РЕЛЕ ВРЕМЕНИ 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 импульсов, дешифратор, формирователь импульсов и исполнительный элемент, выполненный в виде транзистора [2].

Недостатком наиболее близкого технического решения являются 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, например, в схемах защиты стационарных систем и объектов на переменном оперативном токе с целью получения регулируемых выдержек времени при включении непосредственно во вторичные цепи измерительных трансформаторов тока.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей.

Этот технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее первый исполнительный элемент, генератор тактовых импульсов и последовательно соединенные двоичный счетчик, первый дешифратор и первый формирователь импульсов, введены делитель частоты импульсов, вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход соединен с входом двоичного счетчика импульсов, последовательно соединенные трансформатор тока, выключатель и преобразователь переменного тока в выпрямленное стабилизированное напряжение, выход которого соединен с входом генератора тактовых импульсов, первый усилитель, вход которого соединен с выходом первого формирователя импульсов, а выход соединен с входом первого исполнительного элемента, последовательно соединенные второй дешифратор, вход которого соединен с выходом двоичного счетчика импульсов, второй формирователь импульсов, второй усилитель и второй исполнительный элемент, а также последовательно соединенные третий дешифратор, вход которого соединен с выходом двоичного счетчика импульсов, третий формирователь импульсов, третий усилитель и третий исполнительный элемент, при этом выход делителя частоты импульсов соединен с тактовыми входами первого и второго формирователя импульсов, инверсные выходы которых соединены, соответственно, с входом разрешения второго и третьего формирователей импульсов. Кроме того, между выходом генератора тактовых импульсов и входом двоичного счетчика импульсов и тактовыми входами первого и второго формирователей импульсов включен делитель частоты импульсов.

Кроме того, между выходами первого, второго и третьего формирователей импульсов и входами первого, второго и третьего исполнительных элементов включены, соответственно, первый, второй и третий усилители, а первый формирователь импульсов выполнен в виде V-T-триггера, при этом запрещающий V-вход V-T-триггера является входом первого формирователя импульсов, счетный Т-вход V-T-триггера является тактовым входом первого формирователя импульсов, прямой выход V-T-триггера является выходом первого формирователя импульсов, а инверсный выход V-T-триггера является инверсным выходом первого формирователя импульсов. Кроме того, второй формирователь импульсов выполнен в виде T-D-триггера, при этом счетный Т-вход T-D-триггера является входом второго формирователя импульсов, информационный D-вход T-D-триггера является входом разрешения второго формирователя импульсов, тактирующий ТИ-вход T-D-триггера является тактовым входом второго формирователя импульсов, прямой выход T-D-триггера является выходом второго формирователя импульсов, а инверсный выход T-D-триггера является инверсным выходом второго формирователя импульсов. Кроме того, третий формирователь импульсов выполнен в виде последовательно соединенных элемента И и Т-триггера, при этом первый и второй входы элемента И являются, соответственно, входом и входом разрешения третьего формирователя импульсов, а выход Т-триггера является выходом третьего формирователя импульсов.

На фиг. 1 представлена электрическая структурная схема реле времени, на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Реле времени (фиг.1) содержит последовательно соединенные трансформатор 1 тока, выключатель 2, преобразователь 3 тока в выпрямленное стабилизированное напряжение, генератор 4 тактовых импульсов, делитель 5 частоты импульсов, двоичный счетчик 6 импульсов, первый дешифратор 7, первый формирователь 8 импульсов, первый усилитель 9 и первый исполнительный элемент 10, последовательно соединенные второй дешифратор 11, второй формирователь 12 импульсов, второй усилитель 13 и второй исполнительный элемент 14, последовательно соединенные третий дешифратор 15, третий формирователь импульсов 16, третий усилитель 17 и третий исполнительный элемент 18, при этом выход делителя 5 частоты импульсов соединен с тактовыми входами первого 8 и второго 12 формирователей импульсов, выход двоичного счетчика 6 импульсов соединен с входами второго 11 и третьего 15 дешифраторов, а инверсные выходы первого 8 и второго 12 формирователей импульсов соединены с входами разрешения второго 12 и третьего 16 формирователей импульсов соответственно.

Трансформатор 1 тока, выключатель 2, преобразователь 3 тока в выпрямленное стабилизированное напряжение, генератор 4 тактовых импульсов, делитель 5 частоты импульсов, дешифраторы 8, 12, 16 и усилители 9, 13 и 17 являются стандартными элементами электротехники. В качестве примера первый 10, второй 14 и третий 18 исполнительные элементы могут быть выполнены в виде реле напряжения с замыкающими или размыкающими контактами, транзисторов и других исполнительных элементов. Первый формирователь 8 импульсов может быть выполнен в виде V-T-триггера [3, стр.72, рис.2.19], второй формирователь 12 импульсов - в виде T-D-триггера [3, стр.72, рис.2.20], а третий 16 формирователь импульсов - в виде Т-триггера с включением на его входе элемента И, объединяющего два его входа. Первый 7, второй 11 и третий 15 дешифраторы могут быть выполнены в виде стандартных дешифраторов на два кода с импульсным выходом или в виде двух дешифраторов с объединенными входами, объединенными элементом ИЛИ [4].

Реле времени работает следующим образом.

