РЕЛЕ Российский патент 2002 года по МПК H01H47/18 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве электронного реле времени.

Известно устройство, содержащее траверсу, якорь, упругий амортизатор, при этом в траверсе с двух сторон выполнены канавки, на которых выполнены скосы, на выступающей нижней части траверсы выполнены полозья, в средней части траверсы выполнен паз для установки в него упругого амортизатора, а в центре якоря установлена ось с возможностью вхождения и фиксации упомянутой оси якоря в канавках [1].

Недостатком устройства является относительно узкие функциональные возможности, не позволяющие использовать его в качестве реле времени.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство, содержащее последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, двоичный счетчик, дешифратор, формирователь импульсов и исполнительный элемент, выполненный в виде транзистора [2].

Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно узкие функциональные возможности, поскольку оно не обеспечивает возможность оперативной перестройки временных характеристик и не позволяет выработать, например три регулируемых по времени состояния своих выходных параметров при управлении технологическими процессами.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей.

Этот технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее первый исполнительный элемент, генератор импульсов и двоичный счетчик, введены формирователь импульсов, первый выход которого соединен с входом генератора импульсов, делитель частоты импульсов, вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход - соединен с входом двоичного счетчика, вход установки в ноль которого объединен с входами установки в исходное состояние делителя частоты и генератора импульсов и соединен со вторым выходом формирователя импульсов, первый, второй и третий цифровые компараторы, входы которых соединены с выходом двоичного счетчика, а также второй и третий исполнительные элементы, при этом первый и второй входы второго исполнительного элемента соединены с выходами соответственно первого и второго цифровых компараторов, первый вход третьего исполнительного элемента соединен с выходом третьего цифрового компаратора, первый выход первого исполнительного элемента соединен с первым выходом формирователя импульсов, а второй вход - объединен со вторым входом третьего исполнительного элемента и с третьим входом второго исполнительного элемента и соединен с третьим выходом формирователя импульсов.

На фиг. 1 представлена электрическая структурная схема реле, на фиг.2 - структурная схема второго исполнительного элемента, а на фиг.3 - временные диаграммы, поясняющие работу реле.

Реле содержит последовательно соединенные формирователь 1 импульсов (с первым 1-1, вторым 1-2 и третьим 1-3 выходами), генератор 2 импульсов, делитель 3 частоты импульсов и двоичный счетчик 4, вход установки в ноль которого объединен с входами установки в исходное состояние делителя 3 частоты импульсов и генератора 2 импульсов и соединен со вторым выходом формирователя 1, первый 5, второй 6 и третий 7 цифровые компараторы, входы которых соединены с выходом двоичного счетчика 4, а также первый 8, второй 9 и третий 10 исполнительные элементы, при этом первый и второй входы второго исполнительного элемента 9 соединены с выходами соответственно первого 5 и второго 6 цифровых компараторов, первый вход третьего исполнительного элемента 10 соединен с выходом третьего цифрового компаратора 7, первый выход первого исполнительного элемента 8 соединен с первым выходом формирователя 1 импульсов, а второй вход - объединен со вторым входом третьего исполнительного элемента 10 и с третьим входом второго исполнительного элемента 9 и соединен с третьим выходом формирователя импульсов.

Второй исполнительный элемент 9 (фиг.2) содержит последовательно соединенные элемент 11 ИЛИ и RS-триггер 12.

Генератор 2 импульсов, делитель 3, двоичный счетчик 4, первый 5 и второй 6 цифровые компараторы являются стандартными элементами электротехники. В качестве примера, первый 8 и третий 10 исполнительные элементы - могут быть выполнены в виде двустабильных элементов, например RS-триггеров, а формирователь 1 импульсов, выполняющий функции формирования управляющих сигналов, - в виде трех независимых формирователей импульсов и для его конструирования достаточно информации о виде формируемых сигналов, приведенной ниже. При этом питание элементов устройства может производиться от одного источника, который подключается к их питающим цепям одновременно с включением формирователя 1 импульсов. Генератор 2 импульсов может быть построен по схеме генератора с внешним возбуждением, поэтому предусмотрена подача сигнала в его питающие цепи от формирователя 1 по первому выходу 1-1, а подача запускающего импульса - по второму выходу 1-2.

Выходы первого 8, второго 9 и третьего 10 исполнительных элементов при их выполнении на основе RS-триггеров могут быть подключены к обмоткам реле напряжения, снабженным замыкающими и размыкающими контактами в зависимости от управляемого технологического процесса.

Работает реле следующим образом.

