Устройство для защиты электропотребителя от минимального напряжения с выдержкой времени Советский патент 1985 года по МПК H02H3/24 

11 Изобретение относится к энергетике и предназначено для автоматическо го повторного включения потребителя при кратковременном исчезновении или глубокой посадке напряжения сети с целью предотвращения отключения напряжения сети ответственных токоприемников , Цель изобретения - повьшение надежности в работе устройства, а также обеспечение возможности регулирования времени замкнутого состояния выходного контакта, удерживакщего ре ле путем изменения сопротивления резистора малой мощности. На чертеже изображено предлагаемое устройство. Устройство содержит источник 1 си лового напряжения постоянного тока, кнопки Стоп 2 и Пуск 3, обмотку силового реле 4, нормально разомкнутый контакт 4-1 силового реле, кнопку 5 контроля, резистор 6, выпрямитель 7, дополнительный диод 8, конденсатор 9, удерживаняцее реле 10, замыкающие контакты 10-1 и 10-2 удерживакщего реле, транзистор 11, конденсаторы 12 и 13, сигнальную лам пу 14, ограничительньй резистор 15, разрядное реле 16, размыкающий 16-1 и замыкающий 16-2 контакты разрядного реле, транзистор 17, блокинг-генератор 18 с первичной обмоткой и ее выводами 19 и 20 и вторичной обмоткой с выводами 21 и 22. Устройство работает следунщим образом. При разомкнутой кнопке 3 обмотка силового реле 4 и, следовательно, все детали, входящие в схему устройства, обесточены. При этом срабатьша ние устройства защиты при любых неблагоприятных условиях исключено. При нажатии кнопки 3 срабатывает силовое реле 4 и своим контактом 4-1 шунтирует кнопку 3. Созда1да1ееся падение напряжения на обмотке силового реле 4 прикладьгеается через раз мыкакндий контакт кнопки 5, резистор 6, вьтрямитель 7 и диод 8 к конденса торам 12 и 13, которыеЧерез некоторое время (время подготовки устройства к работе) заряжаются до напряжения источаика 1 питания. Если это напряжение имеет значительную величину, то для его ограничения параллельно конденсатору 12 включается стабилитрон (не показан). 7 Зарядньй ток конденсатора создает на диоде 8 падение напряжения, которое прикладьшается к базозмиттерному переходу транзистора 11 в обратном направлении и надежно запирает зтот транзистор. На выводах 21 и 22 обмотки блокинг-генератора напряжение отсутствует, поскольку его выходные выводы 19 и 20 закорочены размыкающим контактом кнопки 2 Стоп. После завершения переходных процессов потребление энергии самой схемой устройства защиты отсутствует. -Это является едким из преимуществ схемы предлагаемого устройства, так как оно рассчитано на длительное время работы, а количество таких устройств на производсвте, например на предприятиях химической промышленности, достигает нескольких сотен. При исчезновении напряжения с выхода источника 1 силового напряжения происходит отключение удерживающего реле 4. Контакт 4-1 реле замыкается. Конденсатор 13 начинает разряжаться через резистор 6, размыкающий контакт кнопки 5, обмотку удерживающего реле 4 и базозмиттерный переход транзистора 11. Протекание разрядного тока конденсатора 13 через базоэмиттерную цепь транзистора 11 вызывает протекание аналогичного по величине тока коллектора. Источником этого тока является ток разряда конденсатора 12. Этот ток, протекая также через эмиттер транзистора 11, влечет за собой дальнейшее увеличение величины входного тока транзистора, которьй в свою очередь приводит к возрастанию тока в цепи коллектора этого транзистора и т.д. Максимальная величина тока коллектора транзистора 11 ограничена резистором 15 и сопротивлением обмотки удерживающего реле 10, которое включается за счет протекания через его обмотку разрядного тока конденсатора 12. Срабатывание удерживающего реле 10 вызывает замьжание его контакта 10-1, включенного параллельно кнопке 3 Пуск. Это состояние реле 10 сохраняется в течение вполне определенного времени задержки (например, 5с), определяемого емкостью времязадающего конденсатора 13 и сопротивлением резистора 6.

Если в течение заданного времени напряжение от источника 1 восстанавливается, то силовое реле 4 автоматически включается без н ажатия кнопки 3, поскольку его обмотка остается подключенной к напряжению источника ,1 через контакт 10-1 реле 10.

Если напряжение восстанавливается после заданного времени, то реле включиться автоматически не может из-за того, что контакт 10-1 реле 10 к этому оказывается разомкнут.

В связи с тем, что потеря энергии заряженного конд.енсатора 13 при кратковременных;, следующих одно за другим, исчезновениях напряжения сети происходит частично с последующим ее восстановлением при появлении напряжения, то устройство способно удержать реле 4 во включенном состоянии в течение значительно большего времени, чем заданное время. Это является одним из преимуществ предлагаемого устройства.

