Устройство для защиты электропотребителя от минимального напряжения с выдержкой времени

Е Он.) " л.)БАТЕ 11. ;, . б б Союз СоветскихСоциалистицескихРеспублик АВТОРСКОМУ СВ ИДЕТ ЕЛЬ СТ 1) Дополни ное к авт. свид-ву -,1 Цо -п исоедине заявк Государстеениый коиетет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретени Астапо нко, Н. Ф. Гончаров, А. А, Бойко, Р.В. И. Турченков и А, Г, Романова) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗА;ЦИТЫ ЭЛЕКТРОПОТРЕБИТ ОТ МИНИМАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ВЫДЕРЖКОЙ ВРЕМЕНИИзобретение относится к устройствам защиты электропотребителей от минимального напряжения с выдержкой времени.Известны устройства зашиты, содержащие электромагнитчое универсальное реле с контактом в цепи катушки контактора, конденсатор с запасом энергии для включения и удержания реле в течение заданного промежутка времени, переключатель сбп- ротивлений и тумблер для настройки выдержки времени в условиях эксплуатации, авто- трансформатор и выпрямитель для заряда конденсатора от сстц, а также кнопку Пуск . и кнопку Стоп контактора, имеющую один размыкающий контакт 1 .Однако такие устройства мало надежны при кратковременных исчезновениях напряжения питания, следующих одно за другим в течение времени большого, чем установленная выдержка времени, а также из-за наличия большого количества механических контактов; не технологичны в изготовлении из-за наличия автотрансформатора; потребляют значительную электрическую энергию в рабочем режиме; имеют сложную схему, Кроме того, такие устройства не универсальны при подключении к источникам напряжения питания из-за необходимости изменения отводов автотрансформатора"прй подключении к другому источнику питающего напряжения.Известно устройство, наиболее близкоепо технической сущности и достигаемому результату к изобретению, содержащее кнопки Пуск и Стоп, включенные последовательно с катушкой силового реле, последовательно включенный выпрямитель, резис тор и времязадающий конденсатор, параллельно которому включен стабилитрон и обмотка удерживающего реле, замыкающий контакт, которого шунтирует кнопку Пуск, а между обмоткой удерживающего реле и 5времязадаюшим конденсатором включен размыкаюций блок-контакт пускателя, параллельно которому подключен удерживающий конденсатор и кнопка контроля; тиристор с ограничительным резистором, подключенный параллельно стабилитрону, и транзистор, 20 база которого соединена с базовым резистором 2.Недостатком известного устройства является невозможность подключения его к661673 40 3действующему потребителю без остановкитехнологического производства и малая возможность его функционального применения.Целью изобретения являетсявозможность подключения к действующему потребителю электроэнергии без останова технологического производства с обеспечением универсальности состыковки при различных вариантах комбинации элементов в технологической нитке и расширение функциональных возможностей применения.Указанная цель достигается тем, что устройство для защиты электропотребителя от минимального напряжения с выдержкой времени, содержащее кнопки Пуск и Стоп, включенные последовательно с катушкой силового реле, последовательно включенные выпрямитель, резисторы и времязадающий конденсатор, параллельно которому включен стабилитрон и обмотка удерживающего реле с контактом шунтирующим кнопку Пуск, а между обмоткой удерживающего реле и времязадающим конденсатором включен размыкающий блок-контакт силового реле параллельно которому включен удерживающий конденсатор и кнопка контроля, тиристор, подключенный параллеЛьно стабилитрону, и транзистор, база которого соединена с резистором, снабжено опорным стабилитроном, конденсатором обратной связи, дополнительным ограничительным резистором, диодом и импульсным трансформатором с двумя первичными обмотками и одной выходной обмоткой, которая соединена с катодом и управляющим электродом тиристора, одна из первичных обмоток соединена через базо-коллекторный переход транзистора с опорным стабилитроном, а другая обмотка через базо-эмиттерный переход и дополнительный ограничительный резистор соединена с резистором, конденсатор обратной связи подключен между начальными выводами первичных обмоток импульсного трансформатора, а диод включен между дополнительным резистором и кнопкой Стоп.На чертеже показана схема устройства.Устройство содержит катушку силового реле 1, размыкающий блок-контакт 2 силового реле, замыкающий блок-контакт 3 этого реле, контакт 4 силового реле в цепи управления электропотребителем, электропотребитель 5, источник 6 питающего напряжения, резистор 7, времязадающий конденсатор 8, стабилитрон 9, обмотку удерживающего реле 10, удерживающий конденсатор 11, замыкающие контакты 12 и 13 реле, элемент контроля 14, кнопку контроля 15, кнопку Пуск 16, кнопку Стоп 17, первый ограничительный резистор 18, тиристор 19, транзистор 20, второй ограничительный резистор 21, базовый резистор 22, опорный стабилитрон 23, выпрямитель 24, диод 25, импульсный трансформатор 26, конденсатор 27 обратной связи. 