| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Ринок технологій / Актуальні винаходи і моделі / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2095906
ПРИСТРІЙ ДЛЯ захист споживачів від перенапруження
У МЕРЕЖАХ змінного СТРУМУ
Ім'я заявника: Кресяк Віталій Миколайович; Кресяк Сергій Віталійович
Ім'я винахідника: Кресяк Віталій Миколайович; Кресяк Сергій Віталійович
Ім'я патентовласника: Кресяк Віталій Миколайович; Кресяк Сергій Віталійович
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1996.07.23
Суть винаходу: пристрій містить пороговий елемент і підключений до нього виконавчий орган. Виконавчий орган є одночасно захисним пристроєм і складається з силового сімістора, керуючий електрод якого з'єднаний з анодом через діодний міст з польовим транзистором, включеним в діагональ моста, затвор якого підключений до колектора транзистора ключового каскаду, має в ланцюзі бази послідовно включені резистор і стабілітрон, з'єднані з витоком польового транзистора, а його емітер підключений до накопичувального конденсатору і пороговому елементу, включені паралельно і з'єднані через резистор з випрямлячем напруги на діоді. Пристрій володіє підвищеною надійністю і перевантажувальної здатністю по напрузі і струму, мінімальними втратами потужності на споживача і здійснює захист від перенапруги при первісному включенні.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до електротехніки, зокрема до електричних мереж змінного струму, в яких можуть виникати перенапруги при нормальному режимі роботи системи електропостачання або в результаті аварії, і використовується для захисного відключення споживача при перевищенні напруги понад установлений значення.
Відомі пристрої захисту споживача від перенапруг, що містять пороговий елемент і підключений до нього виконавчий орган, виконаний з двох зустрічно-паралельно з'єднаних тиристорів, які шунтируют споживача в разі перенапруги, а в мережі живлення настає режим короткого замикання, в результаті чого спрацьовують апарати захисту від короткого замикання [1]
Однак для відновлення працездатності пристрою необхідно замінювати запобіжники або включати апарат захисту. В результаті цього відбувається значна втрата інформації.
Найбільш близьким за технічною сутністю і досягається ефекту до пропонованого пристрою є пристрій для захисту електроспоживачів від перенапруг, що містить пороговий елемент і підключений до нього виконавчий орган, виконаний з двох зустрічно-паралельно з'єднаних тиристорів, що має трансформатор, що погоджують тиристори і захисні зустрічно-паралельно з'єднані тиристори , включені послідовно зі споживачем електроенергії [2] При зростанні напруги в мережі живлення до граничної величини з виходу порогового елемента видається сигнал на керуючі електроди тиристорів, які відмикаються і шунтируют вторинну обмотку трансформатора. При цьому зменшується напруга, що надходить на керуючі електроди узгоджувальних тиристорів, які замикаються, а отже замикаються і захисні тиристори, а напруга в мережі живлення споживача знижується до нуля. Після зниження напруги живлення працездатність споживача автоматично відновлюється.
Недоліки такого пристрою наявність трансформатора, що працює при спрацьовуванні захисту в режимі максимального навантаження, що знижує надійність і обмежує можливість роботи пристрою при багаторазовому підвищенні напруги мережі живлення. При першому підключенні до мережі з підвищеною напругою до споживача надходить як мінімум один напівперіод підвищеної напруги мережі, так як пороговий елемент спрацьовує при досягненні заданої величини напруги, в той час як захисні тиристори вже відкриті керуючим струмом, і це може привести до виходу з ладу споживача при значних перевантаженнях мережі. Харчування ланцюгів управління захисних тиристорів зниженою напругою мережі від трансформатора знижує швидкість наростання струму на керуючих електродах, що призводить до деякої затримки включення тиристорів в кожній напівперіоді напруги мережі, а це призводить до втрати потужності на споживача.
Технічною задачею винаходу є підвищення надійності, комутованою потужності, перевантажувальної здатності по напрузі, зниження втрат потужності на споживача і захисту його при першому підключенні до мережі з підвищеною напругою.
Технічне завдання вирішується тим, що в пристрої для захисту споживача від перенапруг в мережах змінного струму, що містить пороговий елемент і підключений до нього виконавчий орган, новим є те, що виконавчий орган служить одночасно захисним пристроєм і складається з силового сімістора, керуючий електрод якого з'єднаний з анодом через діодний міст з польовим транзистором, включеним в діагональ моста, затвор якого підключений до колектора транзистора ключового каскаду, має в ланцюзі бази послідовно включені резистор і стабілітрон, з'єднані з джерелом польового транзистора, а його емітер підключений до накопичувального конденсатору і пороговому елементу, включеними паралельно і з'єднаними через резистор з випрямлячем напруги на діоді.
