SU96423A1 - Device for remote control of the magnetic starter - Google Patents

Description

Пред1метом изобретени   вл етс  устройство дл  дистанционного управлени  магнитным пускателем во взрывоопасной среде ло трем проводам (включа  заземл ющую жилу) при помойки электронного реле , питаемого от сети переменного тока через трансформатор.The present invention is a device for remote control of a magnetic starter in an explosive environment with three wires (including a ground conductor) when the electronic relay fed from an AC network is used through a transformer.

Известные устройства того же назначени  не обеспечивают полной безопасности в услови х подземных выработок, в частности, не гарантируют искробезопасного дистанционного управлени  в услови х газовой среды, не обеспечивают контрол  целости заземл ющей жилы кабел  и отключени  напр жени  при снижении изол ции электрической цепи до опасных дл  жизни человека величин.The known devices of the same designation do not provide complete safety in the conditions of underground workings, in particular, do not guarantee intrinsically safe remote control in gaseous conditions, do not provide for monitoring the integrity of the cable grounding conductor and disconnecting the voltage while reducing the electrical circuit human life values.

Предлагаемое устройство  вл етс  искробезопасным и вместе с тем обеспечивает автоматический контроль непрерывности заземл ющей жилы и состо ни  изол ции силовых кабелей и токоприемников, а также исключает возможность самопроизвольного включени  пускател  при аварийных коротких замыкани х жил дистанционного кабел .The proposed device is intrinsically safe and at the same time provides automatic control of the continuity of the grounding conductor and the isolation state of the power cables and current collectors, and also eliminates the possibility of the spontaneous activation of the actuator during emergency short circuits of the remote cable.

Это достигаетс  благодар  тому, что дл  автоматического контрол  целости заземл ющей жилы и выключени  либо предотвращени  самопроизвольного включени  пускател  при коротком замыкании в цепи дистанционного управлени  электронное реле предлагаемого устройства выполнено на лампе типа двойной триод, работающей в режиме выпр мител . Трансформатор этого устройства имеет три вторичные обмотки: одну - дл  питани  анодных цепей лампы, другую- дл  питани  цепи накала и создани  посто нного сеточного смещени , и третыб - дл  питани  сеточного трансформатора, который имеет две первичные обмотки, действующие взаимно противоположно и подключенные к цепи дистанционного управлени  таким образом, что при переключении контактов кнопки «ход сеточный трансформатор переводит лампу в режим двухполупериодного выпр млени , вызыва  включение пускател , а при размыкании контактовThis is due to the fact that in order to automatically control the integrity of the grounding conductor and turn off or prevent the starter from inadvertently turning on during a short circuit in the remote control circuit, the electronic relay of the proposed device is made on a double triode lamp operating in the rectifier mode. The transformer of this device has three secondary windings: one for powering the anode circuit of the lamp, the other for powering the glow circuit and creating a constant grid bias, and a third voltage to power the grid transformer, which is opposite to each other and connected to the circuit remote control in such a way that when switching the contacts of the button “the stroke the grid transformer switches the lamp to full-wave rectifying mode, causing the actuator to turn on, and when opening the contacts

№ 96423- 2 -No. 96423-2 -

кнопки «стоп, а также при обрыве заземл ющей жилы либо при аварийном коротком замыкании цепи дистанционного управлени  сеточный трансформатор переводит лампу в режим однополупериодного выпр млени , вызыва  выключение пускател .The stop buttons, as well as when the grounding wire is broken or in case of an emergency short circuit of the remote control circuit, the grid transformer switches the lamp into a half-wave rectifier mode, causing the actuator to be turned off.

С целью контрол  состо ни  изол ции сети приемника электрической энергии средн   точка вторичной обмотки трансформатора, питающей анодные цепи лампы, присоединена через сопротивление к одному из нроводов контролируемой сети с тем, чтобы ток утечки через лампу и сеточное смещение лампы измен лись в зависимости от сопротивлени  изол ции и при наименьшем значении этого сопротивлени  иредотвращалось включение пускател .In order to monitor the state of isolation of the electrical energy receiver network, the middle point of the secondary winding of the transformer supplying the anode circuit of the lamp is connected through a resistance to one of the wires of the monitored network so that the leakage current through the lamp and the grid offset of the lamp vary. At the lowest value of this resistance, switching on the actuator was rarely prevented.

