžeme v závislosti od jeho technického stavu a od technického stavu chráneného obvodu impulzového meniča rozlišovať tri .prípadyza lmpulzový menič i ochranný obvod sú bez závady. Od napätia privedeného cez kontakty 14 o 26 na vstup diferenciálneho obvodu 5 je na jeho výstupe kladné napätie. Tranzist-or 7 zostane vypnutý a-j po pripojení napätia zo zdroja 17 cez spínač Sl. Po onesakoreni danom RC členom lll, El spína relé 8. Kvntakrtom 14 oclpojí prívod napätia na rstup diferenciálíieho obvodu E. Na jeho výstupe sa objaví záporné napätie, ktorým sa zapne tranzistor 7. Tým sa cez diódu 12 a ,prepnutý kontakt 13 privedie kladné napätie na cievku relé 15.Po vychýleni potenciometra zadávacieho člena 5 z nulovej polohy prepína prepínač 11, ktorý pripojí záporný pól na cievku relé 15. Relé 15 zapne a kontaktom 20 pripojí na napätie cievku výkonového spínača 3, ktorý kontaktom 4 pripojí Ik výstupu meniče 1 záťaž 2. Zároveň je cez kontakt 16 vytvorená paralelne cesta pre napájanie cievky relé 15 z kolektora tranzilstora 7, takže aj po odpadnuti relé 8 zostane relé 15 zapnuté. Po zapnutí výkonového spínače 3 sa uvedie do činnosti i-mpulzový menič 1.Keďže menič pracuje v impulznom režime, inrtegračný obvod s vybíjacou diôclou za,pojený na vstupe diferenclálneho obvodu G zabezpečuje, že na výstupe operačného zosilňovače je záporné napätie a tranzistor 7 je stále zapnutý. Po vrátení potenciometra zadávacieh-o člena 5 do základnej polohy odpadá relé 15, priťahuje relé 8 a obvod sa dostáva do už popísaného východzieho stavu.b Menič je chybný, ochranný obvod pracuje správ-ne. Ak dôjde k poruche meniče počas jeho normálnej činnosti, východzí stav je zapnuté relé 15 a odpadnuté relé 8. Pri poruche, napr. prerazenie tyristora impulzného meniča, sa na vstupe diferenciálneho obvo.du B objaví trvale kladné napätie.V dôsledku toho sa kladné napätie objaví aj na výstupe operačného zosilňovače a tranzistor 7 vypne. odpadá relé 15 a následne rozpína .aj kontakt výkonového spínače 4. Ak je -skrat medzi vstupom .a výstupom Ineniča 1 už pri pripájani zdroja 17 spínačom S 1, je východzí stav alko v bode a na začiatku. Nya vstupe a v dôsledku toho i na výstupe diferenciálneho obvodu 6 je trvale kladné napätie. Tronzistor 7 nezapne ani po zapnutí relé 8. Po prepnutí prepínače 11 nezapne relé 15 a obvod záťaže zostane rozpoÍÉHÝ-.,. .-c Ochranný obvod má poruchu. Ak dôjde k poruche počas normálnej činnosti, východzí stav je zapnuté relé 15, odpadnuté relé 8. Predpokladajme napr. prerazený tranzistor 7. Potom po vrátení potenci-ometra zadávacieho člena 5 .do základnej polohy prepne i prepínač 11 do základnej polohy. Relé 8 však nezapne, pretože má ciev-ku vyskrat-ovanú cez emitor- kolekto-r chybného tranzistora 7, diödu 12 a kontakt 13. Po vychýleni potenciometra zadävacieho člena 5 zo zálkladnejpolohy a prepnutí prepínače 11 nezapne ani relé 15 a obvod záťaže zostane rozpojený.P-odobná situácia nastane i vtedy, ak bude poruchou, napr. v diterenciálnom obvode. Ak je tranzistor v spinači 7 ,prerazený ešte pred pripojením zdroja 17 sepínačom S 1 situácia je ,podobná Nezopne relé 8, .pretože má vyiskratovanú cievku. V dôsledku t-oho nemôže zopnút ani relé 15 a spínač 3.Obvod zabezpečuje ochranu aj v pripade prerušenia prívodných vodičov. Ak je napr. odpojený prívod z výstupu meniče 1 na vstup diferenciálneho -obvodu B, potom na výstupe operačného zosilňovače je stále záporné napätie, tranzistor 7 je zapnutý a Cievka relé 8 vysknatovaná. Relé 8, 15, ani s-pínač 3 nezopnú, obvod záťaže zostane rozpojený..Pri poruche zadávacieho člena 5, ktorá sa prejaví nnapr. tak, že v základnej polohe je na jeho výstupe nenulová žlauduaná hodnota napätia, spôsobí zapnutie tranzistora npn v obvode ochrany zadávacieho člena 21, 7ktorý zapne traunzistor npnp elektronického spínače 22.Tento tranzilstor vyskratuje cievku relé 8,ktoré nezo-pne a následne nemôže zapnúť ani relé 15 a spínač 3. Ak V základnej polohe zadavacieho člena 5 nie je na jeho výstupe napätia, po zapnutí koncového prepínača 11 zopne relé 8 a zároveň sa zawbl-okuje napätie ,privedené z výstupu zadávacieho člena 5 do obvodu ochrany zadávacieh-o člena 21. Tým je zablokované zopnutle tranzistora v elektronickom sjpínači 22 a relé K 8 zostane zqpnuté aj pri nenulovom napätí na výstupe zadáVacieh-o člena 5.