Спосіб захисту обладнання від короткого замикання

Реферат: Спосіб захисту обладнання від короткого замикання, який полягає у вимірюванні величини струму в силовому ланцюзі датчиком, порівнянні величини струму з заданою величиною, подачі сигналу на вимкнення обладнання. Джерело живлення переводиться в режим джерела струму шляхом розімкнення силового ключа, який з'єднано паралельно індуктивності. UA 121932 U (54) СПОСІБ ЗАХИСТУ ОБЛАДНАННЯ ВІД КОРОТКОГО ЗАМИКАННЯ UA 121932 U UA 121932 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі електротехніки, та призначений для застосування в пристроях захисту електронної та електричної техніки невеликої потужності від аварійних режимів роботи (короткого замикання у колі навантаження). Відомий спосіб захисту силового обладнання від короткого замикання на навантаженні, як обмежувач струму [1]. Відомий також спосіб захисту силового обладнання від короткого замикання шляхом застосування запобіжників [2]. Найбільш близьким аналогом способу, що заявляється, вибраним як прототип, є спосіб захисту електродвигуна від короткого замикання, який полягає в тому, що при перевищенні струму вище аварійного рівня спрацьовує схема порівняння з максимальною величиною сигналу пропорційного струму, та формується сигнал керування силовим комутаційним елементом на знеструмлення. Але за наявністю активно-індуктивного навантаження, перенапруга, що виникає у ланцюгу, може вивести з ладу силове обладнання раніше, ніж спрацює запобіжник [3]. Недоліками відомого способу є неможливість застосування способу захисту обладнання від короткого замикання в ланках постійного струму. Загальними суттєвими ознаками відомого способу й того, що заявляється, є вимірювання величини струму в силовому ланцюзі датчиком, порівняння величини струму з заданою величиною та подача сигналу на знеструмлення обладнання. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення відомого способу для можливості використання для захисту обладнання, яке працює на постійному струмі. Поставлена задача вирішується за рахунок переведення джерела живлення в режим джерела струму шляхом розімкнення силового ключа, який з'єднано паралельно індуктивності. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, на яких зображено: фіг. 1 - графік струму силового ланцюга; фіг. 2 - електрична схема реалізації способу захисту обладнання від короткого замикання. Приклад здійснення способу. В момент виникнення аварійної ситуації струм у електричному колі навантаження LOAD різко зростає, датчик струму D подає сигнал компаратора К, який подає команду на вимкнення силового ключа 5, що з'єднано паралельно котушці індуктивності L. Згідно з першим законом комутації струм в індуктивності не може змінитися миттєво, струм у ланцюгу зменшиться до рівня встановленого опором R, крива 1 (фіг. 1). Якщо аварійна ситуація не буде усунена, то струм в котушці індуктивності L, що збільшується, призведе до спрацювання запобіжника FU через час перехідного процесу tпп. крива 2 (фіг. 1). У будь-якому випадку, буде усунено стрибок струму джерела живлення PS, який може вивести обладнання з ладу. Тривалість часу перехідного процесу складає: tпп. =(3…5) t, де t - стала часу силової частини ланцюга живлення обладнання. Стала часу t силової частини ланцюга живлення обладнання визначається як t=Lел./Rел., де Lел. - повна індуктивність ланцюга; Rел. - повний опір ланцюга. Час спрацьовування запобіжників знаходиться у межах від 0,01 с (для ультрашвидких запобіжників) до 3 с - для повільно діючих запобіжників. При виникненні аварійної ситуації, час, протягом якого напівпровідники не вийдуть з ладу при десятикратному перевантаженні за струмом знаходиться у межах 10…15 мкс. Таким чином, виникає необхідність захисту напівпровідників від вищевказаного до моменту спрацьовування запобіжників. Це досягається шляхом вимкнення силового ключа, який живить силову частину ланцюга, що відповідає паралельно включеній індуктивності та опору. Струм у колі I згідно з законом Ома в момент включення індуктивності визначається за формулою I=U/ (Rел.+R), де U - напруга живлення обладнання. Подальше збільшення струму I виникає за рахунок підсумовування струму в індуктивності L та струму встановленого опором R до максимального значення протягом усього перехідного процесу. Якщо аварійна ситуація не буде усунена, то струм буде експоненціально наростати протягом накопичення енергії індуктивністю [4]. По закінченні перехідного процесу струм зросте та відбудеться спрацювання запобіжника. Таким чином унеможливлюється стрибок струму від моменту виникнення аварійної ситуації до моменту спрацювання запобіжника. 1 UA 121932 U 5 10 Застосування пропонованого способу захисту обладнання від короткого замикання, дає можливість обмежити стрибки струму у електричних колах, що виникає при аварійних режимах роботи обладнання, підвищує надійність роботи напівпровідникової техніки, забезпечуючи захист силового обладнання в цілому. Джерела інформації: 1. В.Г. Данько, Є.В. Гончаров Особливості роботи надпровідного обмежувача струму при раптовому короткому замиканні / Електротехніка і Електромеханіка. 2014. №6, С 30-33. 2. Плавкие предохранители / К.К. Намитоков, Р.С. Хмельницкий, К.Н. Аникеева. Москва: Энергия, 1979. 176 с.: ил. 3. А.с. №27528 Казахстан, МПК Н02Н7/08 Способ защиты электродвигателей от коротких замыканий / Н. М. Зайцева, М. Я. Клецель, Б. Е. Машрапов, В. И. Полищук -№2862566/22-02; заявл. 01.03.2006; опубл. 10.08.2006 4. Бессонов Л. А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи. - 9-е изд., перераб. и доп. - М.: "Высшая школа", 1996-638 с. 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 Спосіб захисту обладнання від короткого замикання, при якому вимірюють величини струму в силовому ланцюзі датчиком, порівнюють величини струму з заданою величиною, подають сигнал на вимкнення обладнання, який відрізняється тим, що джерело живлення переводять в режим джерела струму шляхом розімкнення силового ключа, який з'єднано паралельно індуктивності. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2