Автоматический выключатель с электронным управлением

Автоматический выключатель с электронным управлением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве устройства защиты и коммутации в автономных электрических сетях с централизованной защитой и управлением. Цель изобретения - расширение области использования. По сигналам системы централизованной защиты и управления, подаваемым на клеммы 20 и 21 трехвходовый оптронный согласующий узел подает сигнал на формирователь 8 импульса включения или формирователь 9 импульса отключения. Далее сигнал передается на электромагнитный привод 6, приводящий контактную систему 12 автоматического выключателя в соответствующее состояние. Имеется клемма 22 для подключения цепи ручного управления. При выходе из строя системы централизованной защиты отключение выключателя производит механизм 2 защиты по перегрузке с термочувствительным элементом. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Н 01 Н 71/16

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

-ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4447239/24 — 07 (22) 27.06,88 (46) 07.07,90, Бюл, N 25 (72) К,С. Мершавка, В.Б. Прудовский и В.А. Савенко (53) 621.316.547(088.8) (56) Патент США ¹ 4502033, кл. Н 01 Н 71/16, 1985.

Системы электроснабжения самолетов и вертолетов, Требования к качеству электроэнергии, ГОСТ 19705 — 81. — М., 1982. (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ С

ЭЛЕКТРОННЫМ УПРАВЛЕНИЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве устройства защиты и коммутации в автономных электрических сетях с централизованИзобретение относится к электротехнике, а более конкретно к аппаратам защиты и коммутации в электрических цепях с термочувствительным элементом и дистанционным управлением, и может быть использовано как устройство коммутации и защиты от перегрузок и коротких замыканий автономной, в частности бортовой авиационной системы распределения электроэнергии постоянного и переменного тока.

Цель изобретения — расширение области использования, На фиг. 1 приведена структурная схема автоматического выключателя с электронным управлением, включенного в силовую цепь и подключенного к кнопочному выклю„„5U„„1576927 А1 ной защитой и управлением . Цель изобретения — расширение области использования. По сигналам системы централизованной защиты и управления, подаваемым на клеммы 20 и 21, трехвходовый оптронный согласующий узел подает сигнал на формирователь 8 импульса включения или формирователь 9 импульса отключения. Далее сигнал передается на электромагнитный привод 6, приводящий контактную систему

12 автоматического выключателя в соответствующее состояние, Имеется клемма 22 для подключения цепи ручного управления.

При выходе из строя системы централизованной защиты отключение выключателя производит механизм 2 зэщиты по перегрузке с термочувствительным элементом.

2 ил. чателю; на фиг, 2 — электрическая схема оптронного согласующего узла.

Автоматический выключатель 1 с электронным управлением содержит механизм 2 защиты по перегрузке с термочувствительным элементом, расцепитель 3 с защелкой, ограничитель 4 тока обратной связи, источник 5 питания, электромагнитный привод 6, функциональный коммутатор 7, формирователи импульсов включения 8 и отключения

9, оптронный согласующий узел 10, переключатель 11 индикации состояния контактов, контактную систему I2, диод 13 развязки источника питания, выключатель

14 сигнала обратной связи, диод 15 развязки источника питания, клеммы 16 и 17 для подключения к источнику сети и нагрузке, клемму 18 для подключения дополнительно1576927 го питания, клемму 19 "Земля", клемму 20 для подключения централизованной системы управления, клемму 21 для подключения централизованной системы защиты, клемму 22 для подключения цепи ручного управ- 5 ления, например кнопочного выключателя

23, Включенная в силовую цепь между клеммой 16 и механизмом 2 защиты по neperpy3K8 контактная система 12 механиче- 10

° ски связана с расцепителем 3 с защелкой и выключателем 14 сигнала обратной связи, Расцепител ь 3 с защелкой механически связан с механизмом 2 защиты по перегрузке и электромагнитным приводом 6, Зункцио- 15 нальный коммутатор 7 мханически связан с контактной системой12, а электрически-выходом с электромагнитным приводом, а входами — с формирователями импульсов включения 8 и отключения 9. Оптронный 20 согласующий узел 10 своими входами соединен с клеммами 20 — 22 для подключения соответственно централизованных систем управления и защиты и цепи ручного управления, а выходами — с формирователями 25 импульсов включения 8 и отключения 9, Выключатель 14 сигнала обратной связи включен между диодами 13 и 15 развязки источника питания и ограничителем 4 тока обратной связи, выход которого соединен с 30 клеммой 22 для подключения цепи ручного управления, с которой соединен кнопочный выключатель 23. Источник 5 питания со,".динен с клеммой 19 "Земля", через диод 13 развязки — с клеммой 16 для подключения к 35 источнику сети, а через диод 15 развязки— с клеммой 18 для подключения дополнительного питания. Выход источника 5 питания соединен с оптронным согласующим узлом 10, Диоды 13 и 15 развязки источника 40 питания связаны также с электромагнитным приводом.

