Устройство для сравнения двух переменных напряжений Советский патент 1987 года по МПК G05B1/01 

11

Изобретение относится к импульсной технике и может быть, использовано при построении устройств анализа, в релейной защите.

Целью изобретения является повышение чувствительности за счет перестройки коэффициента передачи и повышение точности за счет исключения влияния диодов.

На чертеже представлена блок-схема устройства для сравнения двух переменных напряжений.

Устройство для сравнения двух переменных напряжений содержит блок 1 однополупериодного выпрямления, выполненный на операционном усилителе 2, неинвертирующий вход которого подключен к шине 3 нулевого потенциала через первый резистор 4, инвертирующий вход подключен к своему выходу через последовательно соединенные второй резистор 5 и первый диод 6, через последовательно соединенные четвертый резистор 7 и второй диод 8, подключен через четвертый резистор 9 к выходу первого источника 10 входных сигналов и к входу блока,1 однополупериодного выпрямления, подключен через последовательно соеди- ненные пятый резистор 11 и третий диод 12 к своему выходу, второй источник I3 входных сигналов, выход которого подключен через первый выпрямитель 14 к выводам пятогЬ резне- тора 11, второй блок I5 однополупериодного выпрямления, выполненный на операционном усилителе 16, неинвертирующий вход которого подключен через шестой резистор 17 к шине 3 нулевого потенциала, а инвертирующий вход подключен к своему выходу через последовательно соединенные седьмой резистор 18 и четвертый диод 19, через последовательно соединен- ные восьмой резистор 20 и пятый диод 21 и последовательно соединенные дополнительный резистор 22 и дополнительный диод 23, через девятый резистор 24 к выходу первого источни- Ra 10 входных сигналов, при этом дополнительные выходы второго источника 13 входных сигналов подключены через второй выпрямитель 25 к выводам дополнительного резистора 22, а сое- диненные выводы второго резистора 5 и первого диода 6 и соединенные выводы седьмого резистора и четвертого диода 19 подключены к входам дополни

тельного- операционного усилителя 26, выход которого подключен к исполнительному блоку 27.

Устройство работает следующим образом.

Блок 1 однополупериодного выпрямления с операционным усилителем 2 работает следующим образом,

Когда напряжение, поступающее через выпрямитель 14 на резистор 11, меньше, чем поступающее через диод 12, то диод 12 открыт и резистор 11 работает в цепи обратной связи усилителя 2, причем только в тот полупериод, когда напряжение выхода второго источника 13 входных сигналов имеет положительный потенциал относительно шины 3 нулевого потенциала. В таких условиях потенциал выхода операционного усилителя 2 положителен относительно шины 3 (инвертирование), разность потенциалов между инвертирующим и неинвертирующим входами усилителя 2 практически равна нулю, а также равна нулю сумма токов, связанных с инвертирующим входом. Если сопротивления у резисторов 7 и 1 1 одинаковы, причем равны R.., сопротивления у диодов 12 одинаковы, а именно г,

уравнение

ДОС

и 8

то

ос также получаён

и,, /R, : 2{U,

и

где и,„ U, 9

)

Ji.выходное напряжение первого источника 10 входных сигналов;

выходное напряжение второго источника 13 входных сигналов .

Падение напряжения на диодах в эти уравнения не входят, потому что выход блока 1 однополупериодного выпрямления отличается от выхода операционного усилителя 2.

Когда напряжение, поступающее через выпрямитель 14 на резистор 11, больше, чем поступающее через диод 12, то диод 12 закрыт и резистор II перестает работать в цепи обратной связи усилителя 2. В таких условиях получаем следующее уравнение:

,. и, /ROC

и, U,,R,/R,,

(О ос

т.е. напряжение на выходе блока 1 увеличивается вдвое при неизменном входном напряжении Uio.

Подсоединив к выходу блока J одно полупериодного выпрямления исполнительный блок 27, получаем простейшее реле с автоматическим увеличением чувствительности вдвое, происходящим при определенном соотношении напряжений и,, U,Q .

