Устройство для контроля срабатывания электромагнитов переменного тока Советский патент 1985 года по МПК G05B23/02 

ней с первым входом первого элемента И, вторым входом подключенного,к выходу генератора импульсов а выходом - к счётному входу второго счетЧ8ка выход переполнения которого соединен q входом установки в единичное состояние третьего триггера, прямым выходом подключенного к первому входу блока индйка1{ии, второй вход которого соединен с прямым вькрдом первого триггера,а третьи.входы подключены к выходам первого счетчика.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СРАБАТЫВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТОВ ПЕРЕ- . ЖВЙОРО ТОКА, содержащее блок индикада1и, источник напряжения перемен.ного токаj первым выводом через датчик тока соел.иненный с первым входом устройства, а вторым выводом - с информадаонным входом клйчй, выходом соединенного с вторым входом устройства, а управляющим входом - с первым выходом бл ока управления, первый входом подключейно го. к пусковой щяне, компаратор, первым входом соединенный с вьжодрм источника эталонного на пряжейия, а BtopbiM -. с выходом двухполуйериодного аьтря в1теля, входом подклю««енного к выходу датчика тока, б т л и ч а ю щ е еС я тем, что, с целью обеспечения вознояо ости контроля времени.ерзбатыванйя электромагнита, в устройство введены элемент ЙСКЛЮЧАВДЕЁ ИЛИ, 11ерв1 й элемент И, первый, второй Я третий триггеры, генератор импульсов, элемент ИЛИ, элемент задержки, первый и второй счетчики а блок управления состоит из формироввтеля импульса сброса, второго элемента И и формирователя командного сигнала, причем формирователь импульса сброса входом соединен с первьв4,входом блока управления и с первым входом второго элемента И, а выходом - с вторым вьпхоДом блока управления, второй вход второго элемента И соединен с вторым входом управления, а выход - с первым входом формирователя командного сигнала, вторым входов и выходом подключенного.соответственно к третьему входу и первому выходу блока управления, при (Л этом третий вход блока управления соединен с вторым выводом источника напряжения переменного тока, а второй выход - с первым входом элемента ИЛИ и входом установки в нулевое росТояние первого счетчика и первого триггера, инверсным выходом подо ключенного к второму входу блока управления, а входом установки в 00 единичное состояние - с выходом реполнения первого счетчика, счетный вход которого соединен с выходом компаратора, входом элемента задержки и первым входом элемента ИСЮШЧАВДЕЕ ИД1, BTopbtM входом, подключенного к выходу элемента, задержки и. входу установки в единичное состояние второго триггера, а выходом - к второму входу элемента ИЛИ, выходом соединенного с входом установки в нулевое состояние второго и третьего триггеров и второго счетчика, выход второго триггера соеди

. Изобретение относится к автоматике и контрольно-измерительной тех нике, может бить использовано для контроля факта и времени срабатывания электромагнитов переменного тока. ;.:,. ., Известно устройство для контроля электрс№1агнитов-переменного тока, содержащее датчик тока. Подключенны 1К схеме нормализации сигнала, компа ратор, один .из входов которого подключен к выходу схемы нормализации, а другой к источнику эталонного «ап ряжения, и блок индикация { J. Недостатком устройства является низкое бьГстродействиё, ввиду наличи в схеме инерционного элемента фильтра. Кроме того устройство не позволяет контролировать время срабатывания электромагнита. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство дли контроля электромагнитных реле переменного тока,содержащее блок индикации, источник напряжения переменного Тока, первым выводом через датчик тока соединенный с первым входом устройства, а вторым выводом - с информационным входом ключа, выходом соединенного со вторым входом устройства, а управляющим входом - с первьи выходом блока управления, иервьм входом под ключенного к пусковой шине, компара тор, первым входом соединенный с вьрсодом источника эталонного напряжения, а вторым входом с выходом двухполупериодного выпрямителя, вхо .дом подклкученного к выходу датчика тока. Известное устройство позволяет определить токи срабатывания и отпускания электромагнитных реле 2. Недостатком, известного устройства является то, то оно не позволяет контролировать время срабатывания, а также определить факт срабатывания электромагнитов, не имеющих собственных, контактных групп. Целью и;зобретения является обеспечение возможности контроля времени и факта срабатьгоания электромагнита . Поставленная цель достигается тем, что в устройства для Контроля срабатывания электромагнитов переменного тока, содержащее блок индикации, источник напряжения переменного тока, nepiBbTM выводом через дат чик тока соединенный с первым входом устройства, а вторым выводом с информационным входом ключа, выходом соединенного с втьрым входом устройства, а управляющим входом с первым вьйсодом блока управления, первым входом подключенного к пусковой шине, компаратор, первым входом соединенный с выходом источ-г ника эталонного напряжения, а вторым входом с выходом двухполупериодного выпрямителя, входом подключенного к выходу датчика тока, введены элемент ИСЮЮЧАВДЕЕ ИЛИ, первый элемент И, первый, второй и третий триггеры, генератсф импульсов, элемент ИЛИ, элемент задержки. Первый и второй счетчики, а бло управления состоит из формирователя импульса сброса, второго элемента И и формирователя командного сигнала, причем формирователь импульса сброса входом соединен с первым входом блока управления и с первым входом второго элемента И, а выходом - с вторым выходом влока управления, второй вхЪд второго элемента И соединен с BTOpbiM входом блока управле3

