УНИВЕРСАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКОВ ОТ ПОВЫШЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ЭЛЕКТРОСЕТИ

УНИВЕРСАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОНРИЕМНИКОВ ОТ НОВЫШЕННОГО НАНРЯЖЕНИЯ
В ЭЛЕКТРОСЕТИ
Нолезная модель относится к области электротехники, в частности, к способам защиты питания электроприборов, радиоаппаратуры, в том числе с импульсными блоками питания (ИБН) от повреждений в случаях аварийных ситуаций в электросети напряжением 220 В.
Известно Устроство для защиты электроприемников от повреждений при колебаниях напряжения в электросети, патент Украини №21464 А, МПК Н 02 Н 3/20, публ. 30.04.98., бюл. №2, патентовладельцы Коваль В.И., Кулик М.А.
Данный прибор имеет полупроводниковый ключ, который включен последовательно с нагрузкой и имеет вывод для подключения к одной щине питания. Параллельно к источнику напряжения электросети подключен источник постоянного тока, который одним своим выходом соединен с пороговым устройством верхнего уровня, а вторым - с делителем напряжения, виход которого подключен к пороговому устройству верхнего уровня, выход которого, в свою очередь, подключен к схеме управления, которая своим выходом соединена с индикатором. В данном устройстве выход схемы управления гальванично подключен к полупроводниковому ключу и, в этом случае, при замыкании в нагрузке выходит из строя полупроводниковый ключ. Схема управления и пороговое устройство верхнего уровня оказываются под напряжением сети и при этом практически не подлежит восстановлению само устройство защиты, то есть оно практически не имеет надежности. К тому же источник постоянного тока сам не заыщщен от повышенного напряжения в электросети и может отказать так же, как и защищаемый устройством
МПК H 02 H 3/20
для защиты электроприемник. Время срабатывания устройства защиты составляет в соответствии с приведенной в описании формулой
Т 1 + 0,5Т  0,05 с.,
что составляет 2,5 периода синусоидального тока и является критическим для защиты ИБП, для которых оно должно быть не более 0,02 с., что суживает сферу применения данного устройства защиты.
В основу полезной модели Универсальное устройство для защиты електроприемников от повышенного напряжения в электросети поставлена задача путем допо.1шите.11ьного введения в схему электромагнитного реле, контакты которого включены в схему полупроводникового ключа, выполненного на включенных между собой встречно-параллельно двух тиристорах и диоде, причем обмотка электромагнитного реле подключена к выходу схемы управления, а источник постоянного тока имеет автономный способ защиты от перенапряжения в электросети,  обеспечить надежную защиту электроприемников от повышенного напряжения в электросети, в том числе в устройствах с ИБП; надежность самого защитного устройства; расширение ассортимента технических способов защиты электроприемников.
Суть полезной модели состоит в следующем. Следующее известно. Устройство имеет полупроводниковый ключ, включенный последовательно с нагрузкой, и имеет вывод для подключения к одной шине питания, параллельно к источнику напряжения электросети подключен источник постоянного тока, который одним своим выводом соединен с пороговым устройством верхнего уровня, а вторым - с делителем напряжения, выход которого подключен к пороговому устройству верхнего уровня, выход которого, в свою очередь, подключен к схеме управления, которая своим выходом соединена с индикатором. Следующее является новым. В устройство дополнительно введено электромагнитное реле, контакты которого включены в схему полупроводникового ключа.
выполненного на включенных между собой встречно-параллельно двух тиристорах и диоде, причем обмотка электромагнитного реле подключена к выходу схемы управления, который соединен с индикатором сеть выше нормы. Источник постоянного тока имеет автономный средство защиты от перенапряжения в електросети. Следующее известно. Полупроводниковый ключ, - Справочник радиолюбителя-конструктора, под редакцией Чистякова Н.И., «Энергия, стр. 466, табл. 12.86. Автономный способ защиты выполнен в врще баластного резистора, включенного последовательно с первичной обмоткой трансформатора,  Справочник радиолюбителя-конструктора, под редакцией Чистякова Н.И., «Энергия, стр. 318.
В схему дополнительно введено герконовое электромагнитное реле.
Технический результат. Совокупность существенных признаков предлагаемого устройства позволяет в случае повышения напряжения в электросети, длительного или кратковременного (импульсного), защитить електроприемник путем его отключения от электросети, или переключения ИБП электроприемника в режим питания одной полуволной синусоидального тока электросети без отключения. Режим отключения предназначен для электроприемников с трансформаторными блоками питания. Режим питания одной полуволной синусоида. напряжения предназначен исключительно для ИБП, входной рабочий диапазон по напряжению которых составляет 100 - 240 В. Возможность использованри устройства для защиты электрюприемников с разными блоками питания обеспечивает его универсальность. Управляющие электроды тиристоров полупроводникового ключа замыкаются между собой с помощью электромагнитного реле, введение которого в устройство защиты исключает гальваническую связь порогового устройства верхнего уровня с силовой схемой питания 220 В, обеспечивая высокую
надежность устройства в случае короткого замыкания в нагрузке или просто пробоя тиристора. Схема питания самого устройства защищена от повышенного напряжения балластным резистором, что обеспечивает надежную работу устройства при перенапряжении в режиме без отключения нагрузки, то есть при работе на импульсный блок питания. Применение герконового электромагнитного реле позволяет повысить быстродействие
защитного устройства до Т  0,01 с., что гарантирует невозможность
попадания повышенного напряжения электросети на защищаемый электроприемник. Устройство преднамеренно не имеет ограничения напряжения в сторону его уменьшения, потому что при уменьшении напряжения в электросети электроприемник может не включиться в рабочий режим, но отказать мгновенно не может. Введение в схему устройства автономного средства защиты источника постоянного тока обеспечивает работу защитного устройства при напряжении в электросети до 380 В.
