устройство индикации режимов тока в электрических приборах

Формула изобретения

Устройство индикации режимов тока в электрических приборах, содержащее индикатор нормального режима тока нагрузки и датчик тока, выполненный в виде магнитоуправляемого контакта с замыкающими контактами и катушкой индуктивности, причем катушка индуктивности и индикатор нормального режима тока нагрузки включены в цепь источника электрической энергии, причем катушка индуктивности включена последовательно с сопротивлением нагрузки, отличающееся тем, что оно снабжено цепью индикатора критического режима тока нагрузки, подключенной параллельно индикатору нормального режима тока нагрузки, диодом и ограничительным резистором, замыкающие контакты магнитоуправляемого контакта последовательно включены в цепь индикатора критического режима тока нагрузки, а параметры диода и ограничительного резистора выбираются по величине из условия обеспечения нормального режима работы индикатора нормального режима тока нагрузки и индикатора критического режима тока нагрузки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к средствам индикации нормального и критического режимов величины тока в электрических приборах и может быть использовано в приборостроении, в электротехнике и в других областях техники для контроля предела допускаемой величины постоянного и переменного токов при подключении сопротивления нагрузки к источникам сетевого и автономного электрического питания.

Известно устройство индикации, в том числе электрического тока, содержащее измерительный датчик и управляемый им индикатор измеряемой величины.

Датчик и индикатор образован магнитооптическим элементом и устройством поляризации (DE, заявка N 3341265, кл. G 01 D 5/56, G 01 R 13/40, 1985).

Прибор измеряет различные физические величины, например электрический ток, и т.п. и индицирует величину, например, тока.

В то же время известное устройство не решает задачу регулировки параметров электрической цепи при повышении величины допустимого тока.

Известно устройство регулировки нагрузки для генератора переменного тока, в котором величину нагрузки поддерживают постоянной за счет того, что в зависимости от входного напряжения или частоты выходного сигнала генератора переменного тока балластная нагрузка подключается параллельно полезной нагрузке (GB, заявка N 2006998, кл. Н 02 Р 9/00, 1979).

Наиболее близким по технической сущности к данному устройству является устройство индикации режимов тока в электрических приборах, содержащее индикатор нормального режима тока нагрузки и датчик тока, выполненный в виде магнитоуправляемого контакта с замыкающим контактом и катушкой индуктивности, включенной в цепь источника электрической энергии последовательно с сопротивлением нагрузки (DE, заявка N 2700995, кл. G 01 R 19/16, 1978). Причем замыкающий контакт магнитоуправляемого контакта подключен параллельно к индикатору.

В известном устройстве не обеспечивается возможность слежения за током при автоматическом отключении нагрузки. Устройство не предусматривает предупреждение несанкционированного отключения приемников потребления электрической энергии.

Поскольку областью использования устройства является индикация режимов тока в цепях электрических приборов, то при контроле указанных цепей необходимо также предупредить нежелательные режимы работы. В связи с этим обстоятельством необходимо следить как за нормальным (штатным), так и за критическим режимом тока в цепи и контролировать несанкционированное отключение нагрузки.

Также в приборостроении существенным является обеспечение сочетания индикации режимов тока в электрических приборах с возможностью автоматического отключения электрической нагрузки от источника питания при достижении (уменьшении) допустимого предела величин тока или предупреждение несанкционированного отключения приемников потребления электрической энергии.

Технический результат изобретения состоит в обеспечении постоянного контроля режимов электрического тока в электрической цепи приборов, что в свою очередь повышает их функциональную надежность.

Техническим результатом изобретения, кроме того, является предупреждение несанкционированного отключения приемников потребления электрической энергии для обеспечения непрерывного технологического процесса в случае использования данного устройства в цепях управления технологическим процессом. Крое того, данное устройство индицирует режимы тока в цепях, в которых используют в качестве источника питания энергию переменного тока и постоянного тока.