На чертеже представлена принципиальна  схема предлагаемого устройства.The drawing shows a schematic diagram of the proposed device.

Устройство  вл етс  приставкой к любому из известных магнитных пускателей.The device is an attachment to any of the known magnetic starters.

Силова  часть пускател  остаетс  без изменени . Замене подвергаютс  трансформатор Тр и реле ЭП.The power part of the starter remains unchanged. Transformer Tr and relay EP are replaced.

Дополнительными элементами пускател   вл ютс  металлическа  элект юнно-вак мна  лампа Л, сеточный трансформатор Ст, конденсатор С и сопротивлени  Ri, , , 4, Rb, , Дополнительные элементы имеют малые габариты, что позвол ет разместить их внутри оболочки магнитного пускател .Additional elements of the actuator are a metal electrically-vacuum lamp L, a grid transformer St, a capacitor C and resistances Ri,,, 4, Rb,. The additional elements are small in size, which allows them to be placed inside the shell of a magnetic actuator.

Силовой трансформатор Тр  вл етс  одновременно электромагнитным стабилизатором. Вторичных обмоток у трансформатора три: АОВ - дл  питани  анодов лампы, аЬс - дл  накала лампы и подачи посто нного сеточного смещени  Vi и - дл  питани  сеточного трансформатора.The power transformer Tr is at the same time an electromagnetic stabilizer. There are three secondary windings at the transformer: AOW - to power the anodes of the lamp, abc - to heat the lamp and supply a constant grid bias Vi and - to power the grid transformer.

Сеточный трансформатор Ст имеет две равные первичные обмотки / и //, которые включены навстречу друг другу. Электронно-вакуумна  лампа Л включена по схеме двухполупериодного выпр мител . Конденсатор С применен дл  сглаживани  пульсаций выпр мленного тока, протекающего через реле ЭП. Сопротивление . предназначено дл  подачи сеточного смещени  Vy от тока утечки, сопротивление Rs служит дл  проверки работы пускател , сопротивлени  R и R служат дл  защиты от коротких замыканий между сетками н катодом. Зажимы 1, 2, 3, 4 и 3 предназначены дл  подсоединени  жил кабел  дистанционного управлени .Grid transformer St has two equal primary windings / and //, which are included to meet each other. Electron-vacuum lamp L is included according to the scheme of full-wave rectifier. Capacitor C is used to smooth out the pulsations of the rectified current flowing through the ES relay. Resistance designed to supply the grid bias Vy from the leakage current, resistance Rs serves to verify the operation of the actuator, resistance R and R serve to protect against short circuits between the grids on the cathode. Clips 1, 2, 3, 4 and 3 are designed to connect the cores of the remote control cable.

При расположении кнопки управлени  непосредственно на забойном механизме подсоединение жил кабел  производитс  к зажимам /, 2 и 3. Между зажимами 5 и з ставитс  перемычка.When the control button is located directly on the bottomhole mechanism, the cable cores are connected to the terminals I, 2 and 3. A jumper is placed between the terminals 5 and 3.

При расположении кнопки управлени  на некотором рассто нии от механизма используетс  вспомогательна  жила, подсоединенна  к корпусу механизма и к зажиму 3 пускател , причем перемычка между зажимами 5 и з снимаетс .When the control button is located at a distance from the mechanism, an auxiliary core is used, connected to the mechanism case and to the actuator terminal 3, with the bridge between clamps 5 and 3 removed.

Работа устройства основана на изменении анодного тока лампы при изменении потенциала управл ющей сетки. При работе анода А потенциал сетки относительно катода равенThe operation of the device is based on a change in the anode current of the lamp when the potential of the control grid changes. When the anode A is working, the grid potential relative to the cathode is

.а + , где.a + where

Vi--положительное напр жение вторичной обмотки сеточного трансформатора , которое возникает при нешунтированной обмотке /. При работе анода В потенциал сетки Vев равенVi is the positive voltage of the secondary winding of the grid transformer, which occurs when the shunt-wrapped winding /. During operation of the anode B, the potential of the grid Vеv is equal to

,-I/,., -I / ,.

При -потенциале сеток -V аноды полностью заперты . При положительном потенциале сеток V V выпр мленный ток находитс  в рабочей зоне релеAt -potential grids -V anodes are completely locked. At a positive potential of the V V grids, the rectified current is in the working area of the relay.

