Цифровое реле частоты Советский патент 1984 года по МПК H01H47/20 

2. Реле по п. 1, отличающее с я тем, что блок пересчета состоит из дополнительного счетчика импульсов дешифратора уставки срабатывания, дешифратора заполнения допо нительного счетчика импульсов и дополнительного триггера, причем первы вход дополнительного триггера соединен с выходом дешифратора уставки срабатывания, второй вход дополнительного триггера соединен с выходом дешифратора заполнения дополнительного счетчика импульсов, выход дополнительного триггера является выходом блока пересчета, входы дешифратора уставки срабатывания и дешифраторы заполнения дополнительного счетчика импульсов соединены с выходами дополнительного счетчика импульсов, счетный вход которого является счетнын входом блока пересчета 13 а его вход установки на нуль является блокировочным входом блока пересчета. 3. Реле по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что, с целью распшрения функциональных возможностей, блок пересчета дополнен дешифратором уставки отпускания, входы кото)oro соединены с выходами дополнительного счетчика импульсов, а выход - с входом дополнительного триггера, в реле введен второй элемент И, причем его входы соединены с выходами дешифратора заполнения счетчика импульсов и формирователя коротких импульсов, а выход - с вторым входом триггера, прямой и инверсный вькоды которого соединены с блокировочными входами соответственно дешифраторов уставок срабатывания и отпускания.

1. ЦИФРОВОЕ РЕЛЕ ЧАСТОТЫ, содержащее формирователь прямоугольных импульсов, соединенный через блок формирователя импульса сброса счетчика на нуль со входом установки на нуль счетчика импульсов и через формирователь коротких импульсов - с первым входом первого элемента И, вы-: ход которого через последовательно соединенные триггер и усилитель мощности соединен с выходным реле, задающий генератор, соединенный со счетным входом счетчика импульсов, выход которого соединен с входом дешифратора заполнения счетчика импульсов, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения, в него дополнительно введены блок пересчета и элемент ИЛИ, причем выход блока пересчета соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом дешифратора заполнения счетчика импульсов, а выход - с входом запрета счета счетчика импульсов, счетный вход блока пересчета соединен с выходом задающего генератора, его блокировочный вход соединен с выходом формирователя импульса сброса счетчика на нуль, а выход дешифратора заполнения счетчика импульсов соединен с вторым входом первого элемента И. 00 ю оо со HI 13 fui.l

Изобретение относится к электро;технике, в частности к устройствам управления и защиты с автоматическим ;срабатыванием при определенной часто;:те, например к устройства,м автоматики, контролирующим частоту гидроагре|гата во время его пуска, разгона |и остановки.

I Известно импульсное репе частоты IB основу работы которого положен принцип сравнения продолжительности периода напряжения контролируемой сети с заданньм (эталонным) временем определяемым необходимой установкой (Срабатывания. СП .

) Недостатками устройства являются зависимость уставки срабатьшания и отпускания реле от температуры окружающей среды, напряжения питающей се ти, а также отсутствие настраиваеJMoro гистерезиса.

Известно также реле частоты измерительным элементом которого является RC-MOCT (2). На одну диагональ этого моста подается напряжение прямоугольной формы, зависящее от измеряемого напряжения, а другая соединена с входами компаратора напряжения 21.

: Недостатком -итого реле является влияние на точность срабатывания реле температурной нестабильности и старения элементов RC-моста. 1

Наиболее близким по технической сущности- и достигаемому результату является цифровое реле частоты, содержащее формирователь прямоугольных импульсов, соединенный через блок сброса со счетчиком импульсов, задакяций генератор, подключенный к входу этого счетчика, выход которого через дешифратор соединен с входом триггера, причем с целью повышения точности другой выход счетчика через дополнительный дешифратор соединен с вторым входом указанного триггера выход которого подключен к одному из входов схемы И, второй вход которой соединен с выходом упомянутого формирователя через дополнительный формирователь коротких импульсов.

Недостатками этого реле являются узкий диапазон контролируемых частот а при расширении диапазона - значительное усложнение конструкции.