Технический результат достигается тем, что устройство индикации режимов тока в электрических приборах, содержащее индикатор нормального режима тока нагрузки и датчик тока, выполненный в виде магнитоуправляемого контакта с замыкающими контактами и катушкой индуктивности, причем катушка индуктивности включена в цепь источника электрической энергии последовательно с сопротивлением нагрузки, снабжено цепью индикатора критического режима тока нагрузки, подключенной параллельно индикатору нормального режима тока нагрузки, диодом и ограничительным резистором, замыкающие контакты магнитоуправляемого контакта последовательно включены в цепь индикатора критического режима тока нагрузки, а параметры диода и ограничительного резистора выбирают по величине из условия обеспечения нормального режима работы индикатора нормального режима тока нагрузки и индикатора критического режима тока нагрузки.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема выполнения устройства; на фиг. 2 - диаграммы переменного напряжения на индикаторах 5 и 6 в случае переменного напряжения источника электрической энергии.

Устройство содержит датчик 1 тока, выполненный в виде герметизированного магнитоуправляемого контакта геркона, катушка 2 индуктивности которого включена последовательно с сопротивлением нагрузки 3.

Магнитное поле катушки 2 индуктивности датчика 1 тока герметизированного магнитоуправляемого управляемого контакта при прохождении через нее тока нагрузки I_н воздействует на замыкающие контакты 4 датчика 1 тока. Контакты 4 последовательно включены в цепь индикатора 6 критического режима тока нагрузки, которая подключена параллельно цепи индикатора 5 нормального режима тока нагрузки, например светодиода, и резистора 7.

Последовательно с индикатором 5 и резистором 7 соединены диод 8 и ограничительный резистор 9, параметры которых подбираются по величине из условия обеспечения нормального режима работы индикаторов 5 и 6.

Устройство индикации работает следующим образом.

При прохождении через катушку 2 индуктивности датчика 1 докритической величины тока нагрузки, замыкающие контакты 4 остаются разомкнутыми.

При этом работает индикатор 5 и его сигнализация, например свечение зеленым светом, указывает на нормальный режим величины тока нагрузки I_н.

При падении сопротивления в цепи нагрузки, например, при нежелательном отключении приборов, величина тока, протекающего через нагрузку 3, превысит установленный предел, под действием магнитного поля катушки 2 индуктивности замкнутся контакты 4 датчика 1 тока и включится индикатор 6, например, индикатор будет светиться красным цветом, указывая на критический режим тока нагрузки. При этом шунтирующее действие индикатора 6 вызывает перераспределение напряжений в параллельной ветви между резистором 7 и индикатором 5 и выключение индикатора 5.

На фиг. 2 приведены диаграммы электрических напряжений на индикаторе 5 и 6 при работе устройства в цепи источника питания для случая контроля за режимами электрического тока нагрузки в цепи питания переменного напряжения.

На фиг. 2а показано питающее переменное напряжение U_п; на фиг. 2б показаны в виде импульсов временные интервалы включения геркона датчика 1 тока; на фиг. 2в приведена диаграмма электрического напряжения U₆ на индикаторе 6; на фиг. 2г приведена диаграмма электрического напряжения U₅ на индикаторе 5.

Из диаграмм видно, что индикатор 6 критического режима питается импульсным напряжением при замкнутых контактах 4 датчика 1 тока t₃ в периоды положительной полуволны переменного тока источника питания.

В эти моменты выключается индикатор 5 (прекращается его свечение), например, под действием шунтирующего влияния индикатора 6.

В интервалах времени разомкнутого состояния контактов датчика 1 (геркона) t_р индикатор 5 находится под действием мгновенных значений напряжения источника питания, близких к нулю и недостаточных для появления такой величины тока, при котором включается индикатор 5 (наблюдается свечение).

Таким образом, вышеуказанное устройство индикации работает как при переменном, так и при постоянном токе.

В качестве индикаторов могут быть использованы как световые, так и звуковые электрические сигнализаторы или их совместное использование.

Предложенное устройство позволяет непрерывно индицировать режимы тока в нагрузке, является универсальным устройством, позволяющим контролировать электрическую цепь нагрузки, связанную с источником 10 электрической энергии.