IP мин 1„ - 1р макс.IP min 1 „- 1p max.

До включени  пускател  обмотка / сеточного трансформатора шунтирована, а обмотка // нешунтирована (при шунтировании какойлибо обмотки управлени  сеточного трансформатора, числовое значение 1/2 равно удвоенному значению посто нного сеточного смещени  Vi).Before the starter / grid transformer is switched on, the winding // is shunted (when any control winding of the grid transformer is bypassed, the numerical value 1/2 is equal to twice the constant grid offset Vi).

При сопротивлении изол ции сети токоприемника , - со, смещение, утечки Vy 0. Тогда 1/„ У и анод В открыт. В этом случае лампа работает в однополупериодном режиме. Выпр мленный ток /„определитс  как 0,4-Ь 0,5 максимального анодного тока/„With the resistance of the isolation of the network of the current collector, - with, offset, leakage Vy 0. Then 1 / V and anode B is open. In this case, the lamp operates in half-wave mode. Rectified current / „is defined as 0.4-½ 0.5 maximum anode current /„

Характеристика реле ЭП подобрана с таким расчетом, чтобы минимальный ток срабатывани  реле был выше максимального выпр мленного тока лампы при работе ее в однополулериодном режиме выпр млени .The characteristic of the relay is chosen in such a way that the minimum response current of the relay is higher than the maximum rectified current of the lamp when it is operating in a single half-cycle rectifying mode.

При нажатии кнопки «ход обмотка // сеточного трансформатора шунтируетс , а цепь шунтировани  обмотки / разомкнетс . При этом лампа работает в двухполупериодном режиме выпр млени :When the button is pressed, the stroke of the winding // of the grid transformer is shunted, and the winding shunt / open circuit is opened. In this case, the lamp operates in full-wave rectification mode:

У.а V, - V,-V, 1/, - V,; У,, -. V, V,. Если сопротивление изол ции сети токоприемникаW.a V, - V, -V, 1 /, - V ,; U ,, -. V, V ,. If the resistance of the isolation of the network of the current collector

vm « , ТО /, - О И /,, 1/„ У,. vm ", THAT /, - O I / ,, 1 /„ U ,.

Выпр мленный ток /„ определ етс  как 0,9-0,95 максимального анодного тока / . Реле ЭП сработает и контактом ЭП замкнет цепь питани  катушки К. Пускатель включитс  и его блокконтакт К разомкнетс , а блокконтакт Kz замкнетс . Режим работы сеточного трансформатора останетс  неизменным и при отпускании кнопки «ход.The rectified current is defined as 0.9-0.95 maximum anode current /. The ES relay will operate and the ES contact will close the power circuit of coil K. The starter will turn on and its block contact K will open, and the block contact Kz will close. The mode of operation of the grid transformer will remain unchanged when the button is released.

Отключение пускател  осуществл етс  благодар  нажатию кнопки «стоп. При этом цепь шунтировани  обмотки // сеточного трансформатора разомкнетс . Напр жение во вторичной обмоткеThe starter is disabled by pressing the "stop" button. In this case, the shunting circuit of the winding // of the grid transformer is opened. Secondary voltage

V2 .V2.

в момент работы аиода А -V - Vy Значение Vi подбирают с таким расчетом, чтобы анод полностью запиралс . Лампа будет работать в однополупериодном режиме выпр млени . При этом У„ il р мин и пускатель выключитс . Контакт Kz разомкнетс , а контакт К замкнетс . Пускатель подготовлен к пуску.at the moment of operation of the Aiode A -V - Vy, the value of Vi is selected so that the anode is completely locked. The lamp will operate in half-wave rectifier mode. In this case, the „il p min and the starter is turned off. Contact Kz is opened, and contact K is closed. The starter is ready for start.

Предлагаема  схема дистанционного управлени  исключает возможность включени  пускател  при коротких замыкани х дистанционных жил кабел , так как при замыкании всех жил J, 2, з - Vo О, при замыкании жил 1, 2- , при замыкании жил 2, 3- V2 , в момент работы анода А потенциал сетки V -- -l/i - VQ - Vy и при замыкании жил 1,3- 1/2 О, и лампа во всех случа х работает в режиме однополупериодного выпр млени .The proposed remote control scheme excludes the possibility of switching on the actuator during short-circuits of the remote cable cores, since the circuit of all the cores J, 2, C - Vo Oh, the circuit of the cores 1, 2-, the circuit of the cores 2, 3- V2, at the moment of the anode A's operation, the potential of the grid is V - –l / i - VQ - Vy and with the closure of the cores 1.3–1.2 O, and the lamp in all cases operates in the half-wave rectifier mode.

