Устройство для тепловой защиты электроустановки

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфвэ СфветскмяСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 231081 (21) 3348663/24-07 311 М. Кп. Н 02 Н 5/04 с присоединением заявки Йо Государстаеииый комитет СССР ио делам изобретений и открытий(23) Приоритет Опубликовано 28 Я 2 ВЗ, бюллетень Йо 833 ) УДК 621 . 316. .925088.8) Дата опубликования описания 280283. (71 Заявитель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИИзобретение относится к электротехнике, к категории тепловой защиты электротехнических и электронных установок различного. назначения.Известно контактное устройство для тепловой за 4 иты электроустановки, от. - ключающее защищаемую установку от источника питания, если ее температура превысила допустимое значение 1.Недостаток известного устройства состоит в сложности перестройки температуры отключения и низкой точности измерения ее величины.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является уст ройство для тепловой:защиты электроустановки, содержащее, датчик температуры, включенный в одно из плеч мостового преобразователя температурыи дифференциальный усилитель, входы которого подключены к измерительной диагонали мостового преобразователя температуры, а выход -, к входу исполнительного блока 2,Такое устройство допускает пере стройку температуры срабатывания в широких пределах. Однако такое устройство рассчитано на использование в качестве датчиков только высокоомных полупроводниковых терморезисторов. 30 Применение проволочных датчиков сопротивления, широко распространенных в проьеаяленностн благодаря высоким метрологическим свойствам, в таком устройстве практически невозможно иэ"за их низкой чувствительности и очень малого значения их сопротивления.Цель изобретения - повышение точ" ности измерения температуры срабатывания защиты.Поставленная цель достигается тем, что устрсйство для тепловой защиты электроустановки, содержащее источник питания, датчик температуры, включенный в одно иэ плеч мостового преобразователя температуры, и дифференциальный усилитель, входы которого подключены к выходной диагонали мос" тового преобразователя температуры,а выход - к входу исполнительного блока, дополнительно снабжено разделительным диодом, интегрирующий ВС-цепочкой, резистивным делителем и транзисторным ключем, коллектор которого соединен с выходной диагональю мостового преобразователя температуры, эмиттер - с плюсовой шиной источника питания, а база через ограничивающий резистор - с выходомО дифференциального усилителя, инвертирующий вход которого подключен к выходу интегрирующей цепочки, вход ко"торой подключен к плюсовой шине источника питания, причем вход реэистив"ного делителя подключен к выходу.дифференциального усилителя и черезразделительный диод - к входной диагонали мостового преобразователя температуры, а выход резистивного делителя подключен к неинвертирующемувходу дифференциального усилителя.На фиг, 1 представлена Функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - эпюры напряженийв некоторых характерных точках схемы при различных температурах на эащищаемой установке,Устройство защиты от перегрева(Фиг. 1) содержит мостовой преобразователь 1 температуры, состоящийиз реэистивного датчика 2 температуры и постоянных резисторов 3-5, выходная диагональ которого соединенас входами дифференциального усилителя б, а входна - с коллектором транэисторного ключа 7, эмиттер которогосоединен с плюсовой шиной источникапитания, а база - через ограничивающий резистор 8 с выходом дифференци-ального усилителя (с коллектором еговыходного транзистора), интегрирующуюВС-цепочку 9 и 10, выход которой подключен к инвертирующему входудифференциального усилителя б, резистивный делитель 11 и 12, вход которого подключен к выходу дифференциального усилителя б, а выход - к егонеинвертирующему входу, разделительный диод 13 и исполнительный блок 14.Устройство защиты от перегреваработает в двух режимах. 40Первый режим - генерация прямоугольных импульсов с большой скважностью когда температура на защищае-.мой установке лвжит в допустимых пределах. При включении источника питания выходной каскад дифференциального усилителя б закрыт, так как напряжение на его инвертирующвм входеравно нулю (конденсатор 10 не заряжен), а на неинвертирующем входе равно некоторому конкретному значению,определяемому сопротивлением резистора 12 и током через резисторы 9,2 и 5током через резистор 11 обратной связи можно пренебречь), закрыт также и транзистор 7. Рачинается заряд конденсатора 10 через резистор 9.