Целью изобретения является расширение области применения путем расширения диапазона контролируемых частот, упрощение конструкции и настройки реле. Поставленная цель достигается тем что в цифровое реле частоты, содержа щее формирователь прямоугольных импульсов, соединенный через блок формирования импульса сброса счетчика на нуль с входом установки на нуль счетчика импульсов и через формирователь коротких импульсов - с первым входом первого элемента И, выход которого через последовательно соединенные триггер и усилитель мощности соединен с выходным реле, задающий генератор, соединенный со счетным входом счетчика импульсов, выход которого соединен с входом дешифратора заполнения счетчика импульсов, допол нительно введены блок пересчета и элемент ИЛИ, причем вькод блока пере счета соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом дешифратора заполнения счетчика импульсов, а выход - с входом запрета счета счетчика импуль сов,- счетный вход блока пересчета соединен с выходом задающего генератора, его блокировочньш вход соединен с выходом формирователя импуль са сброса счетчика на нуль, а вь1ход дешифратора заполнения счетчика импульсов соединен с вторым входом первого элемента И. Блок пересчета состоит из дополнительного счетчика импульсов, де шифратора уставки срабатывания, . дешифратора заполнения дополнительного счетчика импульсов и дополнител ного триггера, причем первый вход AO полнительного триггера соединен с вы ходом дешифратора уставки срабатывания, второй вход дополнительного три гера соединен с выходом дешифратора заполнения дополнительного счетчика импульсов, выход дополнительного три гера является выходом блока пересчета, входы дешифратора уставки срабатывания и дешифраторы заполнения дополнительного счетчика импульсов coe динены с выходами дополнительного счетчика импульсов, счетный вход которого является счетным входом блока пересчета, а его вход установки

на нуль является блокировочным входом д-входы счетчиков 6 и 14 импульсов поблока пересчета.ступают импульсы от задающего генераБлок пересчета дополнен дешифра-тора 5. Входы дешифратора 15 уставки

