Реле частоты Советский патент 1985 года по МПК H01H47/20 

Юп Юр Wl Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах релейной защиты и автоматики энергетических систем, устройствах защиты тиристорных преобразователей частоты и асинхронных двигателей.. . Цель изобретения - повьппение надежности путем введения гистерезиса порогов срабатывания реле частоты, что позволяет значительно, уменьшит вероятность возникновения автоколебательного режима работы устройства в котором используется данное реле частоты, . На фиг. 1 приведена структурная схема реле частоты, на фиг. 2 - вре менная диаграмма, поясняющая его ра боту, на фиг. 3 - структура диодной матрицы, на фиг. 4 - диаграмма диапазонов срабатывания реле частоты. Реле частоты содержит формиро-. ваТель 1 импульсов, триггер 2 счетный, блок 3 сброса, генератор 4 импульсов,счетчик 5 импульсов, регистр 6 памяти, дешифратор 7, матрицу 8 диодную, входную шину 9 и выходные шины 10 1:101 . Вход формирователя 1 подключен к входной шине 9, а выход - к счет ному входу триггера 2. Вход блока 3 соединен с выходом -триггера 2, первый выход - с входом записи регистра 6, второй выход - с входом установки в нулевое состояние счетч ка 5. Счетный вход счетчика 5 подкл чен к выходу генератора 4, а ш выхо дов разрядов через регистр 6 - к ж входам дешифратора 7.2 строчных шин матрицы 8 подключены к выходам дешифратора 7, п столбцовых шин к Ш выходным шинам 10.1 - 10. tt, (п + 1)-я столбцовая шина - к ( 1) входу дешифратора 7. Диодная матрица 8 содержит п параллельных каналов 11.1 -f 11. fl . Кажды канал включает в себя диоды 12и одну подключенную -через резист 13к шине земля 14 .столбцовую шину 15,1 т 15 (п + 1), к которой подключены катоды диодов 12. Аноды этих диодов подключены кГ - (J + 1 (2 +р) - ( 1) строчным шинам. Аноды диодов 12; катоды которых подключены к (п + 1)-й столбц вол шине 15 - ( 1)., подключены к 5 : (+ 1), i - ;, (2 + ;-) -, (2 ), ( + l) - () строчным ЩИНаМ ( f ) . Диодная матрица (фиг. 3) имеет информационную емкость 2 л( 1). На фиг. 4 в осях К -кодов периода входного напряжения - изображены зоны срабатьшания реле , для различных каналов и зоны - р и В -j защиты от дребезга и S - -диапазоны работы устройства с предельными значениями -1.и . Реле частоты работает следующим образом. Входной сигнал контролируемого напряжения (фиг. 2oi) поступает на вход формирователя 1, который один раз за период формирует.импульсы (фиг. 2S). Выходные импульсы формирователя 1 поступают на вход счетного триггера 2, оба полупериода напряжения (фиг. 2Ь), на вькоде которого равны по длительности периоду напряжения входного сигнала. В начале цикла счетчик 5 импульсоь обнуляется импульсом (фиг. 2z), поступающим с блока 3 сброса, после чего счетчик 5 импульс.ов считает игшульсы (фиг. ), поступающие на его вход с задающего генератора 4, длительность импульсов которого равна 1 К моменту окончания периода входного сигнала счетчик 5 насчитывает k -импульсов, причем это число устанавливается в виде двоичного кода на т- его выходах. В этот момент времени блок 3 сброса выдает импульс (фиг. 2.), который разрешает запись кода k в № -разрядный регистр 6 памяти, т.е. на .-in -выходах регистра 6 памяти присутствует код К Т /TQ , где Т - величина периода входного сигнала. Этот код поступает на m -младших адресных ра:зрядов дешифратора 7, а m + 1-разряд-соединен с (п + 1)-столбцовой шиной ди,,оо ОДНОЙ матрицы о, при этом 2 -выходов двоичного дешифратора 7 служат строчными шинами диодной матрицы 8, имекдцей П + 1-столбцовую шину (фиг. 3), п -первых из которых задают диапазоны срабатывания п -каналов реле. Рассмотрим по диаграмме ((. 4) работу одного из каналов реле (л-го канала). Для исключения дребезга при прохождении значения входной частоты через верхнюю или нижнюю

границыдиапазона, соответствующие кодам Vi и k J, (фиг. 3), вокруг них по оси кодов построены гистерезисные петли с зонами j - Е,р Рис указанными стрелками направлениями переходов на 1 логического состояния в о и обратно.

