Релейное устройство Советский патент 1986 года по МПК H01H47/32 

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено в сочетании с различными датчиками сопротивления (терморезисторами, фоторезисторами и др.), напряжения и т.н. для контроля п регулирования температуры, давления, напряжения и других величин.

Цель изобретения - новышение точности и н.адежности работы при управлении индуктивной нагрузкой.

На чертеже приведена схема устройства.

Релейное устройство содержит нагрузку 1, вынолненную, например, в виде реле, магнитного нуекателя, электромагнита и т.н.; диодный .мост 2, через который нагрузка i подключена к клеммам 3 и 4 сети переменного тока, тиристор 5, измерительная схема, образованная резисторами 6--9, терморезистором И) и потенциометром-задат- чиком температуры 11, гфичем резистор 8 и терморезистор К) образуют первый делитель на фяжения, а резисторы б и 7 - второй де: итель напряжения, операционный уеилитель 12- однонереходный транзистор 13 с RC-контуром 14 п 15 в цепи эмиттера, RC-контур 16 и 17, резисторы 18--23 и источник выпрямлегпюго папряжепия, состав- .тенный конденсатором фильтра 24, резистором 25, диодом 26 и стабилитроном 27.

Устройство работает следуюн1им образом.

При включе п-1и устройства в сеть юд действием напряжения на клеммах 3 и 4 через диод 26, резистор 25, стабилитрон 27 и один из диодов моста 2 протекает одно- нолунериодный вынрямленный ток, вызывающий надеине напряжения на стабилитроне 27. Для этого падения панряжения заряжается конденсатор фи.льтра 24, от которого осун1ествляется питание измери- тельпой схемы, состав.чепной резисторами 6--9, терморезистором 0 п нотенциометром- задатчиком те.мнературы 11, триггера, вы- нолненного на онерационпом усилителе 12, и генератора импу.тьсов. составленного од- ноперехс дным транзистором 13 и RC-контуром 14 и 15. Ec.iii температура в зоне установки терморезистора 10 В1ЛН5е заданной, сопротивление датчика мало и, следовательно, болыпая часть папряжения падает на резисч оре S. На резисторах 6 и 7 напряжение питания - напряжение па стабилитроне 27 и конденеа- оре фильтра 24, - примерно делится пополам. Следовате.льно, если температура термо)езистора 10 выше заданной, па инвертпруюп,ем входе «- операционного усилителя 12 но отношению к неинвертируюихе.му входу «-t- будет положительный потенциал, и нанряженне на выходе онерационного усилителя 12 - на резисторах 21 и 22 - будет крайне невелико. В этом случае конденсатор 15 через резисторы 14, 21 и 22 поддерживаемся в заряжеп

5

ном состоянии, и транзиетор 13 периодически отпираться не будет. Поэтому тиристор 5 занерт, а реле 1 отключено.

Когда температура уменьшится ниже заданной, надение напряжения на терморезисторе 10 превысит падение напряжения на резисторе 6, следовательно, на неинвертирующем входе « операционного усилителя 12 появится положительный потенциал.

Напряжение на потенциометре 21 и резисторе 22, являющихся нагрузкой операционного усилителя 12, резко возрастает. При этом через открывающуюся микросхему 12 и резистор 14 конденеатор 15 разряжаетея, и транзистор 13 начинает периодически с частотой, определяе.мой временем разряда кон- депсатора 15 на резистор 14, отпираться. Конденсатор 15 через транзистор 13 и резистор 23 пе)иодически подзаряжается, в результате чего на резисторе 23 выделяются

0 импульсы напряжения. Под действием импульсов, выде; яемых на резисторе 23, отпирается тиристор 5. Тиристор 5 щунтирует диагональ диодного моста 2 и включается реле 1, унравляюп1.ее, например, нагревательными элементами. Частота импульсов тока, выделяемых на резисторе 23, значительно (в 20-40 раз) превьпнает частоту сети. За счет этого тиристор 5 отпирается в начале каждого полупериода напряжения сети, и практически все нанряжение сети

0 ВЕ51деляется в иа1 рузке. ,Цля надежного включения и 1дуктивной нагрузки с помощью тиристора 5, отпираемого по цени управ- ляюще1 о э:1ектрода с по.мощью довольно коротких импульсов тока, формируемых генератором импульсов, выполненным па одно5 переходном транзисторе 13, служит -RC- контур 16 и 17. За счет этого контура тиристор 5 поддерживается открытым по анодной цепи при разряде копденсатора 17 через резистор 16 на тиристор 5, когда он крат ковременно отпирается по цени управле1ц-1я.

Одновременно н)и переключении опе)а- ционного усилителя 12 часть потенциала с выхода уси;1ите,ля -- г отснцно.метра 21 через резистор 20 поступает на нeиliвepтиpyю5 ций вход усилителя. За счет этого после переключения операционного усилителя 12 несколько увеличивается потенциал на его не- И1 вертирующем входе, в связи с чем отключение реле температуры происходит теперь при повьплепии температуры в зоне термо- резпстора 10 на определенную величину, равную зоне возврата (дифференциалу) между температурой вк. гючения и отключения реле температуры. Величина зоны возврата изменяется с помощью потенцио.метра 21.

5 При увеличении температуры в зоне установки терморезистора 10 на величину зоны возврата, обеспечиваемой резистором 20, соединяюнщм подвижпый вывод потенцио0

метра 21 с неинвертирующим входом операционного усилителя 12, т.е. когда снизится падение напряжения на терморезисторе 10 на величину превышения потенциала на неинвертирующем входе операционного усилителя по отношению к его инвертируюш ему входу, происходит переключение операционного усилителя, прекращается генерирование импульсов тиристором 13, закрывается тиристор 5, и отключается реле 1.

