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 являются 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, одновибратор и исполнительный элемент, выполненный в виде транзистора [2].

Недостатком наиболее близкого технического решения являются относительно узкие функциональные возможности, поскольку оно не обеспечивает работу при сложном характере амплитудных характеристик управляющего сигнала. Например, при коротких замыканиях в сети напряжение на двигателе уменьшается, а ток в статоре возрастает. Если режим короткого замыкания длится 0,03-0,05 с, то линейные контакторы и магнитные пускатели не успевают отключить двигатель и частота его вращения практически не меняется. При перерывах в подаче энергии более 0,5 с может происходить отключение электродвигателей у неответственных потребителей. При этом повторно их включение не должно происходить, т.к. одновременный самозапуск большого числа асинхронных электродвигателей приводит к значительному снижению сетевого напряжения, что затрудняет самозапуск электродвигателей у ответственных потребителей. В некоторых случаях неконтролируемый самозапуск электродвигателей должен быть исключен по условиям технологического процесса
Требуемым техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей.

Этот технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее одновибратор, исполнительный элемент и последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, двоичный счетчик импульсов и дешифратор, введены последовательно соединенные пороговый блок, вход которого соединен с клеммой для подключения контролируемого сигнала, и элемент ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом одновибратора, первый RS-триггер, выход которого соединен с входом генератора тактовых импульсов, а также элемент И, прямой вход которого соединен со вторым выходом порогового блока, при этом исполнительный элемент выполнен в виде второго RS-триггера, инверсный вход элемента И соединен с инверсным выходом второго RS-триггера, выход элемента И соединен с S-входом первого RS-триггера, выход элемента ИЛИ соединен с входом установки в ноль двоичного счетчика импульсов и с R-входом первого RS-триггера, а выход дешифратора соединен с R-входом второго RS-триггера, S-вход которого соединен с выходом одновибратора.

На чертеже представлена электрическая структурная схема реле времени.

Реле времени содержит последовательно соединенные пороговый блок 1, вход которого соединен с клеммой для подключения контролируемого сигнала, элемент 2 ИЛИ, первый RS-триггер 3, генератор 4 тактовых импульсов (ГТИ), двоичный счетчик 5 импульсов, дешифратор 6 и исполнительный элемент 7, выполненный в виде второго RS-триггера, на прямом выходе которого включена обмотка реле напряжения с размыкающим контактом. Устройство также содержит одновибратор 8, выход которого соединен с S-входом второго RS-триггера 7 и со вторым входом элемента 2 ИЛИ, а также элемент 9 И, прямой вход которого соединен со вторым выходом порогового блока 1, инверсный вход соединен с инверсным выходом второго RS-триггера 7, а выход соединен с S-входом первого RS-триггера 3, при этом выход элемента 2 ИЛИ соединен с входом установки в ноль двоичного счетчика 5 импульсов.

Пороговый блок 1 может быть выполнен в виде стандартного компаратора, выход "больше" которого соединен со входом элемента 2 ИЛИ, а выход "меньше" - с прямым входом элемента 9 И. Выходы элемента 2 ИЛИ и элемента 9 И соединены соответственно с R- и S-входами первого RS-триггера 3, а выход дешифратора 6 и одновибратора 8 соединены соответственно с R- и S-входами второго RS-триггера, на котором выполнен исполнительный элемент 7. При этом инверсный выход второго RS-триггера соединен с инверсным входом элемента 9 И. Уровень логической единицы на прямом выходе второго RS-триггера соответствует нормальному (замкнутому) состоянию размыкающего контакта исполнительного элемента, а уровень логического нуля - разомкнутому состоянию. Одновибратор 8 вырабатывает одиночный импульс при включении - подаче питающего напряжения. Остальные элементы устройства являются стандартными элементами электронной техники и не имеют каких-либо особенностей в их применении.

Работает реле времени следующим образом.

