Устройство для тепловой защиты электрического аппарата

(19) 111) 3(51), Н 02 Н 5/04 и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Харьковский институт инженеров коммунального строительства(56) 1, Авторское свидетельство СССРР 295167, кл, Н 02 Н 3/08,30,11.65.2, Авторское свидетельство СССРР 860199 кл, Н 02 Н 5/04,28.08.79 ( прототип),(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕПЛОВОЙЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО АППАРАТА, содержащее источник питания с цепьюстабилизации, операционный усилитель, охваченный обратной связью,первый вход которого подключен ктермодатчику, а второй - к опорному потенциометру, общий вывод операционного усилителя соединен сточкой соединения термодатчика и опорного потенциометра, а выходоперациОнного усилителя присоединен к управляющей цепи тиристора,включенного последовательно с выходным органом, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и чувствительностиустройства путем повыиения стабильности его защитных характеристик,цепь стабилизации выполнена натранзисторе, змиттер которого соединен с упомянутой точкой соединения термодатчика и опорного потенциометра, коллектор соединен сотрицательным выводом источника непосредственно, а база подключенак средней точке делителя напряжения, образованной резистором истабилитроном, который подключенк выходу. источника питания, причему операционного усилителя цепь обратной связи выполнена положительной и включает в себя последовательно соединенные резистор и диод.Изобретение относится к устройствам для тепловой защиты и можетбыть использовано для защиты оттепловых перегрузок электромашини электрических аппаратов, в частности пускорегулирующих аппаратов 5для газоразрядных ламп,Известно устройство для защитыэлектродвигателей, в котором дляконтроля температуры использованытермисторы, содержащее блок питания, схему управления, состоящуюиэ двух параллельно включенныхтермисторов, последовательно которым включены туннельные диоды иисполнительный орган -.транзистор 15со схемой ИЛИ на входе, управляющий электромагнитным реле, Работаустройства основана на том, чтопри росте температуры объекта защиты, сопротивление термисторов падает, следовательно увеличиваетсяток через туннельные диоды. Приопределенном значении тока происходит скачкообразное изменение падения напряжения на туннельных диодах, в результате чего открывается исполнительный орган-транзистор.шунтируется обмотка реле и отключается объект защиты 13,Однако известное устройство необладает высокой стабильностьюзащитных характеристик поскольку изменение условий эксплуатации (например, температуры окружающей среды или сетевого напряжения ) приводит к изменению уставки срабатывания. Кроме того, после охлаждениязащищаемого объекта устройство возвращается в исходное состояние.что во многих случаях нежелательно.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для температурной защиты электродвигателя, содержащее источник пита-ния с целью стабилизации, операционный усилитель, охваченный обратной связью, первый вход которогоподключен к термодатчику, а второйк опорному потенциометру, общий вывод операционного усилителя соединеи с точкой соединения термодатчика и опорного потеациомвтра, а выход операционного усилителя присое-.динен к управляющей цепи тиристора,включенного последовательно с выходным органом 123.Данное устройство работает по принципу сравнения управляющего сигнала, снимаемого с термодатчика и напряжения, снимаемого с опорного 60 потенциометра, В условиях, когда температура обмотки защищаемого объекта не превышает допустимой.величины, выходное напряжение операционного Усилителя Равно нулю. При повышении температуры термодатчик изменяет свое сопротивление, выходнойсигнал операционного усилителя возрастает и вызывает срабатывание тиристора и исполнительного органа,Однако в условиях, когда эащища"емый объект в номинальном режиме работает при температурах, близких кмаксимально допустимым, а увеличениеего температуры при возникновенииаварийного режима происходит с небольшой скоростью 2-3 град 7 мин и менее этакие условия работы характерны, например. для пускорегулирующихаппаратов ), такое схемное решениене обеспечивает необходимой стабильности защитных характеристик и чувствительности, Отсутствие релейнойпередаточной характеристики у опера-.ционного усилителя и известная нестабильность характеристик тиристорасвязанная, например,с изменениемтемпературы окружающей среды ) обусловливает нестабильность установкисрабатывания, Кроме того, низкийкоэффициент усиления усилителя ограничивает чувствительность устройства.Целью изобретения является повышение точности и чувствительностиустройства путем повышения стабильности его защитных характеристик.