Если требуется регулировать автоматическое увеличение чувствительности, сделав его, например, меньшим чем в два раза, то добавляют второй аналогичный блок 15 однополупериод- ного выпрямления, подсоединив блоки 1 и 15 к исполнительному блоку 27 через суммирующий элемент 26.

Когда требуется иметь реле с автоматическим регулируемым уменьшением чувствительности, то предлагаемое устройство следует выполнить по схеме, где два аналогичных блока 1 и 15 однополупериодного выпрямления подсоединены к исполнительному блоку 27 через вычитающий элемент 26, у которого напряжение на выходе определяется уравнением

и.

Ul5и,; и,

и,

26 15 - 1 15 )

где и ,5 и и, - выходные напряжения

соответственно у блоков 15 и 1 .

Если требуется иметь реле сопротивления, то параметры подбираются так, чтобы

26 и - и,5 О и U26 0..

Кроме того, у реле сопротивления исполнительный блок 27 должен содержать схему сравнения времени существования импульса со временем отсутствия этого импульса.

У предлагаемого реле сопротивления можно получить следующие характеристики. Когда исполнительному органу задано срабатьшать, если время существования импульса t,. , Т/4 где Т - период промьшшенной частоты а время отсутствия импульса t gд, i3T/4, то имеем характеристику сра- .батьшания внутри окружности, проходящей через начало координат в комплексной плоскости сопротивлений.

Таким образам, особенности предлагаемого устройства обеспечивают повьппение точности путем уменьшения влияния прямого падения напряжения на диодах.

ВНИИПИ Заказ 261/45

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Формула изобретения

1.Устройство для сравнения двух переменных напряжений, содержащее источники входных сигналов, блок однополупериодного выпрямления, входом подключенный к выходу первого источника входных сигналов и выполненный на операционном усилителе, неинвертирующий вход которого через первый резистор подключен к шине нулевого потенциала, а инвертирующий вход подсоединен к выходу операционного усилителя через последовательно соединенные второй резистор и первый диод и подключен через третий резистор к входу блока однополупериодного выпрямления, выходом которого является вывод второго резистора, соединенного с диодом, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения чувствительности и точности, в него введены выпрямитель, а в блок однополупериодного выпрямления - две цепочки, подключенные между инвертирующим входом операционнбго усилителя и его выходом и выполненные в виде последовательно соединенных четвертого резистора, второго и пятого резистора и третьего диода соответственно, при этом полярность включения третьего диода идентична,

а полярность включения второго диода противоположна включению первого диода, причем выходы второго источника входных сигналов подключены через выпрямитель к выводам пятого резистора блока однополупериодного выпрямления.

2.Устройство по П.1, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования чувствительности, в него введены второй выпрямитель и второй блок однополупериодного выпрямления, включенный аналогично первому, и суммирую- ;ще-вычитающий блок, входы которого

Iподключены к выходам блоков однопо- ;лупериодного выпрямления, а дополнительные выходы второго источника входных сигналов подключены jiepes второй выпрямитель к пятому резистору второго блока однополупериодного выпрямления, вход которого соединен с выходом первого источника входных сигналов.

Тираж 864

Подписное

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при построении устройств анализа в системах релейной.защиты. Цель изобретения - повышение чувствительности достигается путем перестройки коэффициента передачи, по- вьшение точности достигается за счет исключения влияния диодов. Устройство содержит блоки 1 и 15 однополупериодного выпрямления, выполненные на операционных усилителях 2 и 6 соответственно, шину 3, десять резисторов, шесть диодов, источники 10 и 13 входных сигналов, выпрямители 14 и 25, дополнительный операционный усилитель 26, исполнительный блок 27. Предложенное схемное выполнение устройства обеспечивает повышение точности путем уменьшения вли- яйия прямого падения напряжения на диодах. Расширение диапазона регулирования чувствительности достигается в результате введения второго выпрямителя 25, второго блока 15 однополупериодного выпрямления, включенного аналогично первому, и суммирующе-вычитающего блока, выполненного на дополнительном операционном усилителе 26. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. i М