Дискретний пристрій дистанційного керування комутаційним апаратом

УКРАЇНА (19) UA*,,, 15590 (13) СІ (5і)5 Н 02 J 13/00 ДЕРЖАВНЕ ПАТЕНТНЕ ВІДОМСТВО ОПИС ДО ПАТЕНТУ НА ВИНАХІД (54) ДИСКРЕТНИЙ ПРИСТРІЙ ДИСТАНЦІЙНОГО КЕРУВАННЯ КОМУТАЦІЙНИМ АПАРАТОМ 1 (20)95321205,29.10.93 (21)4720508/SU '(22) 19.07.89 (24) ЗО 06.97 '-• . (46) 30.06.97. Бюл. № З (56) 1. Авторское свидетельство СССР INfe 915170, кл. Н 02 J 13/00, 1982. 2. Авторское свидетельство СССР №1706350,кл. Н 02 J 13/00,1992. (72) Янопуло Володимир Миколайович, Резнік Леонід Бенціонович, Лоцманов Ми хайло Сергійович (73) Яногтуло Володимир Миколайович (UA), Резнік Леонід Бенціонович (UA), Лоцманов Михайло Сергійович (UA) (57) Дискретное устройство дистанционного управления коммутационным аппаратом, содержащее приемный блок, включающий искробезопасный источник питания посто янного тока, два детектора частоты, селек тор и соединенный двухпроводной линией связи с пультом дистанционного управле ния, включающим первую кнопку с размыка ющим контактом, вторую и третью кнопки с замыкающими контактами, блокировочное реле, переключатель, ключевой элемент, стабилизатор напряжения постоянного то ка, высокочастотный генератор импульсов, при этом в приемном блоке выходы детекто ров частоты подключены к соответствую щим входам селектора, первый вывод искробезопасного источника питания посто янного тока соединен с первым проводом двухпроводной линии связи, а в пульте дис танционного управления к первому проводу двухпроводной линии связи подключены первые выводы обмотки блокировочного ре ле, переключателя, ключевого элемента, пи тания высокочастотного генератора импульсов, второй провод двухпроводной линии связи подключен через размыкающий контакт первой кнопки к первым выводам замыкающих контактов второй и третьей кнопок, параллельно замыкающему контакту третьей кнопки подключен замыкающий контакт блокировочного реле, выход переключатепя соединен со входом дискретного изменения частоты высокочастотного генератора импульсов, второй вывод питания которого подключен через стабилизатор напряжения постоянного тока ко второму выводу ключевого элемента, управляющий вход которого соединен с выходом высокочастотного генератора импульсов, отличающееся тем, что в приемный блок введен резистивный датчик тока, оптрон, а искробезопасный источник питания постоянного тока выполнен с дополнительными выходами напряжения постоянного тока, в пульт дистанционного управления введены два диода, при этом второй вывод искробезопасного источника питания постоянного тока подключен через резистивный датчик тока ко второму проводу двухпроводной линии связи, параллельно резистивному датчику тока подключен светодиод оптрона, первый вывод фотодиода которого подключен к управляющим входам первого и второго детекторов частоты, первые выводы которых подключены ко второму выводу фотодиода оптрона и к первому выводу дополнительного выхода напряжения постоянного тока искробезопасного источника питания постоянного тока, второй вывод дополнительного выхода напряжения постоянного тока которого подключен ко вторым выводам первого и второго детектора частоты, а в пульте дистанционного управления замыкающий контакт переключателя подключен параллельно замыкающему контакту второй кнопки, второй вывод которого соединен со вторым выводом переключателя и через первый диод подключен ко второму выводу с > ел ел о о 15590 ключевого элемента, который через второй диод подключен ко второму выводу замыкающего контакта третьей кнопки и второму Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах электроснабжения установок, работающих в условиях взрывоопасной среды, например, при подземных разработках угольных месторождений, а также на предприятиях газовой, нефтяной и химической отраслей промышленности. Известно устройство дистанционного управления [1], содержащее автоматический выключатель с промежуточным реле и диодом в его цепи дистанционного управления, магнитный пускатель с промежуточным реле и цепями управления забойной машиной, пульт управления с кнопками управления и концевым диодом, кнопку аварийного отключения, а также высокочастотный генератор а пульте управления и приемный блок с выходным реле. Недостатками известного устройства являются: низкая избирательность, возможность самовключения при повышении напряжения и самоотключеиия при "провалах"напряжения, т.