Устройство для автоматического переключения нагрузки Советский патент 1983 года по МПК H02J9/06 

Изобретение относится к устройствам для автоматического переключения нагрузки, подключенной к сети .переменного напряжения, при измене нии напряжения и может быть использовано для переключения радиоаппаратуры при ее. питании от переменного напряжения.

Известно устройство для автоматического переключения нагрузки, содержащее трансформатор ц двумя вторичными обмотками, первичная обмотка которого предназначена для подключения к основной сети, один из выводов вторичной обмотки подклюг чен к синхронизирующему входу автогенератора стабилизированного синусоидального напряжения, выход которого связан через соединенные последовательно выпрямитель,. ключевой элемент с коммутирующим реле 1. Однако это устройство имеет пониженную помехоустойчивость и не чувствительно к искажению переменного напряжения основной сети.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устрой ство для автоматического переключения нагрузки, содержащее трансформатор, первичная обмотка которого предназначена для подключения питающей сети, одна из вторичных обмоток подключена к синхронизирующему в}соду автогенератора стабилизированного синусоидального напряжения, выхфД которого соединен с одним из входов дифференциального усилителя, другой вход которого подключен к выводу втор вторичной обмотки трансформатора, ключевой элемент, реле, причем трансформатор снабжен третьей вторичной обмоткЬй с выводами, соответствующими нормальному, повышенному и пониженному напряжению на нагрузке, а выход автргенератора подключен через опорный генератор к опорному входу фазового детектора , сигнальный вход которого соединен с выходом дифференциального усилителя, выходы фазового детектора соединены с входами ключевых элементов, к выходам которых подключены обмотки первого и второго, реле, замыкающие контакты которых подключены к выводам, соответствующим повышающему и понижающему напряжению на нагрузке соответственно, при этом к выходам ключевых элементов через схему ИЛИ-НЕ подключена также обмотка третьего реле, размыкающий контакт которого подключен к выводу, соответствующему нормальному напряжению нагрузки 2.

Известное устройство ввиду своей сложности обладает пониженной надежностью. Например, при выходе из стро схемы ИЛИ-НЕ возможно подключение нагрузки одновременно к нормальной и к повышакяцей понижающей) обмоткам

трансформатора, что выводит из строя устройство.