Проведені патентні дослідження підтверджують новизну, винахідницький рівень і промислову застосовність заявленого рішення. При цьому досягаються підвищена надійність і перевантажувальна здатність по напрузі через відсутність трансформатора, що працює в режимі максимального навантаження при підвищеній напрузі мережі, втрати потужності на споживача мінімальні за рахунок високої швидкості наростання струму управління силового сімістора шляхом додатка повної напруги мережі між його анодом і керуючим електродом. Крім того, захист від перенапруги при першому підключенні до мережі з підвищеною напругою здійснюється за рахунок перевищення часу заряду накопичувального конденсатора над часом відкриття симистора на кожному напівперіод мережевої напруги.
На кресленні представлена електрична схема пропонованого пристрою.
 |
Пристрій для захисту споживача від перенапруг в мережах змінного струму містить споживач електроенергії 1, виконавчий орган, який є одночасно захисним пристроєм, що складається з силового сімістора 2, керуючий електрод якого з'єднаний з анодом через діодний міст з діодами 3, 4, 5, 6 і потужним високовольтним польовим транзистором 7, включеним в діагональ моста. Затвор цього транзистора з'єднаний з витоком через резистор 8, а і підключений до колектора транзистора 9 ключового каскаду, база якого через резистор 10 і стабілітрон 11 з'єднаний з витоком транзистора 7, а між емітером і витоком включені паралельно накопичувальний конденсатор 12 і пороговий елемент 13. Випрямляч напруги на діоді 14 через струмообмежувальні резистор 15 з'єднаний з емітером транзистора 9. Пристрій працює наступним чином. При підключенні до мережі з нормальним напругою, недостатнім для спрацьовування порогового елемента 13, відбувається зарядка накопичувального конденсатора 12 позитивною напругою через резистор 15 від випрямляча напруги на діоді 14, і при досягненні напруги пробою стабілітрона 11 транзистор 9 відкривається і затвор транзистора 7 підключається до конденсатора 12, при цьому транзистор 7 відкривається позитивною напругою, прикладеним між витоком і затвором. |
Керуючий електрод симистора 2 через діодний міст 3, 4, 5, 6 і відкритий транзистор 7 виявляється сполученим з анодом, в результатом споживач електроенергії 1 підключається до електромережі. При цьому швидкість наростання струму управління максимальна, так як до відкриття симистора 2 між анодом і керуючим електродом на початку кожного напівперіоду докладено повне напруга мережі, а опору катод-керуючий електрод сімістора 2 і перехід стік-витік польового транзистора 7 у відкритому стані малі, що призводить до мінімуму час включення симистора на початку кожного напівперіоду мережі, а отже, до мінімальних втрат потужності на споживача, близьким до теоретично можливим. При відкритті симистора 2 ток управління падає практично до нуля, так як напруга між катодом і анодом дуже мало. Польовий транзистор 7 постійно відкритий позитивним напругою на накопичувальному конденсаторі 12. При зростанні напруги мережі вище граничного пороговий елемент 13 розряджає накопичувальний конденсатор 12 до нуля, що призводить до закриття транзистора 7 і силового сімістора 2, і споживач 1 відключається від мережі живлення, при цьому граничний напруга може багаторазово перемішувати номінальну напругу мережі і обмежена напругою пробою силового сімістора 2, польового транзистора 7 і діодів 3, 4, 5, 6.
При першому підключенні до мережі з підвищеною напругою силової симистор 2 закритий, так як час заряду накопичувального конденсатора 12, а отже, і відкриття польового транзистора 7, багаторазово перевищує час спрацьовування порогового елемента 13, при цьому граничний елемент 13 розряджає конденсатор 12, і споживач 1 захищений від перенапруги.
Таким чином, при використанні даного пристрою досягаються підвищена надійність і перевантажувальна здатність по напрузі і струму, мінімальні втрати потужності на споживача, захист від перенапруги при первісному включенні.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Пристрій для захисту споживача від перенапруг в мережах змінного струму, що містить пороговий елемент і підключений до нього виконавчий орган, що відрізняється тим, що виконавчий орган, який є одночасно захисним пристроєм, складається з силового сімістора, керуючий електрод якого з'єднаний з анодом через діодний міст з польовим транзистором , включеним в діагональ моста, затвор якого підключений до колектора транзистора ключового каскаду, що має в ланцюзі бази послідовно включені резистор і стабілітрон, з'єднані з джерелом польового транзистора, а його емітер підключений до накопичувального конденсатору і пороговому елементу, включеними паралельно і з'єднаними через резистор з випрямлячем напруги на діоді.
Версія для друку
Дата публікації 12.11.2006гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.