SU1430550A1 - Method of providing for spark-safety of induction load - Google Patents

Abstract

Изобретение предназначено дл  обеспечени  искробезопасности индуктивных нагрузок систем автоматически и телемеханически, примен емых во взрывоопасных предпри ти х горной, химической, газовой и нефт ной пром- сти. С целью повьппени  передаваемой искробезопасной мощности измер ют падение напр жени  на полупроводниковом шунте, которым закорачивают цепь с током, создаваемым индуктивной нагрузкой после ее коммутации, и на эквивалентном элементе. Сравнивают эти надр жени  и при их равенстве ток создаваемый индуктивной нагрузкой, замыкают через эквивалентный элемент. Последовательные полупроводниковые ,шунты обладают нелинейной вольтаютер- ной хар-кой. Их применение позвол ет повысить искробезопадную мощность. При этом подключение индуктивной нагрузки к искробезопасным источникам становитс  абссытютно безопасным. 5 ил, The invention is intended to provide the intrinsic safety of inductive loads of systems automatically and telemechanically used in explosive enterprises of mining, chemical, gas and oil industry. In order to increase the transmitted intrinsically safe power, a voltage drop is measured on a semiconductor shunt, which is short-circuited with a current generated by an inductive load after it is switched, and on an equivalent element. These stresses are compared and, if they are equal, the current created by the inductive load is closed through an equivalent element. Sequential semiconductor shunts have a nonlinear voltater characteristic. Their use allows to increase the spark-free power. In this case, the connection of an inductive load to the intrinsically safe sources becomes absolutely safe. 5 or

Description

4ь ё4y e

слcl

Изобретение относитс  к способам обеспечени  искробезопасности индуктивных нагрузок систем автоматики и Телемеханики, примен емых в шахтах, опасных по газу или пыли и во взрьюо- опасных помещени х предпри тий химической , газовой и нефт ной промышленности ,The invention relates to methods for ensuring the intrinsic safety of inductive loads of automation and telemechanics systems used in gas and dust hazardous mines and in hazardous areas of chemical, gas and petroleum enterprises,

Цель изобретени  - повышение nepeДаваемой искробезопасной мощности,The purpose of the invention is to increase the neperemployed intrinsically safe power

На фиг. 1-5 показаны варианты уст- | ойства, реализующего способ.FIG. 1-5 shows the variants of the mouth | The features that implement the method.

Способ заключаетс  в том, что при размыкании (фиг, 1) на выходе источни ka питани  (нагрузка отключена) дифференциальное уравнение переходных процессов в цепи записываетс  в видеThe method consists in the fact that when open (FIG. 1) at the output of the power source ka (load disconnected) the differential equation of transients in the circuit is written as

Е ipRo Up,E ipRo Up,

- ЭДС источникаi- emf source

-ограничительное сопротивление j- limiting resistance j

- ток в разр де 25- current in discharge 25

f-)напр жение на разр де,f-) discharge voltage

разр де измен етс  по законуdischarge de changed by law

Е -Up E-Up

р  R

Дифференциальное уравнение, опи- icывaющee переходной процесс в индуктивной цепи с диодным шунтом, при ;падении напр жени  на нагрузке мень- ше напр жени  зажигани  дуги, имеет видThe differential equation describing the transient process in an inductive circuit with a diode shunt, when; the voltage drop across the load is lower than the arc ignition voltage, has the form

: Е - ipRo + v,- и, Up, ,: E - ipRo + v, - and, Up,,

где и q - падение напр жени  на сопротивлении шунтирующего диода;where and q is the voltage drop across the resistance of the shunt diode;

Ua - падение напр жени  на сопротивлении последователь- кого диода, Ток в разр де равенUa is the voltage drop across the resistance of the series diode, the current in the discharge is equal to

Е - и р + - Uji IP g--E - and p + - Uji IP g--

При и л, Ua выражение дл  тока в разр де принимает видWhen u l, ua the expression for the current in the discharge takes the form

Е - UpE - Up

1Р -R;- 1P -R; -

Т.е, оно не отличаетс  от аналогичного уравнени  дл  омического источс That is, it does not differ from the analogous equation for an ohmic source

g g

|5 | 5

00

5five

30,thirty,

-д -e

3535

4040

5050

5555

ника питани , следовательно, и энергии , поступающие в разр д из этих цепей, равны.The power supply, therefore, the energies entering the discharge from these circuits are equal.