ния, а выход - с первьи входом формирователя комаидного сигнала, вторым входом и выходом аодключенного соответственчо к третьему входу и первому вьпсоду блоке управления, при этом третий вход блока управления соединен с вторым выводом источника напряжения переменного тока, а второй выход - с первьм входом . элемента ИЛИ и входом установки в нулевое состояние первого счетчика и первого триггера, инверсным выходом подключенного к второму входу .блока управления, а входом установки в единичное состояние - с выходом переполнения первого счетчика, счетный вход которого соединен с выходом компаратора, входом элемента задержки и первьм входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, вторьм входом подключенного к выходу элемента за держки и входу установки в единйчнёе состояние второго триггера, а выходом - к второму входу элемента ИЛИ, выходом соединенного с входом установки в нулевое состояние второго и третьего триггеров и второго сч1етчИ1са, выход второго триггера соединен с первым входом первого элемента И, вторь1м входом подключенного к выходу генератора импульсов, а выходом - к счетному входу второго счетчика, выход переполнения которого соединен с входом установки в единичное состояние третьего триггера, прямым выходом подключеннго к первому входу блока индикации, второй вход которого соединен с itpAhe M Ш1ПСОДОМ первого триггера, а третьи входы подключены к вьтходак пер&ого счетчика.

На фиг. 1 приведена схема уст.ройств а для контроля срабатывания электромагнитов переменного тока; на фиг. 2-4 - временные диаграммы, поясняк«(ие работу устройства.

На схеме показаны первый вход t блока у1п(равления, блок 2 управления, пусковая шина 3, формирователь 4 импульса сброса, второй элемент Я 5, формирователь 6 управляющего сигнала, ключ 7, катушка 8 электромагнита, датчик 9 тока, источник to напряжения переменного тока, двуполупериодный выпрякштель t1, компаратор 12, источник 13 эталонного напряжения, элемент 14 задержки, элемент ИСКгаОЧАЩЕЕ ШШ 15, элемент ШШ 16, второй триггер 17, генера603714

тор 18 импульсов, первый элемент И 19, второй счетчик 20, третий триггер 21, первый счетчик 22, первый триггер 23, блок 24 нндшкации. } На фиг. 1-4 обозначены сигналы 25-45, на фиг. 2-4 - моменты времени t, tj, t J и t4. , период напряжения питания Т, период импульсов с компаратора f и период импульсов с генеte ратора Т. . .

Устройство работает следующим образом

В исходном состоянии на первом входе 1 блока 2 управления сигнал

f5 логического О от пусковой 1нины 3 (фиг. 2-4, интервал времени 0 ) При этом на выходах формирователя 4 импульса сброса, элемента И 5 и формирователя 6 командного сигнала

20 нулевые выходные сигналы. Ключ 7 находится в непроводящем состоянии, поэтому ток в цепи катушки 8 электромагнита , датчика 9 тока и источника 10 напряжения переменного тока

5 отсутствует. Напряжение на выходе датчика 9 тока и двухполупериодного вьтрямителя 11 равно нулю. На первом вьсходе компаратора 12 напряжения с источника 13 эталонного напря женил, а на втором входе нулевой

сигнал с рътрямителя 11. При этом, на выходе компаратора 12 нулевой сигнал. На выходах элемента 14 за держки, элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ШШ 15 и элемента ИЛИ 16 также нулевые сигналы. На выходе второго счетчика 17 логическая . При этом импульсы с генератора 18 импульсов через элемент И 19 поступают на .счетный вход второго счетчика 20.

