Описание изобретения
Устройство для защиты аппаратуры от колебаний напряжения сети
Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для защиты аппаратуры от колебаний напряжения сети.
Известны устройства защиты аппаратуры, содержащие стабилизаторы напряжения; источники бесперебойного питания, позволяющие при отсутствии напряжения в сети продлить подачу питания в течение некоторого времени; плавкие предохранители, отключающие питание при перегрузке.
Перечисленные устройства обладают следующими недостатками: сложность, высокая стоимость, низкая надежность, а плавкие предохранители – низким быстродействием, невозможностью срабатывания при пониженном напряжении и необходимость замены.
Наиболее близким к изобретению является автоматическая пробка, осуществляющая отключение напряжения при сильной перегрузке (например, при коротком замыкании). Ее недостатком является низкое быстродействие, низкая чувствительность и невозможность отключения при пониженном напряжении.
Целью изобретения является устранение перечисленных недостатков.
Это достигается включением в схему питания реле управления управляющего элемента.
Структурная схема устройства приведена на фигуре 1. Оно содержит реле питания (1), реле управления (2), схему питания реле управления (3) и управляющий элемент (4).
Принцип действия устройства заключается в следующем. При напряжении в сети в установленных пределах реле управления включает реле питания, которое подключает нагрузку к сети. При превышении напряжением сети заданного уровня управляющий элемент открывается, чем вызывает падение напряжения в схеме питания реле управления, которое отключает реле питания нагрузки. При пониженном напряжении сети напряжение в схеме питания реле управления недостаточно для его срабатывания и нагрузка к сети не подключается.
Принципиальная электрическая схема одного из вариантов реализации устройства приведена на фигуре 2. Устройство работает следующим образом. После его подключения к сети все контакты реле К1, кроме К1.3, находятся в разомкнутом состоянии, светодиод HL1 сигнализирует, что нагрузка отключена. Устройство находится в режиме «Ожидание». Для подключения нагрузки к сети необходимо кратковременно нажать на кнопку SB1 «Пуск». Напряжение, поступающее на устройство защиты через гасящий конденсатор C1 выпрямляется диодами VD9 и VD10, сглаживается конденсатором C3 и после ограничения стабилитроном VD11 используется для питания реле К2, которое включает более мощное реле К1.
Одновременно сетевое напряжение подводится к диоду VD2. Положительные полуволны выпрямленного напряжения поступают на цепочку из стабилитронов VD3 – VD6 и резистивный делитель R5 – R7. Если напряжение в сети будет более 170 В, то поступающее на конденсатор C2 через стабилитрон VD7 напряжение окажется достаточным, чтобы открыть транзистор VT1. В результате сработает реле К2 и его замкнувшиеся контакты К2.1 подключат реле К1 к сети. После этого кнопку SB1 отпускают, и устройство переходит в рабочий режим. Светодиод HL1 погаснет, а светодиод HL2 загорится, сигнализируя о переходе устройства в режим «Работа».
Если же напряжение в сети будет меньше установленного подстроечным резистором R7 уровня, то устройство защиты к сети не подключится.
Когда сетевое напряжение превысит допустимый уровень, откроется тринистор VS1. Напряжение, поступающее на реле К2, уменьшится до нескольких вольт, и его разомкнувшиеся контакты отключат устройство защиты и нагрузку от сети. При этом вновь загорится светодиод HL1, а светодиод HL2 погаснет.
Устройство срабатывает при сетевом напряжении менее 170 В и более 242 В и отключает нагрузку от сети. Нагрузка может потреблять ток до нескольких ампер.
Использование изобретения позволяет предотвратить выход из строя аппаратуры, питающейся от промышленной электрической сети, при колебаниях напряжения в ней, путем мгновенного отключения аппаратуры при напряжении питания выше или ниже установленного предела.