Цель изобретения - ,повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для автоматического переключения нагрузки, содержащее трансформатор, первичная обмотка которого подключена к питающей сети, первая вторичная обмотка подключена к синхронизирующему входу автогенератора стабилизированного синусоидального напряжения, выход которого через первый резистор подключен к инвертирующему входу дифференциального усилителя, неинвертирующий вход которого через второй резистор связан со второй вторичной обмоткой трансформатора, а инвертирующий вход дифференциального усилителя через третий и четвертый резисторы связан соответственно с выходом усилителя и со вторичнойобмоткой трансформатора, первое и второе выходные реле, через замыкающие контакты KOTOEWX нагрузка подключена к отводам третьей вторичной обмотки трансформатора, соответствунмцим повышенному и пониженному напряжению на нагрузке, ключевой элемент и опорный генератор, введены первый и второй диоды и пятый резистор, причем неинвертирующий вход дифференциального усилителя через пятый резистор соединен с выходом автогенератора и непосредственно - с ключевым элементом, управлянмций вход которого связан с выходом опорного генератора вход которого соединен с выходом автогенератора, выход дифференциального усилителя через разнополярно . включенные первый и второй диоды связан соответственно с обмотками первого и второго выходных реле, шунтированными конденсаторами, причем отвод третьей вторичной обмотки трансформатора, соответствующий нормальному напряжению на нагрузке, связан с нагрузкой через последовательно соединенные размыкающие контакты первого и второго выходных реле.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство состоит из трансформатора 1 с первичной обмоткой 2 и вторичными упраёлякяцими обмотками 3 и 4, повышакнцего 5, нормального б и понижающего 7 отводов вторичной силовой обмотки трансформатора, нагрузки 8, первого и второго реле 9 и 10, шунтированных емкостями 11 и 12, подключенных через диоды 13 и 14 к выходу дифференциального усилителя 15, к инвертирующему и неинвертируйщему входам которого подключены вторичная обмотка 3 трансформатора и выход автогенератора 16, а неинвертирующий вход которого заземлен чере транзисторный ключ 17, база транзистора ключа подключена к выходу опорного генератора 18, вход которого связан с выходом автогенератора 16. Нагрузка 8 подключена к выводу транс форматора, соответствующему нормальному напряжению на нагрузке, через последовательно соединенные размыкающие контакты 19 и 20реле 9 и 10 и к выводам трансформатора, соответствующим повышенному и пониженному напряжениям на нагрузке, через раз1«1кающие контакты 21 и 22 соответственно репе 9 и 10. В состав устройства входят также сопротивления 2327. Устройство работает следукицим образом. , , Переменное напряжение, пропорцнонапьное напряжению в питающей сети поступает с вторичной обмотки 3 на инвертирующий и неинвертирушщий входа дифференциального усилителя 15. На эти же входы дафференциального усилителя поступает напряжение с выхода автогенератора стабилизированного напряжения 16, синхронизируемого напряжением.питаиадей сети через вторичную обмотку 4 трансформатора При этом шлходное напряжение генера тора противофазяо напряжению на вторичной обьютке 3 трансформатора. Выбором сопротивлений 23-27 коэффициент передачи дифференциального уси лителя по неинвертирующему входу обе спечивается в два раза больше, чем по инвертирующему. В то же время выбором соотношений сопротивлений 23 и 24, 25 и 26 обеспечивается отсутствие напряжения на выходе диффе ренциального усилителя 15 при нормальном напряжении сети. При отсутствии нап ряжения на выходе дифференциального усилителя реле 9 и 10 своими последовательно соединенными разкалкающими контактами 20 и 21 подключат нагрузку 8 к отвод 6 силовой вторичной обмотки трансформатора 1. Если напряжение в питающей, сети изменяется, например повышае-тся, изменяется соотношение переменных напряжений на входах дифференциального усилителя. Разность этих напряжений выделяется на выходе дифференциального усилителя. За счет ключа 17 одновременно с выделением разности напряжений производится -фазовое детектирование сигнала на выходе дифференциального усилителя. Это объясняется тем, что ключ работает от опорного генератора 18 синхроннос фазой входных сигналов. При открытом ключе диффёренцисшьньШ усилитель работает как инвертирующий усилитель с коэффициентом передачи К. При закрытом ключе дифференциальный усилитель работает как усилитель с коэффициентом передачи +К, т.е. раз ностный входной сигнал при этом не инвертируется. Так как в процессе работы ксяимутнруется полярность коэффициента передачи дифференциаль но1Ч7 усилителя синхронно t,c фазой-входного сигнала, происходит фазовое детектирование появившейся разницы сигналов и на выходе усилителя при повышении напряжения питаювсей появится положительное пульсирующее напряженна. Это положительное напряжение, пройдя через диод 14, усредняется на обмотке реле 10 с помощью емкости 12, включая реле. Реле 10 размы-. кает контакты -20, отключая нагрузку 8 от 6 трансформатора 1 и замлкает контакты 22, подключая нагрузку к поиижакяцей обмотке 7 трансформатора . При уменьшении напряжения в питающей сети ниже нормы срабатывает реле. 9, отключая с помснцью контактов 19 нагрузку от обмотки 6 трансформатора и подключая нагрузку черкез контакты 21 на пЬвышакнцую обмотку 5 зранеформатора 1. Надежность устройства повышается за счет упрощения устройства.

УСТРОЙСТВО jpra АВТОМАТИЧЕСКОГО ПБРЕКЛЮЧ1БНИЯ Н ЙГРУЭКК, содержащее трансформатор, первичная оймотка которого подключена к питающей сети, первая вторичная обмОтка под1спючена к синх{хэнизиру1й|цему вход автогенератора стаби шэированиого синусоидального напряжения, выход к торого через первый резистор подклю чен к инвертирующему входу дифферен циального усилителя, неинвертирующий вход которого через второй резистор связан со второй вторичГной о моткой трансформатора, а инвертирую щий вход дифференциального усилите ля через третий и четвертый резисто ры связан соответственно с выходом усилителя и со вторичной обмоткой трансфррма тора, ключевой элемент, опорный Генератор, первое и второе выходные реле, через замыка ОС1У1е контакта которых нагрузка подключена к Отводам третьей вторичной обмотки трансформатора, соответств1т«цим пов1Л1 енному и пониженному напряжению на нагрузке, о т ли ч а ю щ е ее я тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введены первый . и второй ДИОФ1 и пятый резистор, причем неинвертирующий вход дифференциального усилителя через пятый рёзистрр соединен с выходом автогенератора и непосредственно - с ключевым элементом, управлягаций вход которого связан с выходом опорного генератора, вход которого соединен с выходом автогенератора, а выход дифференциального усилител Я через разнополярно включенные первый и второй диоды связан соотретственно с обмоткец т первого и второго выходшис реле, шунтированными конденсаторами, а отвод третьей вторичной обмотки трансфбрматора, соот:ветствуявций Иормёшьному напряжению на нагрузке, связан с нагрузкой через последовательно соединёншле размыкающие контакты первого и второго вых. реле. fl