Принципиальные схемы устройств, отключающих источник питания при коммутации цепи, приведены на рис. 5.13. В цепях постоянного тока для контроля начала коммутации широко применяют дроссель (рис. 5.3а). [3,13]. Схема устройства, контролирующего напряжение на выходе источника, приведена на рис. 5.13 б. Устройство содержит тиристор и конденсатор, подключенный между анодом и управляющим переходом тиристора. В этом случае напряжение на выходе источника также зависит от индуктивности и сопротивления источника нагрузки. При изменении напряжения источника на величину ΔU ток, протекающий через управляющий переход тиристора, зависит от сопротивления источника источника R1 и входного сопротивления тиристора R2.
В источниках переменного тока для контроля начала коммутации применяют RC - и LС- фильтры верхних частот (рис. 5.13в). Частоту среза фильтров выбирают выше питающего напряжения [14].
При постоянной частоте питающего напряжения начало коммутации можно контролировать с помощью включенных последовательно в цепь LС-контуров, резонансная частота которых равна частоте питающего напряжения (рис. 5.14). При коммутации цепи высокочастотные составляющие напряжения выделяются на LC-контуре, который подключен параллельно управляющему переходу тиристора. Этим сигналом тиристор включается и шунтирует источник питания.
|
|
Поскольку изменение напряжения на источнике питания зависит от начального скачка напряжения, а также от параметров источника и нагрузки и может быть недостаточным для включения тиристоров, широко применяемых в управляющих искрогасящих шунтах, часто в устройствах искрозащиты производят усиление сигнала, поступающего на вход элемента, контролирующего изменение напряжения на источнике питания, или усиление выходного сигнала этого элемента, поступающего на элемент, отключающий источник питания.
Рис.5.13. Схемы отключения источника питания при комутации цепи
Рис.5.14. Схемы выделения сигнала при коммутации цели с помощью последовательного LC-фильтра
На рис. 5.15 приведена схема управляемого шунта, в котором для увеличения изменения напряжения на выходе источника используется ограничитель. При нормальной работе напряжение на сопротивленияхR1 и R4 практически равно нулю и транзисторы VT1 и VT2 заперты. При полярности питающего напряжения, когда плюс подается на анодышунтирующих диодов VD9 и VD11, эти диоды открыты, чем обеспечивается базовый ток включенного последовательно с нагрузкой транзистора VT4, который открывается и обеспечивает ток нагрузки.
Рис.5.15. Схема устройства искрозащиты источника с ограничителем
|
|
Усиление выходного сигнала устройства, контролирующего начало коммутации (в данном случае RC-фильтра), создается управляемым шунтом, схема которого приведена на рис. 5.16. При нормальной работе напряжение на выходе фильтра практически равно нулю, так как частота среза фильтра выбирается значительно выше частоты питающего напряжения. Поэтому транзисторы VT2, VT3 и VT1 заперты и на вход тиристора VS1 сигнал не поступает.
Рис.5.16. Схема устройства искрозащиты для источника питания с усиленным выходным сигналом
При размыкании цепи нагрузки на резисторе возникает напряжение, открывающее транзистор VT2. При открывании этого транзистора ток проходит через база-эмиттерный переход транзистора VT1 и открывает его. Ток открытого транзистора проходит черед диод VD3, резистор R4 и управляющий переход тиристора VS1. Тиристор VS1 открывается и шунтирует источник питания. При этом ток через управляющий переход тиристора ограничивается только резистором R4, т.е. не зависит от выходного сигнала фильтра и может иметь любое значение. Длительность и величина выходного сигнала фильтра не влияют на открывание тиристора, так как базовые токи транзисторов VT 2 и VT1 поддерживаются после их открывания независимо от наличия выходного сигнала фильтра. При замыкании цепи нагрузки (при той же полярности питающего напряжения) на резисторе R2 возникает напряжение, отпирающее транзистор VT3. Это напряжение вызвано тем, что конденсаторы С1 и С2 разряжаются через нагрузку и резисторы R1 и R2. Поскольку параллельно R2 включен диод VD2 и последовательно с ним база-эмиттерный переход транзистора VT3, ток разряда емкости протекает через этот переход. Вследствие этого транзистор VT3 отпирается, а по цепи диод VD2 ( VT3открыт), база-эмиттерный переход VT1, резистор R1, диод VD3 и управляющий переход тиристора VS1 отпирается транзистор R4. При этом ток управления тиристора VS1 неизменен, как и в случае размыкания цепи, независимо от наличия выходного сигнала фильтра [3].
Литература:
[1, 3, 7, 10, 11, 13,14]
Содержание отчета
• Тема и цель работы.
• Номер варианта и задание на выполнение лабораторной работы
• Привести иллюстрирующие кривые зависимостей искробезопасных мощностей от частоты, напряжения различных цепей (по форме импульсов) повышенного напряжения
• Привести принципиальные схемы устройств искрозащиты для отключения источников питания при коммутации цепи
Выводы