Устройство для обеспечения искробезопасности индуктивной нагрузки

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(51) М. Кл,Е 21 Г 9/00 Н 02 Н 7/26 Гооудорстеееый комитет Опубликовано 15.03.83. Бюллетень1 ОДата опубликования описания 25.03,83по делам каобретенмй и открытий(72) Авторы изобретения В. Н. Воеводин, Э. Г. Коган, С. В. Мамченко и Б. В. ЧерноФ,.; Государственный проектно-конструкторский и Научно-исследовательскйй институт по автоматизации угольной промышленности аГипроуглеавтоматизацияэи Научно-производственное объединение,Автоматгормаш(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИСКРОБЕЗОПАСНОСТИ ИНДУКТИВНОЙ НАГРУЗКИИзобретение относится к устройствам шахтной автоматики и связи и может найти применение в угольной, нефтегазовой и химической промышленности, в помещениях со взрывоопасной атмосферой.В настоящее время при обеспечении искробезопасности индуктивных нагрузок широко применяются диодные шунты 1.Недостатком таких шунтов является сравнительно небольшая искробезопасная мощность, которая достигается с их помощью. Это объясняется тем, что диод не включается до тех пор, пока напряжение на разряде не станет равным падению напряжения на сопротивлении нагрузки. За это время в разряде выделяется достаточное количество энергии, что не позволяет обеспесить ее искро безопасную мощность больше 5 - 7 Вт. Наиболее близким по технической сушности к изобретению является устройство коммутации нагрузки, содержащее источник питания, индуктивную нагрузку с диодным шунтом, отключающий и управляющий блоки 21. Отключающий блок выполнен из транзистора, последовательно включенного в цепь питания, к коллектору которого подключена индуктивная нагрузка, в цепь базы включен первый резистор, а переход база - эмиттер зашунтирован вторым резистором. Управляющее устройство представляет собой стабилитрон, включенный между первым резистором и противоположным полюсом питания. Напряжение стабилизации стабилитрона выбирается таким образом, что разность между напряжением на нагрузке и напряжением стабилизации стабилитрона не превышает катодное падение напряжения на контактах. При размыкании цепи нагрузки с описываемым устройством падение напряжения на нагрузке уменьшается на величину катодного напряжения в столбе дуги, следовательно, становится меньше напряжение стабилизации стабилитрона. В связи с этим базовый ток транзистора прекращается, транзистор закрывается и за время, равное времени запирания транзистора, прекращается электрический разряд. Это позволяет увеличить искробезопасную мощность до нескольких десятков ватт.5 О 5 20 25 30 35 40 45 Формула изобретения 50 11 сдостатком известного устройства является зависимость стабильности и надежности работы искробезопасных устройств при изменении сопротивления нагрузки, нанр 51 жения питани 51 или длины линии связи. Так, при уменьшении сопротивления нагрузки пли увеличении длины линии связи, которая может быть включена между источником питания и нагрузкой, а также при кратковременном снижении напряжения на вели-шну, равную или большую катодного падения напряжения разряда, стабилитрон закрывается при отсутствии коммутации в цепи, и нагрузка отключается. Причем повторное включение нагрузки в цепь питания возможно в случае применения стабилитрона другим напряжением стабилизации или при восстановлении номинального напряжения в спи.Лпглои п 1 о при увеличении сопротивле- НИЯ (УМЕНЬН 1 ЕН 5 Я ДЛИНЫ ЛИНИИ) ИЛИ ПОВЫ- шенин напряжения в цепи увеличивается время отключения транзистора, что может ограничить допустимую величину искробезопасной мощности. В связи с вышеизложенн 15 стабильность и надежность работы искроб)с зопасных устройств, снабженных такими устройствами искрозащиты, снижается.11 сль изобретения - повышение стабильн 1 С 1 и надежности работы искробезопас ых усройств при изменении сопротивления,агрузки, напряжения питания или длины,пНии связи.Поставленная цель достигается тем, что и устройстве. содержащем источник питанп 51, линио связи, индуктивную нагрузку с диодньм шуптом, отк)почающий и управляюпИй блоки, причем Отключающий блок выи)л:с 5 в виде Откл 1 очающего транзистора, нСледовательно включенного в цепь пита, к коллсктОру которого Г 10 дкл 10 чена индуктии 1 ая нагрузка, эмиттер соединен с вы- в 1 О.