тором уставки отпускания, входы KoTq-срабатывания 9 звдинены с соответству рого соединены с выходами дополнительного счетчика импульсов, а выход - i с входом дополнительного триггера, в реле введен второй элемент И, причем его входы соединены с выходами дешиф1затора заполнения счетчика импульсов и формирователя коротких импульсов, а выход - с вторым входом триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены с блокировочными входами соответственно дешифраторов уставок срабатывания и отпускания. На фиг. 1 приведена блок-схема цифрового реле частоты; на фиг. 2 блок-схема блока пере.счета 7; на фиг. 3 - вариант принципиальной элек трической схемы блока пересчета 7, на фиг. 4 - блок-схема блока пересчета 7 для реле частоты с гистере- i зисом; на фиг. 5 - блок-схема реле частоты с гистерезисом, на фиг. 6 вариант принципиальной электрической схемы блока пересчета 7 для реле ; частоты с гистерезисом. Цифровое реле частоты (фиг.1) содержит разделительный трансформатор 1, формирователь 2 прямоугольных импульсов, формирователь 3 ИАШульса сброса счетчика на нуль, формирователь 4 коротких импульсов измерения периода частоты сети, задакици генератор 5 эталонной частоты, счетчик 6 импульсов, блок 7 пересчета, дешифратор 8 заполнения cчeтчикai элемент ШШ 9, первый элемент И 10, триггер 11, усилитель 12 FtonpiocTH, выходное исполнительное реле 13. Блок-схема блока 7 пересчета (.фиг. 2) состоит из дополнительного ;. счетчика 14 импульсов, рассчитанного на определенное количество инпульсов Из которых на вход счетчика 6 импуль )сов проходит только часть импульсов,; определяемая величиной уставки, дешифратора 1 5 уставки срабатывания, дешифратора 16 заполнения дополнительного счетчика импульсов, дополнительного триггера 17. Реле работает следующим образом. В начале каждого периода измерения происходит сброс всех счетчиков на нуль и установка дополнительного триггера 17 в положение, при котором счетчик 6 импульсов открыт. На ющими выходами дополнительного счетчика 14 импульсов, которые определяют частоту срабатывания схемы. После того, как дополнительный счетчик 14 импульсов просчитает соответствующее количество импульсов, с выхода дешифратора 15 уставки срабатывания поступает на вход дополнительного триггера 17 сигнал, измеряющий его состояние. При этом счетчик 6 импуль сов запирается. Дополнительньй счетчик 14 импульсов продолжает считать переполнившись, он изменяет состояние дополнительного триггера 17 и открывает счетчик 6 импульсов. Частота задающего генератора 5 и ем кость дополнительного счетчика 14 импульсов таковы, что этот процесс многократно повторяется. Если в конце измеряемого периода (в момент появления импульса на выходе формиро вателя коротких импульсов 4) счетчик 6 импульсов заполнился и заперт сигналом с дешифратора 8 заполнения счетчика, а на вход первого элемента И 10 дешифратора 8 заполнения счетчика поступает нулевой сигнал, то и на выходе первого элемента И 10 нулевой сигнал и состояние триггера 11 не меняется. Когда измеряемый период уменьшается настолько, что счет чик 6 импульсов не успевает заполниться и в момент появления импульса на выходе формирователя 4 коротких импульсов с дешифратора 8 запол нения счетчика на вход первого элемента И 10 поступает единичный сигИ 10 также будетединичный сигнал и триггер 11 изменит свое состояние, что означает - измеряемая частота равна или больше частоты срабатывания . Схема блока 7 пересчета (фиг.З) собрана на двух десятичных счетчи:Ках с дешифратором и четырех элемен тах 2И-НЕ. Настройка на любую уставку от О до 100% номинальной частоты, сети с дискретностью 1% заключается в подключении к соответствующему выводу микросхемы.. Недостатком рассмотренной схемы является отсутствие гистерезиса, т. возможности отдельно настроить уста ки срабатывания и отпускания, что необходимо для ряда применений. Это недостаток можно устранит дальнейш усовершенствованием предложенного реле частоты. Блок-схема блока 7 пересчета для реле частоты с гистерезисом состоит из дополнительного счетчика 14 импульсов, дешифратора 15 уставки срабатывания, дешифратора 16 заполнения дополнительного счетчика, дополнительного триггера 1 7, дешифратора 18 уставки отпускания. Блок-схема реле частоты с гистерезисом (фиг. 5) содержит разделительный трансформатор 1, формирователь 2 прямоугольных импульсов, феэрмирователь 3 импульса сброса счетчиков на нуль, формирователь 4 коротких импульсов измерения периода частоты сег ти, задающий генератор 5 эталонной частоты, счетчик 6 импульсов, блок 7 пересчета, дешифратор 8 заполнения счетчика, элемент ИЛИ 9, первый элемент И 10, триггер 11, усилитель 12 мощности, выходное исполнительное реле 13, второй элемент И 19. Реле работает следующим образом. В зависимости от состояния выходов триггера 11 на сигналы, поступакищие с дополнительного счетчика 14 импульсов, реагирует дешифратор 15 уставки срабатывания или дешифратор 18 уставки отпускания, изменяющие состояние дополнительного триггера 17, На фиг. 6 показан вариант принципиальной электрической схемы. Дешифраторы уставки срабатывания И отпускания блока 7 пересчета для реле частоты с гистерезисом (фиг. 6) состоят из двух трехвходовых логических элементов, каждьй из которых собирает единичные сигналы на своих входах для переключения дополнительного триггера 17. Третьи входы элементов используются как блокировочные, т.е. для запрета дешифрации. При этом прямой выход триггера 11 соединен с блокировочным входом дешифратора уставки срабатывания 15, а инверсньй с блокировочным входом дешифратора уставки отпускания 18. В зависимости от состояния триггера 11 блокируется срабатывание или логического элемента 18 или 15. Использование изобретения позволяет применить цифровое реле частоты в качестве реле частоты вращения вала в устройстве автоматики и гидроагрегатов, что исключает необходимость установки специального тахогенератора.

W

От Ген 5

ипформиро, Ватем 3

L...

От триггера 11

г;Й

Выход

.S

/4f

15

П

16

игЛ