Автоматический выключатель с злеKT ронным управлением содержи также три клеммы 24 — 26 сигнализации состояния кон- 45 тактов, соединенные соответственно с размыкающим, замыкающим и общим контактами переключателя 11 состояния контактов, Оптронный согласующий узел 10 содер- 50 жит входной токоограничивающий 27, базовые 28 и 29, токоограничивающий 30 резисторы, первый транзисторный ключ 31, коллекторный 32 и базовый 33 резисторьI, второй транзисторный кг юч 34, резистор 55

35, третий транзисторный ключ 36, оптронную транзисторную пару 37, диод 38, резистор 39, выходной резистор 40, клемму 41 для подключения формирователя импульса включения, клемму 42 для подключения источника питания, клемму 43 для подключения формирователя импульса отключения, клемму 44 для подключения к диодной развязке.

Эмиттер транзистора и-р-и типа оптронной пары 37 подключен к клемме 19

"Земля", а к коллектору, соединенному с клеммой 41, подключены резисторы 39 и 40, первый иэ которых соединен с клеммой 42 для подключения источника питания, второй — с клеммой 43. Диод 38 подключен анодом к клемме 42, катодом — к аноду диода оптронной пары 37 и эмиттеру третьего транзисторного ключа 36 р-и-р-типа и через резистор 35 к клемме 44. База третьего транзисторного ключа 36 через базовый ре; зистор 29 соединена с клеммой 21 для подключения централизованной системы защиты. а коллектор через коллекторный резистор 32 подключен к клемме 19 "Земля".

Коллектор ключа 36 также соединен через базовый резистор 33 с базой второго ключа

34 п-р-и-типа; коллектор которого соединен с катодом диода оптронной пары 37, Эмиттер второго ключа 34 подключен через входной токоограничивающий резистор 27 к клемме 22 для подключения цепи ручного управления, а через токоограничивающий резистор 30 — к коллектору первого транзисторного ключа 31 и-р-п типа, База первого транзисторного ключа 31 подключена через базовый резистор 28 к клемме 20 для подключения централизованной системы управления, а его эмиттер соединен с клеммой

19 "Земля". Клемма 44 соединена с клеммами 16 и 18 через диоды 13 и 15 развязки источника питания. Клемма 41 соединена с входом формирователя 8 импульса включения, а клемма 43 — с входом формирователя

9 импульса отключения, Принцип работы автоматического выключателя с электронным управлением цоясняется на фиг, 1, Выключатель подключается в силовую цепь клеммой 16 к источнику сети, а клеммой 17 — к нагрузке.

На клемму 1 8 подается "плюс" напряжения дополнительной системы питания, на клемму 19 — "минус" f"Земля"). Источник 5 питания обеспечивает питание всех элементов электронной схемы независимо от того, в какой сети использован выключатель — постоянного или переменного тока. Для ручного включения на клемму 22 подается "Земля" через кнопочный выключатель 23. Если требуется включить автоматически выключатель сигналом от централизованной системы управления, на клемму 20 поступает сигнал "Плюс" на включение, В обоих случаях оптронный согласующий узел 10 выдает сигнал на вход формирователя 8, Фор1576927 мирователь 8 формирует импульсный сигнал и через контакты переключателя функционального коммутатора 7 на усилитель электромагнитного привода 6 поступает импульс напряжения, электромагнит привода срабатывает, механически воздействуя на расцепитель 3. В результате контакты контактной системы 12 замкнутся и встанут на защелку. Одновременно разомкнутся контакты выключателя 14 обратной связи, а переключатель функционального коммутатора 7 перебросит свои контакты и подготовится к получению сигнала на отключение от формирователя 9. При включении автоматического выключателя по сигналу от централизованной системы управления состояние контактов его контактной системы

12 не зависит от положения кнопочного выключателя 23 и наоборот, если автоматический выключатель включен вручную кнопочным выключателем 23, он не может управляться сигналом от централизованной системы управления, Если произойдет недопустимая перегрузка в силовой цепи за включенным автоматическим включателем; по сигналу от системы централизованной защиты, поступающему на клемму 21, элементы 10, 9 и 7 формируют импульс напряжения на электромагнитный привод, который срабатывает и воздействует на расцепитель 3, и его очередное срабатывание размыкает контакты контактной системы 12. Одновременно замыкаются контакты выключателя 14 и через ограничитель 4 тока подается на клемму 22 напряжение от диодов 13 и 15 развязки. При этом, если кнопочный выключатель 23 нажат (замкнут), то произойдет срабатывание его термочувствительного элемента. кнопка отожмется и тем самым информация о выключении выключателя появится на пульте экипажа.