Устройство, реализующее способ (фиг, 5), состоит из двух разв зывающих диодов 1 и 2, двух тиристоров 3 и 4, двух резисторов 5 и 6, двух конденсаторов 7 и 8, двух полуобмо- ток I и II разделительного трансформатора 9,The device implementing the method (fig. 5) consists of two dissolving diodes 1 and 2, two thyristors 3 and 4, two resistors 5 and 6, two capacitors 7 and 8, two semi-windings I and II of the isolation transformer 9,

Устройство работает следующим образом ,The device works as follows

В нормальном режиме в зависимости от пол рности приложенного напр жени  по полуобмоткам 1 и II разделительного трансформатора протекает ток,- Тиристоры 4 и 3 не включаютс , так как частота среза RC-фильтра на элементах -5 и 7, 6 и 8 превьшает частоту питающего напр жени .In normal mode, depending on the polarity of the applied voltage, current flows through the half windings 1 and II of the isolation transformer, - Thyristors 4 and 3 do not turn on, because the cut-off frequency of the RC filter on -5 and 7, 6 and 8 elements exceeds the frequency of the supply voltage wives

При возникновении аварийного разр да во внешней искробезопасной цепи напр жение на индуктивной нагрузке уменьшаетс  на величину катодного падени  напр жени  на разр дном промежутке ,When an emergency discharge occurs in an external intrinsically safe circuit, the voltage on an inductive load decreases by the amount of cathode voltage drop across the discharge gap,

При положительной пол рности напр жени  относительно среднего вывода трансформатора II начинает разр жатьс  конденсатор 7 через управл ющий переход тиристора 4, резистор 5, Тиристор 4 включаетс , закорачива  .полуобмотку трансформатора II, В ре- зультате магнитна  энерги  рассеиваетс  на тиристоре 4. Втора  цепь будет работать аналогично при отрицательной пол рности питающего напр жени  ,When the voltage is positive with respect to the middle output of transformer II, capacitor 7 begins to discharge through thyristor control junction 4, resistor 5, thyristor 4 is turned on, shorting the half-winding of transformer II. As a result, magnetic energy is dissipated on thyristor 4. The second circuit will be work similarly with the negative polarity of the supply voltage,

Таким образом, устройство позвол ет повысить искробезопасную мощность , сократить врем  контрольных испытаний на искробезопасность и повысить производительность труда при разработке искробезопасной аппаратуры ,Thus, the device allows to increase the intrinsically safe power, reduce the time of the control tests for intrinsic safety and increase productivity in the development of intrinsically safe equipment,

Аналогичньй вывод имеет место и прн использовании других типов искро- защитных полупроводниковых элементов.A similar conclusion exists when using other types of spark-proof semiconductor elements.

Последовательные полупроводниковые шунты обладают нелинейной вольтампер-. ной характеристикой. Поэтому их применение позвол ет повысить искробезопасную мощность по сравнению с простым снижением тока за счет увеличени  ограничительного сопротивлени  источника питани . Кроме-того, вьтол- ненный в соответствии с предлагаемым способом полупроводниковый шунт делает абсолютно безопасньм подключение индуктивной нагрузки к искробезопас- ным источникам питани . Это дает возможность .сократить врем  проведени  контрольных испытаний за счет исключени  из них данных испытательных режимов .Sequential semiconductor shunts have non-linear volt-amperes. Noah characteristic. Therefore, their use allows an increase in the intrinsically safe power compared to a simple decrease in current due to an increase in the limiting resistance of the power supply. In addition, a semiconductor shunt implanted in accordance with the proposed method makes it absolutely safe to connect inductive loads to intrinsically safe power sources. This makes it possible to reduce the time for conducting control tests by eliminating the test modes from them.

Claims (1)

Формула изобретени  Invention Formula Способ обеспечени  искробезопас- ности индуктивных нагрузок, заключающийс  в том, что цепь с током, создаваемым индуктивной нагрузкой после ее коммутации, закорачивают полупроводниковым шунтом, отличающийс  тем, что, с целью повышени  искробезопасной нагрузки, измер ют падение напр жени  на полупроводниковом шунте и на эквивалентном. элементе, сравнивают их и при равенстве падений напр жений на них ток, создаваемый индуктивной нагрузкой, замыкают через эквивалентный элементA method of providing intrinsic safety of inductive loads, which consists in that the circuit with the current created by the inductive load after switching, is shorted with a semiconductor shunt, characterized in that, in order to increase the intrinsically safe load, the voltage drop on the semiconductor shunt and on equivalent is measured . element, they are compared, and when the voltage drops across them, the current created by the inductive load is equal, through an equivalent element // иand ТТПTTP Cifff a 7 ТуCifff a 7 tu V.P- ТХ 7V.P- TX 7 ДатVUHDatVUH 7 7 Дот чинDot Chin cftuzScftuzS