УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ БРОСКОВ ТОКА ВКЛЮЧЕНИЯ

Предлагаемая полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в системах защиты потребителей электроэнергии напряжением до 1000 В от бросков токов, возникающих, например, при включении ламп накаливания, компьютеров, различной бытовой нагрузки.
Известно устройства для ограничения бросков тока включения однофазного трансформатора, содержащее токоограничивающий резистор, включенный последовательно с первичной обмоткой трансформатора, коммутационный элемент, включенный параллельно резистору, и блок управления коммутационным элементом, выполненный в виде вентильного моста с RC-цепью, импульсного трансформатора и динистора (см. авт. свид. СССР №1269755, кл. HO2H 9/02, опубл. 15.03.1988 г. ).
Недостатком данного устройства является ограниченная область применения, так как оно может применяться для ограничения бросков тока включения однофазного трансформатора.
Другими недостатками устройства являются потеря мощности в ограничительном и удерживающем резисторах, а также возможность ложного срабатывания расцепителя или перегорания предохранителя.
Известно также устройство для ограничения пусковых токов ламп накаливания, содержащее три цепочки ламп, в каждой из которых содержится две группы ламп, соединенных между собой последовательно и подключенных к разноименным фазам трехфазной четырехпроводной сети, и коммутатор, выполненный в виде восьмиплечевой мостовой диодной схемы, выход которого зашунтирован тиристором (см. патент РФ №2015603, МПК H02J 9/06, опубл. 30.06.1994 г. ).
Недостатком устройства является ограниченная область применения. Может применяться только в трехфазных четырехпроводных осветительных сетях, содержащих группы ламп, включаемых одновременно.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является устройство ограничения тока включения, содержащее регулируемое сопротивление, выполненное на транзисторе, электромагнитное реле, управляемое пороговым элементом, и дроссель, включенный замыкающим контактом упомянутого реле последовательно в цепь питания нагрузки (см. авт. свид. СССР №1665454, МПК Н02Н 9/00, Н02М 7/537, опубл. 23.07.1991 г).
Задачей предлагаемого технического решения является повышение надежности функционирования за счет исключения возможности ложного отключения защитных аппаратов при одновременном включении нескольких потребителей и снижении потерь мощности.
Решение данной технической задачи достигается тем, что известное устройство ограничения тока включения, содержащее дроссель, включенный последовательно в цепь питания нагрузки, электромагнитное реле, замыкающие контакты которого включены последовательно с обмоткой дросселя, снабжено двумя датчиками напряжения, один из которых включен на входное напряжение сети, а другой - на выходное, датчиком тока, установленным в цепи питания нагрузки, двумя ключами, один из которых включен последовательно с обмоткой дросселя, а другой - параллельно, контроллером, управляющие входы которого подключены к выходам упомянутым выше датчиков напряжения и тока, а выходы - к управляющим входам первого и второго ключей и к входу реле.
Данное устройство имеет расширенную область применения, а также исключает возможность ложного срабатывания защитных аппаратов (расцепителей, автоматических выключателей, предохранителей) при одновременном включении нескольких потребителей, когда ток включения превышает уставки срабатывания защитных аппаратов.
Устройство для ограничения бросков тока включения состоит из двух датчиков напряжения, один из которых подключен параллельно к входному напряжению сети, а другой - к выходному напряжению (напряжению нагрузки), датчика тока, подключенного последовательно с нагрузкой, электромагнитного реле, дросселя, выход которого соединен последовательно с входом датчика тока, а вход через первый ключ соединен с питающей сетью, второго ключа, подключенного параллельно к входу дросселя, контроллера, управляющие входы которого подключены к выходам датчиков напряжения и датчика тока, а выходы соединены с управляющими входами упомянутых выше ключей и с входом реле, замыкающий контакт которого включен последовательно с обмоткой дросселя.
Устройство работает следующим образом.
вх
вх
вых
В исходном состоянии первый электронный ключ замкнут, а второй электронный ключ разомкнут.Разомкнут и контакт реле. При подаче на устройство входного напряжения V через обмотку дросселя и первичную цепь датчика тока начинает протекать ток, плавно увеличиваясь от нуля. При достижении этим током значения, равного значению тока уставки, например, автоматического выключателя, на соответствующем выходе контроллера появляется сигнал, при этом происходит размыкания первого ключа, установленного последовательно с обмоткой дросселя, и замыкание второго ключа, установленного параллельно обмотке дросселя. В результате чего запасенная в дросселе электромагнитная энергия разряжается на нагрузку. При уменьшении величины тока в цепи нагрузки ниже уставки срабатывания автоматического выключателя первый ключ снова замыкается контроллером, и таким образом в нагрузке поддерживается постоянное значение тока на уровне тока уставки автоматического выключателя. После того, как входное напряжение V сравняется с выходным V, срабатывает упомянутое выше реле и своим контактом шунтирует первый ключ, установленный последовательно с обмоткой дросселя. Таким путем исключается возможность потери мощности в первом электронном ключе.
Устройство может быть реализовано на основе известных типовых элементов и узлов (микроконтроллеров, транзисторов, реле, датчиков Холла и др.).
Использование предлагаемого устройства для ограничения бросков токов включения позволяет по сравнению с прототипом существенно расширить область применения и повысить надежность его функционирования путем сокращения случаев неправильного срабатывания защитных аппаратов в случае одновременного включения в работу нескольких потребителей, особенно потребителей, у которых значительные пусковые токи.