Исходное состояние элементов устройства является произвольным. На сигнальный вход порогового блока 1 подается сигнал контролируемой цепи, например выпрямленный сигнал цепи питания электродвигателя, контролируемой на понижение напряжения, которое возникает, например, при ее коротком замыкании. На опорный вход порогового блока 1 подается опорный сигнал Uоп, например минимально допустимый уровень выпрямленного напряжения в контролируемой цепи. Подача сигнала контролируемой цепи производится одновременно с включением одновибратора 8, что приводит к возникновению на его выходе короткого одиночного импульса. Этот импульс, проходя через элемент 2 ИЛИ, приводит к безусловному переходу в состояние логического нуля прямого выхода RS-триггера 3 и в состояние логической единицы прямого выхода второго RS-триггера 7, а также к обнулению двоичного счетчика 5 импульсов. При этом ГТИ 4 не активизируется и состояние второго RS-триггера 7 будет соответствовать замкнутому состоянию размыкающего контакта, включенного, например, последовательно в контролируемой цепи. При снижении уровня сигнала ниже допустимого уровня на выходе "меньше" порогового блока 1 будет наблюдаться переход из уровня логического нуля на уровень логической единицы, что приведет к установке первого RS-триггера 3 в единичное состояние и включению ГТИ 4, который начнет вырабатывать счетные импульсы. При заполнении двоичного счетчика 5 импульсов свыше допустимого уровня, который соответствует предельному временному интервалу понижения уровня напряжения в контролируемой цепи, срабатывает дешифратор 6, который переводит второй RS-триггер в нулевое состояние по его прямому выходу, т.е. в состояние, соответствующее размыканию контакта реле времени, последовательно включенному в контролируемую цепь. При этом сигнал с инверсного выхода второго RS-триггера 7 подается на инверсный вход элемента 9 И, поэтому сигнал с выхода "меньше" порогового блока 1 не будет поступать на S-вход первого RS-триггера 3, что не позволит вновь включиться ГТИ 4.

Если понижение напряжения происходит на более короткий период, чем предельно допустимый, то на выходе "больше" порогового блока 1 появляется сигнал перепада напряжения от уровня логического нуля до уровня логической единицы и первый RS-триггер 3 переводится в режим логического нуля. Это приводит к останову ГТИ 4 и обнулению двоичного счетчика 5 импульсов. Поэтому понижение напряжения на интервал - более короткий, чем предельно допустимый, не будет влиять на состояние контактов реле времени.

Таким образом, предложенное устройство обладает более широкими функциональными возможностями, поскольку позволяет контролировать состояние цепи как при кратковременных, так и более длительных понижениях уровня напряжения.

Источники информации
[1] Патент РФ 2172038, 1998, кл. Н 01 Н 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.

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для создания электронных реле. Реле времени содержит последовательно соединенные пороговый блок, элемент ИЛИ, первый RS-триггер, генератор тактовых импульсов, двоичный счетчик импульсов, дешифратор и исполнительный элемент, выполненный в виде второго RS-триггера, на прямом выходе которого включена обмотка реле напряжения с размыкающим контактом, одновибратор, выход которого соединен с S-входом второго RS-триггера и со вторым входом элемента ИЛИ, а также элемент И, прямой вход которого соединен со вторым выходом порогового блока, инверсный вход соединен с инверсным выходом второго RS-триггера, а выход соединен с S-входом первого RS-триггера, при этом выход элемента ИЛИ соединен с входом установки в ноль двоичного счетчика импульсов. Технический результат - расширение функциональных возможностей. 1 ил.

Реле времени, содержащее одновибратор, исполнительный элемент, и последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, двоичный счетчик импульсов и дешифратор, отличающееся тем, что введены пороговый блок, вход которого соединен с клеммой для подключения контролируемого сигнала, и выход "больше" соединен со входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом одновибратора, первый RS-триггер, выход которого соединен с входом генератора тактовых импульсов, а также элемент И, прямой вход которого соединен с выходом "меньше" порогового блока, при этом исполнительный элемент выполнен в виде второго RS-триггера, инверсный вход элемента И соединен с инверсным выходом второго RS-триггера, выход элемента И соединен с S-входом первого RS-триггера, выход элемента ИЛИ соединен с входом установки в ноль двоичного счетчика импульсов и с R-входом первого RS-триггера, а выход дешифратора соединен с R-входом второго RS-триггера, S-вход которого соединен с выходом одновибратора.