Если при перегрузке сети по причине отказа системы централизованной защиты или любого из элементов 10, 9, 7, 5 и 6 не произойдет отключение включенного автоматического выключателя, срабатывает механизм 2 защиты по перегрузке с термочувствительным элементом путем воздействия его на расцепитель 3. Время срабатывания автоматического выключателя в этом случае большее, чем при централизованной дистанционной защите.

Оптронный. согласующий узел (фиг. 2) работает следующим образом.

При отсутствии сигнала защиты на клемме 21 на базу транзистора 36 через базовый резистор 29 поступает "минус".

Транзистор 36 открыт и по цепи клемма 44 — резистор 35 или клемма 42 — диод 38— транзистор 36 — резистор 32 — клемма 19 протекает ток. Если подать на клемму 22 (или клемму 20) сигналы управления на включение, то транзистор 34 откроется, По цепи клемма 44 — резистор 35 или клемма

42 — диод 38 — диод оптронной пары 37— транзистор 34 — токоограничивающий резистор 27 — клемма 22 или токоограничивающий резистор 30 — транзистор 31 — клемма

19 пройдет ток, Это вызовет открытие тран5

5 ронным управлением, содержащий силовую

10 зистора оптронной пэры и на клемму 41 поступит сигнал "Минус", формирователь импульса выдаст импульс, что- обеспечит включение автоматического выключателя.

Если сигнал включения с клеммы 22 (или 20) 15 снять, то транзистор 34 закроется. закроется и транзистор оптронной пары, что вызовет на клемме 43 появление сигнала "Плюс" и автоматический выключатель разомкнется.

При необходимости разрыва контактной системы включенного автоматического выключателя по защите от перегрузки на базу транзистора 36 через клемму 21 подается "Плюс", он закрывается, закрывается и

25 транзистор 34, что вызывает появление на, клемме 43 сигнала "Плюс" и автоматическии выключатель размыкается. Резистор

35 служит для токоограничения при использовании автоматического выключателя в сети переменного тока и при отсутствии питания от дополнительной сети, Использование автоматического выключателя с электронным управлением позволяет расширить область применения

35 коммутационных устройств в бортовых электрических сетях с централизованными системами защиты и управления. Вместе с тем, что в случае отказа систем централизованного управления и защиты работоспо40 собность сети сохраняется только с пониженным быстродействием защиты и возможностью ручного управления.

Формула изобретения

Автоматический выключатель с электконтактную систему с подвижными и неподвижными контактами, механизм защиты по перегрузке с термочувствительным элемен50

55 том. механически связанные с подвижными контактами силовой контактной системы переключатель индикации состояния контактов и расцепитель с защелкои, механически соединенный с механизмом защиты по перегрузке и с электромагнитным приводом, подключенным к выходу функционального коммутатора, механически связанного с подвижными контактами силовой контактной системы, два входа которого включены на выходы формирователей включения и от 1576927

24 25 28

19

22 го

ЮИ 2

Составитель Н.Косточко

Техред M.Mîðãeíòàë Корректор И.Муска

Редактор И.Шулла

Заказ 1848 Тираж 459 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101 ключения, входы которого соединены с клеммой для подключения цепи ручного управления и выходом ограничителя тока обратной связи, вход которого подключен к выключателю сигнала обратной связи, механически соединенному с подвижными контактами силовой контактной системы и подключенному к входу источника питания. при этом оптронный согласующий узел состоит из оптронной пары, катод диода которой соединен через входной резистор с клеммой для подключения цепи ручного уп, равления, а анод через резистор соединен с катодами двух диодов развязки, включен,ных на вход источника питания, эмиттер транзистора п-р-и-типа оптронной пары подключен к "минусу" источника, коллектор подключен к входу формирователя импульса включения и через резистор — к входу . формирователя импульса отключения, дио да, катод которого соединен с анодом диода оптронной пары, а анод соединей с выходом источника питания и через резистор — с коллектором транзистора оптронной пары, о тл и ч а ю шийся тем, что с целью расширения области использования, в оптронный согласующий узел введены три транзистора и четыре резистора, причем между катодом

5 диода оптронной пары и входным резистором включен первый транзистор п-р-п-типа, коллектор которого подключен к диоду оптронной пары,,эмиттер соединен с входным резистором, а база через базовый резистор

10 соединена с коллектором второго транзистора р-и-р-типа эмиттер которого соединен с анодом диода оптронной пары, база через базовый резистор соединена с клеммой для подключения централизованной си15 стемы защиты. а коллектор через коллекторный резистор соединен с "минусом" источника и эмиттером третьего транзистора п-р-п-типа, база которого соединена через базовый резистор с клем20 мой для подключения централизованной системы управления, а коллектор через токоограничивающий резистор соединен с эмиттером первого транзистора.