При обрыве заземл юшей жилы обмотка // сеточного трансформатора не будет шунтирована, так как степень шунтировани  зависит от переходного сопротивлени  токоприемника на землю. Напр жение во вторичной обмотке сеточного трансформатора при работе анода А в момент работы пускател  изменитс  от V2 2Vi до минимального значени . Потенциал сетки будет приближатьс  к значению, равному посто нному сеточному смещению - l/i (при Яуш , у 0)Выпр мленный ток лампы /„ будет меньше минимального тока срабатывани  реле /„ fp мин. Пускатель выключитс . При обрыве заземл ющей жилы пускатель не включитс .When the ground of the Yushi wire is broken, the winding of the // grid transformer will not be shunted, since the degree of shunting depends on the transient resistance of the current collector to the ground. The voltage in the secondary winding of the grid transformer during the operation of the anode A at the time of operation of the starter will change from V2 2Vi to the minimum value. The grid potential will approach the value equal to the constant grid bias - l / i (at Yaush, y 0) The rectified lamp current / will be less than the minimum relay operating current / fp min. The starter turns off. If the grounding wire is broken, the starter will not turn on.

Проверка состо ни  изол ции сети токоприемника производитс  при включении пускател . Нулева  точка О вторичной обмотки транс- 3 № 96423The verification of the isolation state of the current collector network is made when the starter is turned on. Null point On the secondary winding trans- 3 No. 96423

ii

форматора Тр через сопротивление /, и нормально закрытый контакт ЗЯ, подключена к одной из жил отход ш:его кабел  токоприемника. Катод лампы через сопротивление R подключен контактами 5 и з к корпусу пускател  (земл ).of the formatter Tp through the resistance /, and the normally closed contact WF, is connected to one of the wires waste w: its current collector cable. The cathode of the lamp through the resistance R is connected by contacts 5 and 3 to the actuator housing (ground).

В зависимости от сопротивлени  изол ции сети токоприемника через лампу течет установившийс  ток, равный току реле (i) плюс ток утечки /у (iz) при определенном отрицательном смещени.и 1.Depending on the insulation resistance of the current collector network, a steady-state current flows through the lamp, which is equal to the relay current (i) plus leakage current / y (iz) at a certain negative bias.and 1.

В зависимости от заданного минимального значени  сопротивлени  изол ции сети токоприемника Ry,,,) сопротивление подбираетс  так, что при снижении изол ции до минимального значени  I было таким, чтобы ток, протекающий через реле, был равен минимальному значению тока срабатывани  реле.Depending on the specified minimum insulation resistance value of the network of the current collector Ry ,,,), the resistance is chosen so that when insulation is reduced to the minimum value I, it is such that the current flowing through the relay is equal to the minimum value of the relay operation current.

При дальнейшем снижении изол ции сети токоприемника ток Зтечки возрастет, отрицательное с.мещение от утечки 1 также возрастет , анодный ток уменьшитс , а выпр мленный ток -реле станет меньше /„ мин. Пускатель невозможно будет включить.With a further decrease in the isolation of the current collector network, the leakage current will increase, the negative displacement from leakage 1 will also increase, the anode current will decrease, and the rectified current will become less / min. The starter cannot be turned on.

Сопротивление Ri установлено дл  ограничени  тока утечки при коротком замыкании одной из фаз на зе.млю (R ут 0) до искробезопасного значени . Проверка работы схемы контрол  изол ции производитс  при помоши кнопки «проверка во врем  работы пускател . При этом цепь проверки соедин етс  с землей через сопротивление RS, величина которого несколько меньше минимального значени  сопротивлени  изол ции сети токоприемника. При исправной схе.ме пускатель немедленно отключитс .The resistance Ri is set to limit the leakage current in the event of a short circuit of one of the phases to a ground (R ut 0) to an intrinsically safe value. Inspection of the isolation control circuit is carried out with the help of the verification button during actuator operation. In this case, the test circuit is connected to ground through the resistance RS, the value of which is somewhat less than the minimum value of the insulation resistance of the current collector network. When the circuit is working properly, the starter will immediately shut down.