О", Источника питания, в цепь базы включен первый резистор, а переход база -эмитгср за 1 пунтирован вторым резистором, управлякпцпй блок выполнен на управляющем т)11 Нисторс и снабжен КС-цепочкой, диодом,р. тьи м и четверты м резисторами, причем к 1,лектор управляющего транзистора подключен к первому резистору, а эмиттер к положительному полюсу источника питания, Оаза этого транзистора через диод в проводящем направлении и четвертый резис,: )клкгчена к его эмиттеру, а через КС - к коллектору откл 1 очающего трани через третий резисторк базе;., кчаюн,его транзистора.Схема устройства показана на чертеже.Устройство обеспечения искробезопасности индуктивной нагрузки содержит истос 1 ник питания 1, соединенный через линию связи 2 с индуктивной нагрузкой с диодным шунтом 3, отключающий блок содержит отключающий транзистор 4, который последовательно включен в цепь питания, к коллектору которого подключена индуктивная нагрузка 3, в цепь базы включен резистор 5, а переход база - эмиттер зашунтирован резистором 6. Коллектор управляющего транзистора 7 подключен к резистору 5, а эмиттер - к положительному полюсу питания, база транзистора 7 через диод 8 в проводящем направлении и резистор 9 подключена к эмиттеру транзистора 7, а через КС-цепочку 10 и 11 - к коллектору отключающего транзистора 4 и через резистор 12 - к базе отключающего транзистора 4.Устройство обеспечения искробезопасности индуктивных нагрузок работает следующим образом.В нормальном режиме при включении питания за счет протекания базового тока через резисторы 12 и 6 управляющий транзистор 7 открывается и своим коллекторным током открывает отключающий транзистор 4. При этом нагрузка 3 обтекается номинальным током, а конденсатор 11 заряжен до величины падения на сопротивлении нагрузки 3. В аварийном режиме при возникновении коммутационного разряда напряжение на индуктивной нагрузке 3 уменьшается на величину катодного падения напряжения на разрядном промежутке. Конденсатор 11 разряжается по цепи диод 8, резистор 9, нагрузка 3, резистор 10. Падение напряжения на сопротивлении открытого диода 8 и на резисторе 9 приложено к базе управляюцего транзистора 7 в запирак)щем направлении, и он закрывается. Это вызывает резкое уменьпение базового тока отключая)щего транзистора 4, увеличение сопротивления его коллектор-эмигтерного перехода и, следовательно, отключение нагрузки 3. Изменение параметров цепи в нормальном режиме может также вызвать кратковременное отклк)ченис нагрузки 3. Однако в Отличие от прототипа после окончания переходного процесса устройство обеспечения искробезопасности индуктивных нагрузок сохраняет свою работоспособность за счет использования уира вля юцего устройства.Технико-экономические преимущества данного устройства обеспечения искробезопасности индуктивных нагрузок заключаются в повышении стабильности и надежности работы искробезопасных устройств. Устройство для обеспечения искробезопасности индуктивной нагрузки, содержащее источник питания, к которому через линию связи подключена индуктивная нагрузка с диодным шунтом, отключающий и управляющий блоки, причем отключающий блок выполнен в виде отключающего транзистора, последовательно включенного в цепь питания, к коллектору которого подключена ин1004655 Соста ылын Техре Тира ИИПИ Государственн по делам изобретен 5, Москва, Ж - 35,ППП Патент, г. У. Билак 1130лиал дуктивная нагрузка, эмиттер соединен с выводом источника питания, в цепь базы включен первый резистор, а переход база - эмиттер зашунтирован вторым резистором, отличающееся тем, что, с целью повышения стабильности и надежности работы искробезопасных устройств при изменении сопротивления нагрузки, напряжения питания или длины линии связи, управляющий блок выполнен в виде управляющего транзистора и снабжен КС-цепочкой, диодом, третьим и четвертым резистором, причем коллектор управляющего транзистора подключен к первому резистору, а эмиттер - к положительному полюсу источника питания, беза этого транзистора через диод в проводящем направлении и четвертый резистор подключена к его эмиттеру, а через КС-цепочку - к коллектору отключающего транзистора и через третий резистор - к базе отключающего транзистора. Источники информации.принятые во внимание при экспертизе 1. Серов В. И. Воспламеняющая способность сложных индуктивных цепей. М Наука, 1966, с. 84 - 88.2. Кириченко Б. М., Марсюк Н. Л. Уст. ройство коммутации нагрузки. - Горные машины и автоматика, 1976, вып. 3, с. 31,витель 1. Шегольковад И. Верее Корректож 442 Полн ис ноого комитета СССРий и открытийРаущская наб., д. 45жгород, ул. Проектная, 4