е. низкая надежность. Для управления реверсивными нагрузками требуется дублирование схемы управления и четырехпроводная линия связи. Наиболее близким техническим решением, принятым в качестве прототипа, является устройство дистанционного управления коммутационным аппаратом [2], содержащее приемный блок, включающий искробезопасный источник питания постоянного тока, пульт дистанционного управления с одной кнопкой с размыкающим контактом и двумя кнопками с замыкающими контактами, высокочастотный генератор импульсов, ограничитель тока, в котором контакты одной из кнопок с замыкающим контактом соединены последовательно, пульт управлений соединен двухпроводной линией связи с приемным блоком, первый вывод питания высокочастотного генератора импульсов соединен с первым проводом двухпроводной линии связи, свободный вывод кнопки с размыкающим контактом связан со вторым проводом двухпроводной линии связи, приемный блок выполнен в виде двух импульсных трансформаторов, двух детекторов частоты и амплитудного селектора с двумя командными выходами, высоко выводу обмотки блокировочного реле, при этом первый и второй диоды^светодиод оптрона включены согласно. частотный генератор импульсов выполнен со входом дискретного изменения частоты, а пульт управления содержит управляемый ключевой элемент, блокировочное реле, пе5 реключатель и стабилизатор напряжения постоянного тока Первый вывод искробезопасного источника питания постоянного тока соединен через последовательно соединенные первичные обмотки импульс10 ных трансформаторов приемного блока со вторым проводом двухпроводной линии связи Вторые обмотки импульсных трансформаторов соединены с соответствующими входами детекторов частоты, выводы 15 которых подключены к соответствующим входам амплитудного селектора. Второй вывод искробезопэсного источника питания постоянного тока соединен с первым проводом двухпроводной линии связи, к которой 20 подключены первый вывод управляемого ключевого элемента, первый вывод обмотки блокировочного реле, первый вывод питания переключателя и общий вывод стабили-' затора напряжения постоянного тока пульта 25 управления. Выход переключателя соединен со входом дискретного изменения частоты высокочастотного генератора импульсов, выход которого соединен с управляющим входом ключевого элемента. Выход30 ной вывод стабилизатора напряжения постоянного тока соединен со вторым выводом питания высокочастотного генератора импульсов, вторым выводом обмотки блокировочного реле и, через последовательно со35 единенные замыкающий контакт переключателя, ограничитель тока и контакты второй кнопки с замыкающим контактом, - с объединенными выводами кнопки с замыкающим контактом и первой кнопки с замыкаю40 щим контактом. Свободный вывод первой кнопки с замыкающим контактом соединен со вторым выводом управляемого ключевого элемента и входным выводом стабилизатора напряжения постоянного тока. Замыкающий 45 контакт блокировочного реле включен параллельно замыкающему контакту первой кнопки, второй вывод питания переключателя соединен с объединенными выводами своего контакта и ограничителя тока. 50 Устройству прототипу присущи следующие недостатки. 15590 1. Ограничена допустимая искробезопасная мощность из-за наличия в искробезопасной цепи индуктивных элементов (последовательно включенных первичных обмоток импульсных трансформаторов). 5 2. Необходимо "фазировать" искробезопасный источник питания по отношению к пульту дистанционного управления для предотвращения выхода из строя ключевого элемента. 10 3. Относительно большая потребляемая мощность из искробезопасной цепи из-за одновременной работы переключателя и блокировочного реле при выполнении одной из команд. 15 4. Питание детекторов частоты осущест вляется от импульсных трансформаторов, включенных в искробезопасную цепь, что при ограниченной мощности искробезопасной цепи снижает надежность, ограничива- 20 ет выбор вариантов исполнения детекторов и делает невозможным применение в качестве детекторов частоты релейного усилителя и подобных ему устройств, обладающих высокой надежностью и избирательностью 25 по частоте, хотя релейный усилитель АЗПБ не лишен и некоторых недостатков, к которым можно отнести сложность конструкции (трехкаскадный усилитель, два диода, два конденсатора, реле в каждом узле), ограни- 30 чение типов применяемых реле из-за малого тока разряда конденсатора, ограниченного резистором. Заявляемое изобретение направлено на решение задачи - повышение надежности. 