Импульсы с выхода переполнения этого счетчика поступают на S-вход третьего триггера 21, не изменяя единичного состояния его вьпсода. На . выходах перво го счетчика 22 и перг

вого триггера 23 сигналы, соответствукмцие результатам предьаду чей проверки, которые индицируются блоком 24 индика щи.

При поступлении с пусковой шины

3 в момент времени ц (фиг. 2-4) сигнала логической Г (сигнал 25) формирователь 4 импульса сброса формирует один короткий импульс (сигнал 26), который сбрасывает

триггеры 17 (сигнал 27), 21 (сигнал 28), 23 (сигнал 29) и счетчики 20 (сигнал 30) и 22 (сигналы 31- 34). На инверсном выходе первого триггера 23 (сигнал 35) устанавливается сигнал логической 1, который поступает на второй вход элемента И 5. На первом входе этого элемента уже имеется сигнал логической 1 с пусковой шины 3. На выходе элемента И 5 появляется сигнал логической 1, который вызывает появление выходного сигнала 36 формирователя 6 только после пер вого прохождения через нуль напряжения (сигнал 37) источника 10 (фиг. 2 и 3, момент времени t). Ключ 7 переходит в проводящее состо ние и на катушку 8 контролируемого электромагнита поступает напряжение с источника 10, напряжения переменного тока. При этом момент открытия ключа 7 совпадает с началом фаэы напряжения питания. Такой режим управления является наиболее оптимальным, ТЭК как обеспечивает максимальное быстродействие и повышает надежность срабатывания электромагнитов переменного тока . В цепи катушки 8 контролируемого электромагнита возникает переходный про цесс, характеризуипцийся на начальном этапе резким выбросом тока. Это является следствием того, что индуктивное сопротивление катушки 8 при оттянутом положении якоря значи тельно меньше, чем при полностью втянутом якоре. По мере движения якоря происходит уменьшение воздушного зазора, а следовательно увеличение индуктивного сопротивления и уменьшение тока. Шнимальйое значение тока соответствует -Полностью втянутому якорю. С датчика 9 тока напряжение (сигнал 38) пропорционал неё току в катутпке электромагнита поступает на двухполупериодный выпpя мтeяь 11, с Н 1хода которого выфямленкый сигнал. 39 подается на первый вход компаратора f2. На второй вход компаратора 12 поступает напряжение (сигнал 40) постоянного тока с источника 23 эталонного нап ряжения. Величина эталонного напря жения выбирается нес:колько большей амплитудного значения напряжения с датчика тока, соответствующего полностью втянутому якорю, в резул тате сравнения изменяющегося во вр мени сигнала 39 с постоянным уровнем (cHrHaj 40) на вьгходе компаратора 12 появляется последователь1ность импульсов (сигнал 41), которая формируется до тех пор, пока амплитуда напряжения с выпрямителя не станет меньше эталонног-о уровня, т.е. Пока якорь полностью не втянется. Поэтому срыв частоты на выходе компаратора 12 может быть расценен как факт срабатывания электромагнита . Фиксация срыва частоты осуществляется элементами 14-21, которые контролируют длительность периода следования импульсов с компаратора. -При движении якоря электромагнита период f может принимать любое значение, в пределах 0,5 Т f 0,75 Т, где Т - период частоты напряжения питания. При otcyтctвии очередного и последзпощих импульсов (срыв частоты) длительность указанного периода увеличивается свьие 0,75-Т. Контроль длительности импульсов, формируемых компаратором 12 осуществляется следующим образом. Элемент 14 задержки задерживает фронт импульса с компаратора (сигнал 42, фиг. 4). Элемент ИСКШОЧАЮЩЕЕ Ш1И 16 формирует короткий импульс - (сигнал 43), длительность которого равна времени задержки элемента 14. Этот импульс сбрасывает второй счетчик 20 и триггеры 17 и 21,Фронт импульса с элемента 