Контроль изол ции механизмов типа ручного электросверла производитс  непрерывно путем подсоединени  одной из рабочих жил сети 127 в к зажиму 4. Сопротивление Rs выбираетс  равным /з от величины заданного минимального значени  сопротивлени  изол ции сети 380 8. Работа пускател  в этом случае будет аналогична описанной выше работе.Insulation of the mechanisms of the hand power drill type is carried out continuously by connecting one of the working cores of the network 127 to clamp 4. The resistance Rs is chosen equal to / 3 of the value of the specified minimum insulation resistance of the network 380 8. In this case, the actuator will be similar to the above-described work .

Дл  работы схемы пускател  конструкци  двухкнопочного поста несколько изменитс  - кнопка «ход делаетс  из двухконтактных элементов- нормально закрытых W-// и нормально открытых 9-8.For the operation of the starter circuit, the design of a two-button post will change somewhat - the push button is made of two-contact elements, normally closed W - // and normally open 9-8.

Нормально открытый контакт пускател  переделываетс  на «нормально закрытый KI.The normally open contact of the actuator is redone to a "normally closed KI."

Предмет изобретени Subject invention

Claims (2)

1. Устройство дл  дистанционного управлени  магнитным пускателем во взрывоопасной среде потрем проводам (включа  заземл ющую жилу) При помощи электронного реле, питаемого от сети переменного тока через трансформатор, отличающеес  тем, что, с целью автоматического контрол  целости заземл ющей жилы и выключени  либо предотвращени  самопроизвольного включени  пускател  при коротком замыкании в цепи дистанционного управлени , указанное электронное реле выполнено на лампе типа двойной триод, работающий в режиме выпр мител , а упом нутый трансформатор имеет три вторичные обмотки: одну - дл  питани  анодных цепей лампы, другую- дл  питани  цепи накала и создани  посто нного сеточного смещени , и третью - дл  питани  сеточного трансформатора, который имеет две первичные обмотки, действующие взаимно противоположно и подключенные к цепи дистанционного управлени  таким образом , что при переключении контактов кнопки «вход сеточный трансформатор переводит лампу в режим двухполупериодного выпр м№ 964231. A device for remote control of a magnetic starter in an explosive environment, we warm the wires (including the grounding conductor) Using an electronic relay supplied from an AC network through a transformer, characterized in that, in order to automatically monitor the integrity of the grounding conductor and turn off or prevent spontaneous switching on the actuator during a short circuit in the remote control circuit, the indicated electronic relay is made on a double triode lamp operating in the rectifier mode, and the mentioned the transformer has three secondary windings: one for powering the anode lamp circuits, the other for powering the glow circuit and creating a constant grid bias, and a third for powering the grid transformer, which has two primary windings that are mutually opposite and connected to the remote control circuit in such a way that when switching contacts of the button “input the grid transformer switches the lamp to the full-wave rectifier mode number 96423 № 96423No. 96423 лени , вызыва  включение пускател , а при размыкании контактов кнопки «стоп, а также при обрыве заземл ющей жилы либо при аварийном коротком замыкании -цепи дистанционного управлени  сеточный транс;(форматор переводит лампу в режим однополупериодного выпр млени , вызыва  выключение пускател .laziness, causing the actuator to turn on, and when the contacts of the stop button open, as well as when the grounding wire is broken or in case of an emergency short circuit, there is a net transceiver of the remote control chain; 2. УСТРОЙСТВО по п. 1, отличающеес  тем, что, с целью контрол  состо ни  изол ции сети приемника электрической энергии, средн   точка вторичной обмотки трансформатора, питающей анодные цепи лампы, присоединена через сопротивление к одному из проводов контролируемой сети с тем, чтобы ток утечки через ламлу и сеточное смещение лампы измен лись в зависимости от сопротивлени  изол ции и при наименьшем значении этого сопротивлени  предотвращалось включением пускател .2. The DEVICE according to claim 1, characterized in that, in order to monitor the insulation state of the electrical power receiver network, the middle point of the secondary winding of the transformer supplying the anode circuit of the lamp is connected through a resistance to one of the wires of the monitored network so that the current Leakage through the lamella and the grid displacement of the lamp varied depending on the insulation resistance and, with the lowest value of this resistance, was prevented by switching on the starter.