35 При осуществлении изобретения достигается технический результат 1 повышение допустимой искробезопасной мощности, упрощение конструкции. Для достижения требуемого технического результата в известном 40 дискретном устройстве дистанционного управления коммутационным аппаратом, содержащем приемный блок, включающий искробезопасный источник питания постоянного тока, два детектора частоты, селектор и 45 соединенный двухпроводной линией связи с пультом дистанционного управления, включающим первую кнопку с размыкающим контактом, вторую и третью кнопки с замыкающими контактами, блокировочное реле, переключа- 50 тель, ключевой элемент, стабилизатор напряжения постоянного тока, высокочастотный генератор импульсов, при этом в приемном блоке выходы детекторов частоты подключены к соответствующим входам селектора, 55 первый вывод искробезопасного источника питания постоянного тока соединен с первым проводом двухпроводной линии связи, а в пульте дистанционного управления к первому проводу двухпроводной линии свя зи подключены первые выводы обмотки блокировочного реле, питания переключателя, ключевого элемента, питания высокочастотного генератора импульсов, второй провод двухпроводной линии связи подключен через размыкающий контакт первой кнопки к первым выводам замыкающих контактов второй и третьей кнопок, параллельно замыкающему контакту третьей кнопки подключен замыкающий контакт блокировочного реле выход переключателя соединен со входом дискретного изменения частоты высокочастотного генератора импульсов, второй вывод питания которого подключен через стабилизатор напряжения постоянного тока ко второму выводу ключевого элемента, управляющий вход которого соединен с выход ом выс о коч аст от но го г ен ер ат ор а импульсов согласно изобретению, в приемный блок дополнительно введен резистивный датчик тока и оптрон, а искробезопасный источник питания постоянного тока выполнен с дополнительным выходом напряжения постоянного тока, в пульт дистанционного управления введены два диода, при этом ві орой вывод источника питания постоянного тока подключен через резистивный датчик тока ко второму проводу двухпроводной линии связи, параллельно резистивному датчику тока подключен светодиод оптрона, первый вывод фотодиода которого подключен к управляющим входам первого и второго детектора частоты, первые выводы которых подключены ко второму выводу фотодиода оптрона и к первому выводу дополнительного выхода напряжения постоянного тока искробезопасного источника питания постоянного тока, второй вывод дополнительного выхода напряжения постоянного тока которого подключен ко вторым выводам первого и второго детектора частоты. В пульте дистанционного управления замыкающий контакт переключателя подключен параллельно замыкающему контакту второй кнопки, второй вывод которого соединен со вторым выводом переключателя и через первый диод подключен ко второму выводу ключевого элемента, который через второй диод подключен ко второму выводу замыкающего контакта третьей кнопки и второму выводу обмотки блокировочного реле, при этом первый и второй диоды, светодиод оптрона включены согласно Введение дополнительных элементов в схему и их взаимосвязь с другими элементами схемы, описанные выше, обеспечивают следующие преимущества по отношению к прототипу 1. Повышена допустимая искробезопасная мощность за счет исключения из искро 15590 безопасной электрической цепи индуктивных элементов - первичных обмоток импульсных трансформаторов. 2. Отсутствует искажение формы им пульсов, передаваемых оптроном, что иск- 5 лючает необходимость дополнительной обработки сигналов в детекторах частоты в случае применения импульсных трансфор маторов. 3. Ключевой элемент защищен диодами 10 а случае неправильной ориентации пульта дистанционного управления или приемного блока по отношению к двухпроводной линии1 связи. 4. При выполнении команд "вперед" или 15 "назад" через кнопку "стоп" не происходит одновременного включения блокировочно го реле и переключателя, что снижает по требляемый пультом ток. 5. Детекторы частоты обладают повы- 20 шенной надежностью, простотой конструк ции и настройки, исключают выдачу сигнала при различных повреждениях. 