зуемый в устройстве в качестве порогового элемента триггер на операционном усилителе характеризуется высокой стабильностью порога срабатывания при колебаниях в широких пределах напряжения питания и температуры окружающей среды, предлагаемое устройство обладает высокой точностью работы. Устройство характеризуется простотой и бесконтактностью схемы, в нем отсутствуют какие-либо трансформаторы, что деС помощью потенциометра 11 устанав- 10 лает его высоконадежным в работе. Устрой

ливается заданное знанение регулируемой температуры. Резисторами 9 и 8 компенси.- руются разбросы сопротивления и коэффициента температурного сопротивления тер- морезисторного датчика.

За счет подсоединения в устройстве к одной диагонали диодного моста тиристора и RC-коптура и подключения через другую диагональ к сети нагрузки возможно управление как активной, так и индуктивной нагрузкой практически любой мощности даже с силой потребляемого тока, меньшей тока удержания тиристора в отпертом состоянии по анодной цепи, что очень важно для использования в схеме не только мощных нагревательных элементов и электромагнитов, но и маломощных электромагнитных реле. В этом случае при подаче в цепь управления тиристора даже коротких импульсов тока тиристор успевает отпереться, так как через него протекает ток предварительно заряженного через нагрузку конденсатора 17 RC-контура.

Если нагрузочное реле 1 слаботочно, то ток, протекающий через его обмотку,, ниже тока удержания тиристора 5 в отпертом положении по анодной цепи, и через обмотку реле протекают импульсы заряда конденса- тора 17, периодически разряжающегося на тиристор 5 с частотой поступления (более 1000 Гц) на его управляющий электрод импульсов тока. При этом через обмотку реле протекает практически синусоидальный ток с частотой сети и реле включено. Таким образом, в предлагаемом устройстве обеспечивается надежная работа при использовании в не.м любой нагрузки.

средними точками первого и второго дели- В предлагаемом устройстве один из дио- 45 телей напряжения, выход операционного дедов выпрямительного моста 2 является и выпрямителем источника питания схемы управления тиристорного коммутатора, что существенно упрощает его выполнение: исклнэ- чает использование разделительного трансформатора.

Таким образом, в предлагаемом устройстве может быть применена как индуктивная, так и активная нагрузка, практически любой мощности. Зона возврата может из50

лителя подключен к входу однопереходного транзистора, конденсатор через последовательно включенные диод и второй резистор соединен с первым выводом для подключения нагрузки, второй вывод для под ключения которой соединен с одним из выводов диагонали диодного моста по переменному току, другой вывод диагонали диодного моста по переменному току соединен с другим выводом для подключения источнименяться в широких пределах, что за счет55 переменного тока, причем тиристор зашунснижения числа срабатываний исполнитель-тирован вторым RC-контуром и подключен к

ного реле значительно повышает надеж-диагонали диодного моста по постоянному

ность работы устройства. Поскольку исполь-току.

зуемый в устройстве в качестве порогового элемента триггер на операционном усилителе характеризуется высокой стабильностью порога срабатывания при колебаниях в широких пределах напряжения питания и температуры окружающей среды, предлагаемое устройство обладает высокой точностью работы. Устройство характеризуется простотой и бесконтактностью схемы, в нем отсутствуют какие-либо трансформаторы, что де

ство может найти применение в различных отраслях промыщленности в сочетании с различными датчиками сопротивления, например полупроводниковыми терморезисторами, фоторезисторами, датчиками давления, уровня электропроводных сред, напряжения и т.п., в этом случае устройство обеспечивает регулирование температуры, освещенности, давления тока и других величин.

Формула изобретения

Релейное устройство, содержащее конденсатор, делитель напряжения, образованный первым резистором и терморезистором, однопереходный транзистор с RC-контуром на входе, тиристор, диод, второй резистор и выводы для подключения источника переменного тока, причем первый вывод для подключения нагрузки соединен с одним из выводов для подключения источника переменного тока, делитель напряжения и однопереходный транзистор подключены параллельно конденсатору, выход однопере- ходного транзистора соединен с управляющим электродом тиристора, катод которого подключен к конденсатору, отличающееся тем, что, с целью новыщения точности и надежности работы при управлении индуктивной нагрузкой, в него введены диодный мост, операционный усилитель, второй делитель напряжения, образованный третьим и четвертым резисторами, и второй RC-кон- тур, причем второй делитель напряжения подключен параллельно конденсатору, входы операционного усилителя соединены со

лителя подключен к входу однопереходного транзистора, конденсатор через последовательно включенные диод и второй резистор соединен с первым выводом для подключения нагрузки, второй вывод для под ключения которой соединен с одним из выводов диагонали диодного моста по переменному току, другой вывод диагонали диодного моста по переменному току соединен с другим выводом для подключения источни

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для контроля и регулирования температуры, давления, напряжения и др. величин. Цель изобретения - повышение точности и надежности работы при управлении индуктивной нагрузкой. За счет подсоединения в устройстве к одной диагонали диодного моста тиристора 13 и RC-контура и подключения через другую диагональ к сети нагрузки возможно управление как активной, так и индуктивной нагрузкой практически любой мощности даже с силой потребляемого тока, меньшей тока удержания тиристора 13 в открытом состоянии по анодной цепи, что очень важно для использования в схеме не только мощных нагревательных элементов и электромагнитов, но и маломощных электромагнитных реле. В этом случае при подаче в цепь управления тиристора 13 даже коротких импульсов тока тиристор успевает отпереться, т.к. через него протекает ток предварительно заряженного через нагрузку конденсатора 17 RC-контура. 1 ил. (Л ю ел tsD О сд