4Устройство работает следующим образом.При наличии напряжения питания и отключенном состоянии силового реле 1 всеэлементы устройства обесточены за счет то 5 го, что кнопка 16 разомкнута, а шунтирующие ее блок-контакты 3 силового реле 1и контакт 12 реле 10 также разомкнуты.При этом обмотка реле 10 через размыкающий блок-контакт 2 силового реле 1 шунти 1 Орована большой по величине емкостью конденсатора 8, который делает невозможнымвключение реле 1 О при любом уровне электрических паводок во внешних цепях и нажатии кнопки элемента контроля 4, Это обстоятельство обеспечивает отсутствие ложных включений реле 10, а следовательно,и всего устройства в рассматриваемом режиме работы.Кроме того, рассматриваемый режим работы характеризуется тем, что все детали,входящие в схему устройства, обесточены.20 Благодаря этому обеспечивается максимально высокая надежность всех элементов схемы и устройства в целом и максимальновозможная экономия электроэнергии.В момент включения кнопки Пуск 16через катушку силового реле 1 протекаетток, поскольку кнопка Стоп 17 замкнута.При этом силовое реле 1 срабатывает исвоим блок-контактом 3 шунтирует кнопкуПуск 16 и далее при ее отпускании происходит самоудержание силового реле 1во включенном состоянии током, протекающим через его блок-контакт 3. При срабатывании силового реле 1 блок-контакт 2 размыкается, а контакты 4 силового реле 1включают электропотребитель 5.Напряжением с катушки силового реле35 1 через резистор 7 происходит заряд времязадаюшего конденсатора 8, а также удерживающего конденсатора 11 до напряжения стабилизации стабилитрона 9.Емкость времязадающего конденсатора8 более, чем на два порядка, превышаетемкость удерживающего конденсатора 11,так как назначение конденсатора 8 состоит в том, что он должен удерживать реле 10во ключенном состоянии при изчезновенийнапряжения сети в течение заданного вре 45 мени, например, равного 5 с, тогда как конденсатор 11 предназначен для удерживания реле во включенном состоянии на время перехода силового реле 1 из отключенного состояния во включенное. Это время примерно составляет доли секунды.50Включение реле 10 током заряда конденсатора 11 невозможно из-за большойвеличины сопротивления резистора 7. Особенностью изобретения является возможность использования сопротивления резис 55 тора 7 очень большой величины. Это сопро тивленйе в основном определяется по верхнему пределу величины токов утечки конденсаторов 8 и 11,5661673Указа нная возможность обеспечиваетследующие преимущества устройства: малое потребление электрической энергии устройства в фабочем режиме (на порядок мень.ше, чем известные устройства аналогичногоназначения), высокую надежность устройства в работе за счет малых токов, протекающих через элементы схемы, и малогорассеивания на них электрической мощности,универсальность подключения к источникампитания, которая выражается в том, чтоустройство можно подключать к различным 10номиналам напряжения без изменения номиналов элементов схемы.При исчезновении питающего напряжения происходит отключение силового реле 1,При этом размыкаются блок-контакт 3 и контакт 4 силового реле 1, блок-контакт 2 замы 15кается,При этом удерживающий конденсатор11 разряжается через блок-контакт 2, а реле 10 подключается параллельно заряженному конденсатору, Срабатывание реле 10, 20вызывает замыкание его контакта 12, включенного параллельно кнопке Пуск 16,Это состояние реле 1 О сохраняется в течениевполне определенного времени задержки(например, 5 с), определяемого параметрами - емкости времязадающего конденсатора 8 и сопротивления обмотки реле 1 О.Если в течение заданного времени напряжение питаний восстановится, то силовоереле 1 автоматически включается без нажатия кнопки Пуск 16, поскольку катушкаэтого реле останется подключенной к напря 30жению питания через контакт .12 реле 1 О.Если напряжение питания восстановитсяпосле заданного времени, то силовое релеавтоматически включиться не сможет из-затого, что контакт 12 реле 1 О к этому времени окажется разомкнут.При кратковременном исчезновении напряжения питания энергия, запасенная конденсатором 8, определяется временем обесточенного состояния катушки силового реле 1.Чем меньше время исчезновения напряжения питания, тем меньше потеря энергии,запасенной времязадающим конденсатором8, и тем меньше потребуется времени дляее восстановления,45В связи с тем, что потеря энергии заря женного конденсатора 8 при кратковременном, следующим одно за другим исчезновением напряжения питания, происходит частично с последующим ее восстановлением при появлении напряжения сети, то устройст во способно удержать силовое реле во включенном состоянии в течение значительно большего времени, чем заданное время задержки.