Укаэанная цель достигается тем,что н устройстве, содержащем источник питания с целью стабилизации,операционный усилитель, охваченныйобратной связью, первый вход которого подключен к термодатчику,.а это"рой к опорному потенциометру, общийвывод операционного усилителя соединен. с точкой соединения термодатчика и опорного потенциометра, а выход операционного усилителя присоединен к управляющей цепи тиристора,включенного последовательно с выходным органом, цепь стабилизациивыполнена на транзисторе, эмиттеркоторого соединен с упомянутой точкой соединения термодатчика и опорного потенциометра, коллектор которого соединен с отрицательным выводом источника непосредственно, абаза подключена к средней точке делителя напряжения, образованногорезистором И стабилитроном которыйподключен к выходу источника питания, причем у операционного усилителя цепь обратной связи выполнена положительной и включает в себя последовательно соединенные резистор идиод,На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.устройство для тепловой защиты электрического аппарата содержит источник питания 1, подсоединенный к питающей сети, содержащий ограничи,1100679 40 45 Составитель Д,ЧекарьковТехред Ж. Кастелевич Корректор Ю,МакаренковфеЗаказ 4591/40 Тираж 614 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж-ЗЬ, Раушская наб., д. 4/5 Редактор Н.Горват Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 тельный конденсатор 2, диодный мост3, стабилитрон 4 и сглаживающийконденсатор 5, Кроме того, устройствосодержит делители напряжения 6,одиниз которых образован резисторами 7и 8, а второй.- резистором 9 и термодатчиком 10, включенными между положительным выводом источника питания1,общим выводом блока управления 11 иэмиттером транзистора 12, коллектор ко"торого подсоединен с отрицательномувыводу источника питания, а базак средней точке дополнительного делителя, образованного стабилитроном13 и резистором 14, включенных меж"ду выводами источниками питания 1,Входы блока управления 11 соединенысо средними точками делителей 6, авыход чеоеэ делитель напояжения.образованный оезистооами 15 и 16,подсоединен к управляющему электродуисполнительного органа тиристора 17,в анод .которого включена обмоткаэлектромагнитного реле 18, нормальнозамкнутый контакт которого 19 вклю. -чен последовательно с объектом защиты 20, Обмотка электромагнитного. реле 18 зашунтирована диодом 21,Блок управления 11 выполнен в видекомпаратора на базе интегральногооперационного усилителя 22 с цепьюобратной связи из резистора 23 идиода 24, которая включена между выходом усилителя 22 и входом, соединенным со средней точкой делителя,образованного резистором 9 и тер-модатчиком 10,Устройство для тепловой защитыэлектрических аппаратов работаетследующим образом,При замыкании сетевого выключателя 25 напряжение питающей сетиприкладывается к объекту защиты 20и блоку. питания 1, При этом, в случае, если температура объекта защиты 20 меньше допустимой величины,то сопротивление термодатчика 10,установленного на обмотке объекта 5 0 15 20 25 ЗО 35 защиты, оказывается меньше сопротив"ления опорного резистора 8,.тогдана выходе блока управления устанавливается низкий уровень управляющегонапряжения, близкий к нулю по отношению к отрицательному выводч блокапитания. Тиристор при этом эакоыти контакт 19 замкнут, Пои увеличениитемпературы обмотки защищаемого объекта до критического уровня сопротивление термодатчика 10 увеличивается,напряжение на прямом, входе усилителя 22 превышает напряжение генерации и на выходе блока управленияскачком устанавливается высокий уровень напряжения, близкий к величинеположительного напряжения источникапитания 1, При этом включается тиристор 17 и контакт 19 размыкается, отключая защищаемый объект 20 от питающей сети, После остивания обмоткизащищаемого объекта 20 контакт 19остается разомкнутым до тех пор,пока не будет разомкнут сетевой выключатель 25. Релейность передаточной характеристики усилителя 22 обеспечивается цепью обратной связи (резистор 23 и диод 24 ). Напряжение генерации, при достижении которого навыходе блока управления устанавливается высокий уровень напряжения,определяется величиной резистора 23.Транзистор 12 обеспечивает дополнительную стабилизацию напряжения делителей 6, повышая тем самым стабильность опорного напряжения, и одновременно симметрирует напряжение питания усилителя 22, Диод 24 устраня"ет влияние нагрузки блока управления на входную цепь. Повышение стабилизации напряжения питания делителей, построение. блока управления в виде компаратора, собранного на базе операционного усилителя с положительной связью, позволяет существенно повысить стабильность защитных характеристик и чувствительности защитного устройства.