При включении выключателя 2 сигнал от трансформатора 1 тока преобразуется в преобразователе 3 в выпрямленное стабилизированное напряжение и подается в цепь питания генератора 4 тактовых импульсов. Сигнал от этого же преобразователя 3 может быть использован в качестве питающего напряжения на все другие элементы устройства, что на чертеже для упрощения не показано. При подаче питающего напряжения двоичный счетчик 6 импульсов и другие многостабильные элементы схемы также устанавливаются в исходное состояние, например, по цепям питания, что также на чертеже не показано. Импульсы на выходе генератора 4 делятся по частоте делителем 5 (фиг.2, а) и подсчитываются двоичным счетчиком 6 импульсов. Каждый из первого 7, второго 11 и третьего 15 дешифраторов настроены на соответствующий временной интервал (фиг.2, б, в, г). При этом, исходя из требований к управлению технологическим процессом, время срабатывания второго дешифратора 11 должно превышать время срабатывания первого дешифратора 7, а третьего дешифратора 15 - превышать время срабатывания второго дешифратора 11. Сигналы с выходов первого 7, второго 11 и третьего 15 дешифраторов, соответствующие началу и концу временного интервала, через соответствующие им последовательно соединенные первые формирователь 8 и усилитель 9, вторые формирователь 12 (фиг.2, д, е, ж) и усилитель 13 и третьи формирователь 16 и усилитель 17 поступают на входы первого 10, второго 14 или третьего 18 исполнительных элементов, переводя их в рабочее состояние. При этом сигналы с инверсных выходов первого 8 и второго 12 формирователей импульсов поступают на входы разрешения, соответственно, второго 12 и третьего 16 формирователей импульсов, исключая, тем самым, недопустимое срабатывание второго 12 и третьего 16 формирователей в заданных интервалах, когда на прямых выходах, соответственно, первого 8 и второго 12 формирователей наблюдается уровень логической единицы, что задается требованием управляемого технологического процесса.

Таким образом, предложенное устройство обладает более широкими функциональными возможностями, поскольку позволяет формировать три временных интервала срабатывания исполнительных элементов, оперативно изменять параметры реле путем перестройки помимо параметров генератора импульсов, делителя частоты импульсов и параметров трех дешифраторов, может быть использовано при включении непосредственно во вторичные цепи измерительных трансформаторов тока, а также обеспечивать формирование второго и третьего временных интервалов только после формирования, соответственно первого и второго интервалов.

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, 1998 г., с.390, рис.35.10.

3. И. Н. Букреев и др. Микроэлектронные схемы цифровых устройств. - М.: Советское радио, 1975.

4. А.Г. Филиппов и др. Проектирование логических узлов ЭВМ. - М.: Советское радио, 1974, стр.258.

Изобретение предназначено для применения в электротехнике для создания электронных реле. Сущность изобретения: реле времени содержит последовательно соединенные трансформатор тока, выключатель, преобразователь тока в выпрямленное стабилизированное напряжение, генератор тактовых импульсов, двоичный счетчик импульсов, первый дешифратор, первый формирователь импульсов, первый усилитель и первый исполнительный элемент, последовательно соединенные второй дешифратор, второй формирователь импульсов, второй усилитель и второй исполнительный элемент, последовательно соединенные третий дешифратор, третий формирователь импульсов, третий усилитель и третий исполнительный элемент, при этом выход делителя частоты импульсов соединен с тактовыми входами первого и второго формирователей импульсов, выход двоичного счетчика импульсов соединен с входами второго и третьего дешифраторов, а инверсные выходы первого и второго формирователей импульсов соединены соответственно с входами разрешения второго и третьего формирователей импульсов. Технический результат - расширение функциональных возможностей. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Реле времени, содержащее первый исполнительный элемент, генератор тактовых импульсов и последовательно соединенные двоичный счетчик, первый дешифратор и первый формирователь импульсов, отличающееся тем, что введены последовательно соединенные трансформатор тока, выключатель и преобразователь переменного тока в выпрямленное стабилизированное напряжение, выход которого соединен с входом генератора тактовых импульсов, выход которого соединен с входом двоичного счетчика, последовательно соединенные второй дешифратор, вход которого соединен с выходом двоичного счетчика, второй формирователь импульсов и второй исполнительный элемент, а также последовательно соединенные третий дешифратор, вход которого соединен с выходом двоичного счетчика, третий формирователь импульсов и третий исполнительный элемент, при этом выход первого формирователя импульсов соединен с входом первого исполнительного элемента, выход генератора тактовых импульсов соединен с тактовыми входами первого и второго формирователей импульсов, инверсные выходы которых соединены соответственно с входом разрешения второго и третьего формирователей импульсов. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что между выходом генератора тактовых импульсов и входом двоичного счетчика и тактовыми входами первого и второго формирователей импульсов включен делитель частоты. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что между выходами первого, второго и третьего формирователей импульсов и входами первого, второго и третьего исполнительных элементов включены соответственно первый, второй и третий усилители. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первый формирователь импульсов выполнен в виде V-Т-триггера, при этом запрещающий V-вход V-Т-триггера является входом первого формирователя импульсов, счетный Т-вход V-Т-триггера является тактовым входом первого формирователя импульсов, прямой выход V-Т-триггера является выходом первого формирователя импульсов, а инверсный выход V-Т-триггера является инверсным выходом первого формирователя импульсов. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что второй формирователь импульсов выполнен в виде Т-D-триггера, при этом счетный Т-вход Т-D-триггера является входом второго формирователя импульсов, информационный D-вход Т-D-триггера является входом разрешения второго формирователя импульсов, тактирующий ТИ-вход Т-D-триггера является тактовым входом второго формирователя импульсов, прямой выход Т-D-триггера является выходом второго формирователя импульсов, а инверсный выход Т-D-триггера является инверсным выходом второго формирователя импульсов. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что третий формирователь импульсов выполнен в виде последовательно соединенных элемента И и Т-триггера, при этом первый и второй входы элемента И являются соответственно входом и входом разрешения третьего формирователя импульсов, а выход Т-триггера является выходом третьего формирователя импульсов.