6. Передача информации по частоте осу ществляется по одному каналу (оптрон вме- 25 сто двух импульсных трансформаторов), что упрощает конструкцию и повышает надеж ность за счет исключения моточных элемен тов. 7. Применение дополнительного выхода 30 напряжения постоянного тока позволяет су щественно расширить возможности испол нения детекторов частоты без ограничений типов применяемых в них элементов, т.к. основной и дополнительные выходы развя- 35 заны друге другом оптроном, что удовлетво ряет требованиями ГОСТ 22782.5-78. Блок-схема устройства приведена на чертеже. Дискретное устройство дистанционного 40 управления и сигнализации содержит приемный блок 1 и пульт дистанционного управления 2. Приемный блок 1 снабжен источником питания 3, имеющим искробезоласный и неискробезопасный выходы, рези- 45 стивный датчик тока 4, оптрон 5, детекторы частоты 6, 7, селектор 8. Пульт дистанционного управления 2 содержит кнопку с размыкающ им контактом 9, собственный замыкающий контакт переключателя 10, две 50 кнопки с замыкающими контактами 11, 12, блокконтакт блокировочного реле 13, блокировочное реле 14, переключатель 15, диоды 16, 17, стабилизатор напряжения постоянного тока 18, ключевой элемент 19, 55 высокочастотный генератор импульсов 20. Устройство предназначено для управления реверсивным электроприводом и может выполнять команды "вперед", "назад" и "стоп". При нажатии кнопки 12 ("вперед") напряжение источника питания 3 подается на блокировочное реле 14 и через диод 17 на управляемый ключевой элемент 19 и стабилизатор напряжения постоянного тока 18. с подключенном к нему по цепи питания высокочастотным генератором импульсов Блокировочное реле 14 своим блок-контактом 13 блокирует кнопку 12. С выхода высокочастотного генератора импульсов 20 импульсы поступают на управляемый ключевой элемент 19, который с частотой генерации шунтирует искробезоп асную цепь питания источника 3. с включенным в нее последовательно резистианым датчиком тока 4. Стабилизатор напряжения постоянного тока 18 поддерживает пос тоя нным напряжение питания высокочастотного генератора импульсов 20 в моменты "провал ов " на пря ж ен ия ц еп и п и та н ия , возникающих при работе управляемого ключевого элемента 19. При работе управляемого ключевого элемента 19 в искробезопасной цепи питания источника питания постоянного тока 3 возникает пульсирующий ток, достаточный для удержания блокировочного рел е 14 во вкл ю ченн ом состоянии, который создает пульсирующее напряжение на резистивном датчике тока 4 Это пульсирующее напряжение передается оптроном 5 на детекторы частоты 6 и 7. Блоки 6, 7, 8 настроены таким образом, что при частоте коммутаций, соответствующей первому режиму работы высокочастотного генератора импульсов 20 {те. при включении кнопки "вперед") срабатывает детектор частоты 6, а детектор частоты 7 остается отключенным, что формирует команду селектора 8 для пуска привода "вперед". При пуске привода "назад" (кнопкой 11) через "стоп" (кнопка 9) напряжение источника питания 3 подается на переключатель 15 и через диод 16 на ключевой элемент 19, стабилизатор напряжения постоянного тока 18 с подключенным к нему по цепи питания высокочастотным генератором импульсов. Переключатель 15 замыкает собственный контакт 10, блокируя кнопку 11. После отпускания кнопки 11 схема работает аналогично описанному выше варианту. Отличие заключается в том, что переключатель 15 оказывается подключенным своим выходом ко входу дискретного изменения частоты высокочастотного генератора импульсов 20. Это вызывает изменение частоты генерации высокочастотного генератора импульсов 20 и соответственно изменение частоты шунтирования искробезопасной цепи источника питания 3 (по сравнению с частотой шунтирования при отключенном переключателе 15). Блоки 5, 6, 7 настроены таким образом, 9 15590 что при частоте коммутации соответствующей второму режиму работы высокочастотного генератора импульсов 20 (т.е. при Упорядник Замовлення 4191 10 включении кнопки "назад") срабатывают детекторы частоты 6,7, что формирует команду селектора 8 для пуска привода "назад". Техред М Моргентал Коректор О Кравцова Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м Ужгород, вул Гагаріна, 101