В зонах, где выходное состояние реле определено однозначно, т.е. нет зависимости выходного состояния от значения бита обратной связи, образованного подключением п + 1столбцовой шины диодной матрицы 8 к m + 1-адресному входу дешифратора 7, должна быть установлена следующая зависимость между входными кодами и выходным состоянием (при О 0,1).

(-2Чг41 -О

т Я 2 .р-с. ( 2.-().2., - О Считая, что состоянию выбранного выхода деимфратора 7 соответствует положительный потенциал (l), для получения 1 на любой столбцовой пшне диодной матрицы 8 при определенных значениях входного кода деши ратора 7 достаточно установить дио ды на пересечениях соответствующих строк и данного столбца матрицы (заштрихованные области 16, фиг. 3 Для получения гистерезисных зон необходимо иметь элемент памяти, в котором бы хранилась информация о том, с какой стороны значения кода подхрдят к границам зоны. Этот элемент памяти сформирован на обратной связи. В зонах, где выходное состоя ние реле определено однозначно, в элемент памяти принудительно вводят 1 (вне диапазона срабатывания 5- 2 2гг -.in -6 -2 +гч. т

Для определения структуры диодной матрищ 8 в зонах гистерезиса нужно чтобы внутри каждой из зон не изменялось состояние элемента памяти, учитывалось направление прохождения зоны.

to

f5

20 Полностью диодная структура, реализующая диаграмму (фиг. 4), представлена на примере п -канала (фиг. 3). По работе одного из каналов реле видно, что обратная связь хранит информацию только в зонах гистерезиса, а во всех остальных точках оси кодов ее состояния безразличны, поэтому и возможна организация 11-паралл1ельных каналов с одним общим элементом памяти, при этом достаточным условием их образования является непересечение зон гистерезисов каждого из каналов, как это показано на примере р -канала по отношению к п -каналу (фиг. А),т.е. заявляемое реле частоты позволяет обеспечить параллельную работу П каналов с исключением дребезга реле на границах диапазона. Наиболее эффективно применение предлагаемого устройства при использовании в реле в -качестве дешифратора вместе с диодной матрицей постоянного программируемого запоминакнцего устройства (ППЗУ), которое в себе содержит упомянутые элементы. Нужная структура диодной матрицы вводится в ППЗУ пережиганием определенньЕх перемычек по заданным адресам. Ис- . пользование ППЗУ в устройстве реле частоты позволяет производить изменения диапазона срабатывания реле без изменений в принципиальной схеме. /4 тЩп 1ГГ13.п rS, п Кт+1- B)(odyDttl us. 3 Т J,/5./ -/5/

РЕЛЕ ЧАСТОТЫ, содержащее последовательно соединенные формирователь импульсов, вход которого подключен к входной шине, счетчный триггер и блок сброса, первый выход которого соединен с входом записи регистра памяти, второй выход - с входом установки в нулевое состояние счетчика импульсов, счетный вход которого подключен к выходу генератора импульсов, отличающеес я тем, что, с целью повышения надежности путем введения гистерезиса порогов срабатывания устройства, m вькодов разрядов счетчика импульсов подключены через регистр памяти к m входам дешифратора, введена диодная матрица, 2 строчных шин которой подключены к соответствующим выходам дешифратора, столбцовых шин к п выходным шинам, (П + 1)-я столбцовая шина - к (и + 1) входу дешифратора, причем диодная матрица содержит п параллельных каналов, ка лдый из которых включает и оп.S ну, подключенную через резистор к шине земля, столбцовую шину, к (Л которой подключены катоды диодов, аноды которых подключены к f - ( + + 1),