На чертеже представлено: фиг. 1 - блок-схема устройства; фиг.2  схема полупроводникового ключа.
Устройство имеет, фиг.1, источник переменного напряжения поз.1, источник постоянного тока поз.2, автономное средство защиты поз.З, делите.11ь напряжения поз.4, пороговое устройство верхнего уровня поз.З, схему управления поз.6, электромагнитное реле поз.7, полупроводниковый ключ поз.8, нагрузку поз.9, индикатор сеть выше нормы поз. 10, индикатор сеть поз. 11.
Устройство работает следующим образом, фиг. 1. От источника напряжения поз. 1 переменное напряжение поступает через автономное средство защиты поз.З, выполненное, например, в виде балластного резистора, который включен последовательно с первичной обмоткой трансформатора, в источник постоянного тока поз.2, откуда пониженное и выпрямленное напряжение поступает на делитель напряжения поз.4.
С делителя напряжения выходящее напряжениме поступает на пороговое устройство верхнего уровня поз.5, которое переключается при досгижении напряжения електросети 250 В, выдавая в схему управления поз.6 запрещающий сигнал, а возвращается у исходное положение при уменьщении напряжения до 247 В, вьвдавая в схему управления разрещающий сигнал. При нормальном напряжении в электросети (220 В ± 10%) разрещающий сигнал с порогового устройства верхнего уровня поступает в схему управления. С схемы управления управляющий сигнал поступает на обмотку электромагнитного реле поз.7. Полупроводниковый ключ поз, 8 управляется электромагнитным реле, которое позволяет коммутировать нагрузку поз.9 в соответствии с сигналами на выходе порогового устройства верхнего уровня. От источника напряжения переменное напряжение через полупроводниковый ключ поступает на нагрузку. К выходу со схемы управления подключен индикатор сеть выще нормы, поз. 10. При срабатывании порогового устройства верхнего уровня загорается индикатор сеть выще нормы. От источника постоянного тока постоянное напряжение подается на индикатор сеть, поз. 11. Полупроводниковый ключ работает в двух режимах. Режим роботы с отключенной нагрузкой. При нормальном напряжении, фиг.2, в электросети напряжение прикладывается к аноду тиристора Д1 и к катоду тиристора Д2 . Управляющие электроды обеих тиристоров получают управляющий сигнал на открытие через контакты icPi электромагнитного реле от приложенного к Д1 и Д2 напряжения электросети, при этом переменный ток проходит через тиристоры Д1 и Д2 в нагрузку. При напряжении в электросети, которое превышет 250 В, управляющий сигнал на тиристоры Д1 и Д2 не поступает, так как контакты кР1 электромагнитного реле находятся в разомкнутом состоянии, при этом переменный ток через тиристоры Д1 и Д2 не проходит в нагрузку.
(2 /(f
при этом контакты переключателя режима работы Si розомкнуты и загорается индикатор сеть выше нормы. Режим работы без отключения нагрузки. При питании электроприемников с ИБП при нормальном напряжении в электросети напряжение прикладывается к аноду тиристора Д1 и к катоду тиристора Д2 . Управляющие электроды обеих тиристоров получают управляющий сигнал на открытие через контакты icPi электромагнитного реле от приложенного к Д1 и Д2 напряжения электросети, при этом переменный ток проходит через тиристоры Д1 и Дг в нагрузку, а диод Дз, который включен через замкнутые контакты переключателя режима работы Si, находится постоянно открытым, то есть открытые тиристори шунтуют диод Дз. При напряжении в электросети, которое превышает 250 В, управляющий сигнал на тиристоры Д1 и Д2 не поступает, так как контакты «Pi электромагнитного реле находятся в разомкнутом состоянии, при этом переменный ток через тиристоры Д1 и Д2 не проходит в нагрузку, загорается индикатор сеть выше нормы, а через диод Дз переменный ток проходит только в одном направлении, пропуская одну по.11уволну переменного тока в нагрузку. Таким образом, при повышении напряжения в электросети в нагрузку поступает половина действующего значения переменного тока. Это обеспечивает устойчивую работу ИБП одной по.пуво.1шой переменного тока, при этом индикатор сеть выше нормы горит. 6
Заявители /Хархардин Е.П./
/Хархардин А.Е./