~P-ri prekročení Inaximálne dovoleného prúdu ,pretklopí komparátor 23 a privediekladné napätie na vstup diferenciálneho obvodu E. Na jeho výstupe sa objaví kladné napätie, vypne tranzistor v spínači 7 a odpadne relé 15.Obvod podľa vynálezu je možné použiť všade tam, kde z hľadiska bezpečnosti alebo iných dôvodov nesmie dôjsť k nežiadúcemu prijpojeniu záťaže k napájaciemu zdroju v dôsledku poruchy regulačného zariadenia. Výhodne ho možno použiť v trakčných ohvodoch, kde je pohounný motor napájaný impulzovým meničom a záťaž sa k meniču pripája cez reverzačné výkonové prepínače, ktoré možno zároveň využiť na rozpínanie obvodu pri poruche.1. Zapojenie sam-otestovacieho obvodu automatického odjpínamia záťaže, pripojenej cez kontakt výkonového spínače, k výstupu impulzového meniča, pričom Cievka výkonového spínače je ovládané kontaktom relé ochrany, vyznačujúce sa tým, že na vstup impulzového meniče 1 je pripojený jeden pól rotzpínacieho kontaktu 14 testovacieho relé, pričom jeho druhý pól je cez onesknrovací obv-od 19 spojený s ,prvým »pólorn prvého rozpínacieho kontaktu 26 relé ochrany, ktorého druhý pól je pripojený na dvojpól 18, pričom jeho výstup je spojený s výstupom impulzového meniče 1 a s prvuným vstupom diferenciälneho obvodu 6, ktorého druhý vstup je spojený S výstupom zadávacieho člena 5 mechanicky spojeného s koncovým .prepínačom 11,prič-om výstup diferenciálneho obvodu 6 je spojený so vstupom elektronického spínačxa 7, ktorého jeden vývod je spojený s prvou svorkou jednosmerného zdroja 17,s prvým vývodom kondenzátora 9 a s p-rvým vývodom cievky B testovacieho relé,pričom druhý vývod kondenzátora 9 je spojený s druhým výv-odom cievky 8 testovacieho relé, a rozpínacím vývodom prepínacieho kontaktu 13 testovacieho relé a s prvým vývodem odporu 10, pričom druhý vývod tohto odporu je spojený s rozpínacím vývodom koncového prepínača 11, ktorého spoločný vývod je spojený s druhou svorkou jednosmerného zdroja 17a ktorého zapínací vývod je spojený s .druhým VÝVDCÍOID »cievky 15 relé ochrany,pričom prvý vývod tejto cievky je spojený so zapinacĺvm vývodom ,prepínacieho kontaktu 13 testovacieho relé a s prvým pólom prvého zanpínacieho kontaktu 16 relé ochrany, ktorého druhý pól je spojený s druhým vývodom elektrického sxpínača 7 a s prvým vývodom diódového člena 12, ktorého druhý vývod je spojený so spoločným vývodom ,prepínacieho kontaktu 13 testovacieho relé.2. Zapojenie sam-otestovacieho obvodu automatického odpínania záťaže podľa bodu 1 vyznačujúce sa tým, že výstup zo snímača prúdu 24 je spojený so vstupnou svorkou kompnarätora 23, ktorého» výstup je spojený s druhým vstupom súčitového obvodu 25, .pričom prvý vstup súčtového obvodu 25 je sp-ojený s výstupom impulzového meniča 1 a výstup súčtového obvodu 25 je spojený s prvým vstupom diferenciálneho obvodu 6, ktorého druhý vstup je spojený s výstupom zadávacieho člena 5 a s ovládaním vstupom obvodu ochrany zardávacieho člena 21, ktorého blokovací Vstup je spojený ,so zapínaoím vývod-om koncového prepínače 11 a výstuup je spojený so vstupom elektronického spínače 22, ktorého výstupné svorky sú pripojené paralelne k cievke testovacieho relé

MPK / Značky

MPK: H02H 7/12

Značky: záťaže, odpínania, obvodů, automatického, samotestovacieho, zapojenie

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/7-259572-zapojenie-samotestovacieho-obvodu-automatickeho-odpinania-zataze.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Zapojenie samotestovacieho obvodu automatického odpínania záťaže</a>

Podobne patenty