14 задержки устанавливает второй триггер 17 в единичное состояние. Сигнал логической 1 с выхода триггера .17 поступает на первый вход элемента И 19, на второй вход которого подаются импульсы с генератора 18 (сигнал 44), Эти импульсы проходят на выход элемента И 19 (сигнал 45) и поступают на счетный вход второго счетчи- , ка 20. Частота f импульсов с генератора 18 и емкость NJ, счетчика 20 должны удовлетворять условию Nj/f. 0,75-Т, Если на выходе компаратора 12 появляется очередной импульс, счетчик 2О с&расывается не успев Заполниться до предела, поэтому сигнал 30 на его выходе переполнения не фop шpyeтcя. Если очередной импульс отсутствует (срыв частоты) , счетчик 20 &аподняется до предела и на вьЬсоде переполнения формируется имиульс (фаг. 2-4, момент t), который поступает на S-вход третьего триггера 21 и устанавливает его в единичное состоя- , 7 . f вне, что является признаком срабап вания электромагнита. Первый счетчик 22 осуществляет счет импульсов, формируемых компаратором 12. Число импульсов, сформи рованных компаратором равно числу полуволн тока с амплитудой.большей амплитуды, соответствзгющей конечно му положению якоря. Время t Т.п/2, где Т/2 - длительность полуволны -трка, а п - число сформированных импульсов, примерно равно времени Срабатывания электромагнита. При несрабатывании электромагнита из-за нарушения цепи питания катушки 8 электромагнита импульсы в6,Ьбще не фсгрмируются. При неполном срабатывании (якорь не дошел до своего крайнего положен«яО| на выходе компаратора 12 появляется непрерывная прследовательность импульсов (фиг. 3, сигнал 44), Носле тори как нёрвь1й счётчик 22 заполнится на его выходе переполнения. фop в pyeтсrf импульс (сигнал 34, момент tj ), который устанавливает первый триггер 23 в единичное состояние (сигнал 29) фиксируя тем факт не срабатывания электромагнита за некоторое времяtj « S Т/2, где NY - емкость nepjBoro счетчика 22. Данное время не должно превьшать максимально допустимое время срабатывания электромагнита. В присФере показанном на фиг. 3 . . J ;;. ,.-, -, : Свгиая логического О с инверсиого выхЬда первого триггера 23 (сигнал 35) закрьюает элемент И 5 В результате на выходе фор трователя 6 управляющего сигнал установятся логический О, Который;переводит ключ 7 в непроводящее состоят аие. Цепь электромагинта размыкается i Такая блокировка за щив(аёт катушку 8 от перегрева и сго рания при несрабатьтан ЕШ электромз: иита. . . . . . . - .; ;. / .„ Формирование импульсов ктдаара тором 12 прекращается ив момент 1 t третий триггер 21 зафик- времени сирует срыв частоты, устаноь.гвшнсь в единичное состояние. Однако данный сигнал не может быть расценен как признак срабатьшания так как он появляётгя одновременно с едщничным сигналом на выходе первого триггера 22, фиксирукщегр факт несрабатывания электромагнита. Различные сочетания сигналов на выходах первого и .третьего триггеров , соответствующие различным техническим состояниям электромагнита,представлены в таблице, . . , ,- л - Техническое состояние электромагнита Не сработал (нарушение цепи питания катушки) Не сработал (якорь не достиг крайнего втянутого положения) Срабртал При исправности всех элементов устройства такое сочетание невозможно Преобразование информатдаи с выодов первого счетчика 21, первого риггера 22 и третьего триггера 20 форму, удобную для визуального аблюдения, осуществляется блоком 4 индикации. Таким образом, предлагаемое усТ ойство позволяет контролироватьакт и время срабатывания электроагнИТов, не имеющих собственных контактных групп. Кроме того, устойствс защищает катушку электромагнита от перегрева и сгорания при несрабатьгаании последнего.

с4

a 1

J7

38

39

41 31

32

33

99