При включенном электропотребителе и наличии питающего напряжения транзистор 20 обесточен, так как его коллекторная и эмиттерная цепи подключены параллельно нормально замкнутым контактам кнопки Стоп 17.При оперативном отключении электропот ребителя нажимается кнопка Стоп 17. При этом через диод 25 и резистор 21 начинает заряжаться конденсатор 27 обратной связи. Когда напряжение на нем достигает напряжения пробоя опорного стабилитрона 23, а это произойдет в течение малого промежутка времени (доли миллисекунд), из-за малой величины емкости конденсатора на выходной обмотке импульсного трансформатора 26 формируется мощный импульс. Этот импульс включает"тйрйстор 19, через который полностью разряжается времязадающий конденсатор 8. Резистор 18 предназначен для ограничения тока разряда конденсатора 8 до значения величины тока, допустимой через тиристор 19. Вследствие уменьшения тока через силовое реле 1 до малой величины, определяемой резистором 21, контакты 3 силового реле 1 размыкаются, и устройство возвращается в исходное состояние.В устройстве предусмотрен периодический контроль исправности схемы. В качестве элемента контроля 14 может использоваться, например, накальная лампа, стрелочный прибор, сигнальная люминесцентвая лампа и т. п. В качестве элемента контроля 14 использована накальная лампа, включенная последовательно" с"койтактом 13 реле 10. Этот контакт реле может быть замыкающим или размыкающим в зависимости от выбранного режима контроля - темный или светлый режим, Например, при замыкающем контакте 13 элемент контроля 14 выключен при включенномсостоянии катушки реле 1. При нажатии кнопки контроля 15 реле.10 включается, его контакт 13 размыкается и через элемент контроля 14 протекает ток за счет приложенного к катушке силового реле 1 напряжения в течение времени удержания реле 10 во включенном состоянии.Возможность подключения устройства .к действующему потребителю электроэнергии без останова технологического производства достигается тем, что при подключении устройства не нарушается целост. ность электрической цепи управления силовым реле, не требуется заменять кнопки Стоп 17 с одной парой контактов, установленные ранее на технологических линиях, на кнопки с двумя парамй контактов, что необходимо в прототипе, Не требуется изменять общепринятый порядок расположения пусковых кнопок и силового реле и по- лярность напряжения питания при постоянном токе и использбвать устройство при подключении к переменному току напряжения сети практически любой амплитуды, несмотря на использование в устройстве низковольтного транзистора 20 и низковольтного тиристора 19 из-за того, что напряжение на661673 Формула изобретения Состав иТехред ОТираж 8 Редактор В. фельдмЗаказ 2502/58 комитета СС и открытий шская наб., д род, ул. Прое ЦНИИПпо 113035, М илнал ППП Государственного елам изобретений сква, Ж - 35, Ра Патент, г. Ужг 4/5 тнаятеб тмил эл 1 тмтйебб еее,тт 1 жбт быть больше, ием напрЯжейиеф 65 бя фабйлитрона 9 и опорного стабилигрона ф.ф ,Устройство для защиты электропотребителя от минимального напряжения с выдержкой времени, содержащее кнопки Пуск и Стоп, включенные последовательно с катушкой силового реле, последовательно вклю.ценные выпрямитель, резистор и времязадающий конденсатор, параллельно которому включен стабилитроц и обмотка удерживающего реле с контактом, шунтирующим кнопку Пуск, а между обмоткой удерживаю- ЩЕГО РЕЛЕ И ВРЕМЯЗаДеЗЮЦЦ 1 М КОЦДЕНСатОРОМ включен размыка 1 ощцй блок-контакт силового реле, параллельно которому включен удер - живающий конденсатор и кнопка контроля, тиристор, подключенный параллельно стабилитрону, и транзистор, база которогосое дийена с резистором, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено опорным стабилитроном, конденсатором обратной связи, дополнительным ограничительным резистором,диодом и импульсным трансформатором сдвумя первичными обмотками и одной выходной обмоткой, которая соединена с катодоми управляю 1 цим элетродом тиристора, однаиз первичных обмоток соединена через базо-коллекторный переход транзистора с опор"ным стабилитроном, а другая обмоткачерез базо-эмиттерный переход и дополнитЕЛЬНЫй ОГРат 1 ИЧИтЕЛЬНЫй РЕЗИСТОР СОЕДИНЕна с резистором, конденсатор обратной связи подключен между начальными выводамипервичных обмоток импульсного трансформатора, а диод включен между дополнительцым ограничительным резистором и кнопкой Стоп.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Информация на изделия электрической промышленности. 1968,2048 серия 07,раздел 14.2. Заявка2420289/24 - 04,кл. Н 02 Н 3,24, 17. 11.76, по которой принято решение о выдаче авторского свидетсл ьства. ль Т. ЩегольковаЛуговая Корректор О. БилПодписное