При подаче питания, например через ключ, на вход формирователя 1 импульсов, он вырабатывает импульсы на своих первом 1-1 (фиг.3а), втором 1-2 (фиг. 3б) и третьем 1-3 (фиг.3в) выходах. По переднему фронту первого импульса (фиг. 3в) на третьем выходе 1-3 формирователя 1 импульсов первый 8, второй 9 и третий 10 исполнительные элементы переходят в одно из своих двустабильных состояний, например в R-состояние. При правильном окончании работы реле это состояние лишь подтверждается. По переднему фронту импульса (фиг. 3б) генератор 2 импульсов, делитель 3 частоты импульсов (выполненный, например, в виде двоичного счетчика) и двоичный счетчик 4 переходят в исходное состояние. В частности, делитель 3 импульсов и счетчик 4 обнуляются, а генератор 2 под действием этого запускающего импульса и питающего сигнала (фиг.3а) формирует последовательность импульсов. Частота следования этих импульсов "делится" делителем 3 и импульсы с его выхода заполняют двоичный счетчик 4.

Импульс со второго выхода 1-2 (фиг.3б) переводит первый исполнительный элемент 8 во второе стабильное состояние, например в S-состояние. При срабатывании (по мере заполнения двоичного счетчика 4) первого третьего 7 цифрового компаратора, настроенного на нужный временной параметр, задаваемый сигналом на входе задания кода срабатывания, третий исполнительный элемент 10 переводится во второе стабильное состояние (фиг.3е).

При срабатывании (по мере заполнения двоичного счетчика 4) первого цифрового компаратора 5, настроенного на нужный временной параметр, задаваемый сигналом на его входе задания кода срабатывания, второй исполнительный элемент 9 переводится во второе стабильное состояние, а по мере срабатывания второго цифрового компаратора 6 - возвращается в первое стабильное состояние (фиг. 3д). В этом режиме работы реле, второй 9-2 и третий 9-3 входы второго исполнительного элемента 9, выполненного на основе RS-триггера, могут объединяться через элемент 11 ИЛИ (фиг.2).

По второму импульсу на третьем выходе 1-3, который формируется при выключении реле (выключении формирователя 1), подтверждается S-состояние первого 8, второго 9 и третьего 10 исполнительных элементов. Следовательно, первый исполнительный элемент 8 будет находиться в S-состоянии в течение интервала времени между первым импульсом на третьем выходе 1-3 и импульсом на втором выходе 1-2 формирователя 1 импульсов, а время нахождения второго 0 и третьего 10 исполнительных элементов в этом состоянии определяется кодами задания времени срабатывания первого 5, второго 6 и третьего 7 цифровых компараторов.

Таким образом, предложенное устройство обладает более широкими функциональными возможностями, поскольку позволяет оперативно изменять параметры реле путем перестройки параметров цифровых компараторов, а также делителя частоты и генератора импульсов.

Источники информации
1. Патент РФ 2172038, 1998, кл. H 01 H 50/00, 50/18.

2. Электротехнический справочник, в 4-х томах, т.2. Электротехнические изделия и устройства. Под общей редакцией В.Г. Герасимова и др. - М.: Издательство МЭИ, 1998г., с.390, рис.35.10.

Изобретение может быть использовано в электротехнике для создания электронных реле. Реле содержит последовательно соединенные формирователь импульсов с первым, вторым и третьим выходами, генератор импульсов, делитель частоты импульсов и двоичный счетчик, вход установки в ноль которого объединен с входами установки в исходное состояние делителя и генератора и соединен со вторым выходом формирователя, первый, второй и третий цифровые компараторы, входы которых соединены с выходом двоичного счетчика, а также первый, второй и третий исполнительные элементы, при этом первый и второй входы второго исполнительного элемента соединены с выходами соответственно первого и второго цифровых компараторов, первый вход третьего исполнительного элемента соединен с выходом третьего цифрового компаратора, первый выход первого исполнительного элемента соединен с первым выходом формирователя импульсов, а второй вход объединен со вторым входом третьего исполнительного элемента и с третьим входом второго исполнительного элемента и соединен с третьим выходом формирователя импульсов. Технический результат - расширение функциональных возможностей. 3 ил.

Реле, содержащее первый исполнительный элемент, генератор импульсов и двоичный счетчик, отличающееся тем, что введены формирователь импульсов, первый выход которого соединен с входом для подачи сигнала в питающие цепи генератора импульсов, делитель частоты импульсов, вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход соединен с входом двоичного счетчика, вход установки в ноль которого объединен с входами установки в исходное состояние делителя частоты и входом для подачи запускающего импульса генератора импульсов и соединен со вторым выходом формирователя импульсов, первый и второй цифровые компараторы, входы которых соединены с выходом двоичного счетчика, а также второй и третий исполнительные элементы, первые входы которых соединены с выходами первого и второго цифровых компараторов соответственно, при этом первый вход первого исполнительного элемента соединен с первым выходом формирователя импульсов, третий выход которого соединен со вторыми входами первого, второго и третьего исполнительных элементов, каждый из которых является двустабильным элементом, а формирователь импульсов вырабатывает импульсы на первом и втором выходах при подаче питания на его вход и импульс на третьем выходе при его отключении.