и, как только напряжение нанем сравняется с.напряжением на резисторе 12, выходной каскад дифферен,циального усилителя 6 открывается, 60открывая при этом транзистор 7( Фиг. 2 б), К мостовому преобразователю температуры 1 прикладываетсяпочти все напряжение от источника питания на время разряда конденсатора 65 10 по цепи датчик 2 температуры диод 13 и коллектор-эмиттер выходного транзистора дифференциального усилителя 6. После разряда конденсатора 10 выходной каскад дифференциального усилителя 6 и транзистор 7 закрыва" ются и процесс повторяется. Поскольку цепь заряда конденсатора 10 имеет значительно большее сопротивление, чем цепь разряда, то легко можно получить скважность генерируемых импульсов порядка нескольких сотен.При такой скважности можно легко подавать импульсы, поступающие на исполнительный блок 14, простейшим Фильтром нижних частот (фиг. 2 в).В течение действия импульса к мостовому преобразователю 1, как было отмечено прикладывается почти все на пряжение питания и, если температура лежит в допустимых пределах, то после окончания действия импульса на. пряжение, снимаемое с датчика 2, остается меньше напряжения на резисторе 5 и выходной каскад дифференциального усилителя яакрывается.Вторбй режим - режим усиления когда температура на защищаемой установке превысила допустимую, В этом случае до окончания действия.импульса напряжение на резистивном датчике 2 увеличится и превысит напряжение на резисторе 5, выходной каскад дифференциального усилителя 6 останется открытым и генерация срывается. Исполнительный блок 14 срабатывает и выдает сигнал перегрева, После охлаждения защищаемой установки напряжение на реэистивном датчике 2 уменьшается, возникает генерация и исполнительный блок 14 снимает сигнал перегрева.Разность между температурой включения сигнала перегрева и температурой, при которой этот сигнал снимается, можно регулировать в широких пределах изменением номинала резистора 11.Благодаря большой скважности импульсов, на вермя действия которых подается измерительный ток в датчик температуры, величину этого тока мож. но сделать достаточно большой (100 мЛ и более). При использовании проволочного датчика температуры с сопротивлением всего 10 Ом выходное напряжение мостового преобразователя температуры составит величину порядка 5 мВ/1 С, что обеспечит точность измерения температуры порядка 0,2 О С при использовании дифференциального усилителя с дрейфом 10 мкВ/1 С в диапазоне температур Окружающей среды от -50 до +5 бфС.Таким образом, достигается выполнение поставленной цели, а именно, в предлагаемом устройстве можно использовать датчик температуры с номинальным сопротивлением от единиц Омдо сотен кОм с температурным коэффициентом до 0,1/1 аС.Формула изобретенияУстройство для тепловой защиты электроустановки, содержащее источник питания, датчик температуры, включенный в одно иэ плеч мостового преобразователя температуры, и дифферен иальный усилитель, входы которого подключены к выходной диагонали мостового преобразователя температуры, а выход - к входу исполнительного блока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, 35 что, с целью повышения точности измерения температуры срабатывания,оно дополнительно снабжено разделительным диодом, интегрирующей ЙС-цепочкой, реэистивным делителем и транзисторным ключом, коллектор которого соединен с входной .диагональю мостового преобразователя температуры,эмиттер - с плюсовой шиной источника питания, а база через ограничивающий реэистор - а выходом дифференциальногоусилителя, инвертирующий вход которого подключен к выходу интегрирующейцепочки, вход которой подключен кплюсовой шине источника питания,причем вход реэистивного делителя подключен к выходу дифференциальногоусилителя и через разделительный диод - к входной диагонали мостовогопреобразователя температуры, а выход реэистивного делителя подключенк неинвертирующему входу дифференциального усилителя. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Мельник Г.В., Романенко Е.Ъ.и др. Регулятор температуры с усилением-сигнала ошибки на несущей частоте. Информационно-справочный лис"ток, 9021471, МРП. 1970.2, Буяльский К.Е. Меланьин В.Г. идр. Стабилизатор температуры для сис.тем охлаждения РЭА. Вопросы радиоэлектроники, сер.ТРТО, вып. 3, 1974,с. 38-45,иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Эйкаэ 1430/65 Тираж 615 ВНИИПИ Государственного по делам иэобретениЯ 113035, Москва, Ж, Ра