Оперативное отключение силового реле 4 осуществляется кнопкой 2 Стоп. При нажатии последней квходным выводам 19 и 20 блокинггенератора 18 прикладьюается напряжение от источника 1 напряжения через обмотку силового реле 4 и его замкнутый контакт 4-1 в течение времени, равного времени выключения силового реле 4. На выходе блокинг-генератора 18 (вьшоды 21 и 22) формируются импульсы, отпирающие транзистор 17. При этом напряжение заряженного конденсатора 12 через открытый транзистор 17 прикладьтается к обмотке разрядного реле 16, вызывая его срабатьшание.

Вследствие уменьшения тока через обмотку силового реле 4 до малой величины, определяемой высокоомным входным сопротивлением блокинг-генератора 18, силовое реле 4 выключается и его контакт 4-1 замыкается.

В момент срабатыва.ния разрядного реле 16 его контакт 16-2 замыкается, а контакт 16-1 размыкается. При этом последний отключает обмотку удерживающего реле 10 и заряженного конденсатора 12, а контакт 16-2 разрядного реле 16 шунтирует переход эмиттерколлектор транзистора 17 и обеспечивает самоблокировку реле 16, которое удерживается во включенном состоянии до тех пор, пока конденсатор 12 полностью не разрядится через сопротивление его обмотки. Далее срабатывание удерживающего реле 10 возможно при любом уровне наводок, чем обеспечивается высокая надежность оперативного отключения силового реле 4.

При необходимости получения заданного времени задержки при меньшем значении величины емкости конденсатора 13 увеличивают величину сопротивления резистора 6 с применением составного транзистора или транзистора с большим коэффициентом усиления . Это дает возможность уменьшить ,габариты устройства, применить для реализации предлагаемого устройства интегральные схемы и уменьшить время оперативного отключения силового реле. Регулировка времени задержки осуществляется изменением сопротивления резистора 6.

Конденсатор 9 предназначен для удержания реле 10 во включенном состоянии на время перехода реле 4 из включенного состояния во включенное. Это врег-ш примерно .составляет сотые доли секунды.

Резистор 15 предназначен для ограничения коллекторного тока транзистора 11 во время заряда конденсатора 9, который происходит в начальный момент разряда конденсатора 13.

В предлагаемом устройстве предусмотрен периодический контроль исправности схемы. В качестве элемента контроля l4 можно использовать, например, накальную лампу, стрелочный прибор, сигнальную люминесцентную лампу и т.п. В предлагаемом варианте показано использование в качестве элемента контроля 14 сигнальной лам- пы, включенной последовательно с контактом 10-2 реле 10. Этот контакт реле может бЬ1ть замыкакщим или размыкающим, в зависимости от выбранного контроля (темньш или светлый режим).

Контроль исправности предлагаемого устройства осуществляется только при включенном состоянии силового реле 4 путем нажатия кнопки 5, осуществляющей имитацию исчезновения контролируемого напряжения (напряжение на обмотке силового реле 4). После нажатия кнопки 5 происходит отключение резистора 6 от обмотки силового реле и его подключение к базе транзистора 11.. Вследствие этого конденсатор 13 разряжается, реле 10 срабатывает.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОПОТРЕБИТЕЛЯ ОТ МИНИМАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ВЬЩЕРЖОЙ ВРЕМЕНИ, содержащее кнопки Пуск и Стоп, включенные последовательно с обмоткой силового реле, кнопку контроля, последовательно соединенные резистор, выпрямитель и первый вывод первого конденсатора, удерживающее реле, первый вывод обмотки которого соединен с первым вьшодом второго конденсатора и бло- . . кинг-генератор, первичная обмотка которого подключена параллельно Kijonке Стоп, а вторичная подключена к управляемому ключу, отличающееся тем, что, с целью увеличения надежности в работе, в него дополнительно введены транзистор, диод, третий конденсатор, размыкающий контакт в кнопке контроля и разрядное реле с двумя контактнами - замыкающим и,размыкающим, а управляемый ключ вьтолнен в виде транзистора, при этом база первого транзистора соединена с первым вьшодом дополнительного диода. с первым выводом обмотки силового реле и с первым выводом замыкающего контакта кнопки контроля, эмиттер этого транзистора соединен с вторым выводом первого конденсатора, с вторым вьшодом дополнительного диода и с первым вьшодом третьего конденсатора, второй вьшод которого подключен к месту соединения резистора с выпря.мителем, коллектор первого транзистора соединен с первым вьшодом второго конденсатора, второй вьшод которого соединен с вторым выводом обмотки удерживающего реле и с первым вьгоодом размыкакицего контакта разрядного реле, второй вьшод этого контаксл та соединен с первым вьшодом первого конденсатора, с первым вьшодом замыкающего контакта разрядного реле, с выводом вторичной обмотки блокинггенератора и с эмиттером второго транзистора, база которого соединена с вторым вьшодом выхода блокинг-генератора, коллектор этого транзистора Од соединен с вторым выводом замыкающесо го контакта разрядного реле и с перN вым выводом обмотки разрядного реле, второй вьшод которой соединен с эмиттером первого транзистора, причем второй вьшод замыкающего контакта кнопки контроля соединен с ее размы- , ,кающим контактом и с резистором, а второй вьшод размыкающего контакта этой кнопки соединен с вторым выводом обмотки .силового реле.