Устройство автоматического контроля правильности чередования и отсутствия обрыва фаз многофазных сетей переменного тока Советский патент 1987 года по МПК G01R29/18 

Изобретение относится к контролю многофазных сетей переменного тока и может быть использовано в любой отрасли промьшшенности в системах питания, управления и защиты механизмов и устройств, критичных к неправильному чередованию или пропаданию фаз многофазной сети.

Цель изобретения - повышение быстродействия путем обеспечения рабо- ты устройства на любой рабочей частоте с временем реагирования 1/3 периода и повышение надежности путем исключения ложной исправности в некоторых режимах работы.

На фиг.1 представлена принципиальная схема устройства, на фиг.2 - работа устройства в полнофазном режиме при правильном чередовании фаз; на Фнг.З,- то же, в неполнофазном режиме при правильном чередовании фаз (пропадание фазы С); на фиг.А - то же, в полнофазном режиме при нарушении чередования фаз.

Устройство состоит из формировате- лей-ограничителей 1-3, первых трех элементов И 4-6, трехвходового элемента ИЛИ-НЕ 7, первого двухвходово- го элемента ИЛИ 8, первого инвертора 9, первого дополнительного элемента И 10, второго двухвходового элемента ИЛИ 11, второго инвертора 12, второго дополнительного элемента И 13, третьего двухвходового элемента ИЛИ 14, третьего инвертора 15, третьего до- полнительного элемента И 16, первого 17, второго 18 и третьего 19 RS-триг геров, четвертого 20, пятого 21 и шестого 22 элементов И, трехвходовог элемента ИЛИ 23 и исполнительного элемента 24.

Входы формирователей-ограничителей 1-3 подключены соответственно к фазам А, В, С трехфазной сети. Выход формирователя 1 соединен с первым входом элемента И 4 и вторыми входами элементов И 6 и ИЛИ-НЕ 7, выход формирователя 2 соединен с вторым входом элемента И 4, первым входом эле- мента И 5 и третьим входом элемента ШШ-НЕ 7, выход формирователя 3 соединен с вторым входом элемента И 5 и первыми входами элементов И 6 или ИЛИ-НЕ 7, выход элемента ШШ-НЕ 7 соединен с вторыми входами элементов ИЛИ 8, 11 и 14, выход элемента И 4 соединен с первым входом элемента ИЛИ 8 и вторым входом элемента И 16,

выход элемента И 5 соединен с вторым входом элемента И 10 и первым входом элемента ИЛИ 11, выход элемента И 6 соединен с вторым входом элемента И 13 и первым входом элемента ИЛИ 14, выход элемента ИЛИ 8 соединен с входом инвертора 9 и входом S триггера 17, выход элемента ИЛИ 11 соединен с входом инвертора 12 и входом Sтриггера 18, выход элемента ИЛИ 14 соединен с входом инвертора 15 и входом S триггера 19, выход инвертора 9 соединен с первым входом элемента И 10 выход инвертора 12 соединен с первым входом элемента И 13, выход инвертора 15 соединен с первым входом элемента И 10, выход элемента И 10 соединен с входом R триггера 17, выход элемента И 13 соединен с входом R триггера 18, выход элемента И 16 со- единен с входом R триггера 19, выход Q триггера 17 соединен с первыми входами элементов И 20 и 22, выход Q триггера 18 соединен с вторым входом элемента И 20 и первым входом элемента И 21, выход триггера 19 соединен с вторыми входами элементов И 21 и 22, выходы элементов И 20-22 соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами элемента ИЛИ 23, выход которого соединен с испол нительным элементом 24.

Работа устройства основана на том принципе, что в определенные моменты времени (1/6 периода) положительные полуволны напряжения двух фаз совпадают во времени. Эти совпадения происходят в последовательности, определяемой чередованием фаз.

Так при правильном чередовании фаз и в момент совпадения во времени полуволн фаз А и В на выходе элемента И 4 появляется импульс, который устанавливает RS-триггер 17 в нулевое состояние и одновременно устанавливает RS-триггер 19 в единичное состояние. При совпадении фаз В и С появляющийся на выходе элемента И 5 импуль устанавливает триггер 18 в нулевое состояние и одновременно устанавливает триггер 17 в единичное.

При совпадении фаз С и А триггер 19 устанавливается в нулевое состояние, а триггер 18 - в единичное. В любой момент времени на выходе одного из элементов И 20-22 обязательно присутствует сигнал, равный по длительности 1/3 периода сети, так как с

этим перекрытием вырабатываются сигналы на выходах триггеров 17-19. Последовательное чередование импульсов на выходах элементов И 20-22 совпадения обеспечивает постоянный единичный входового элемента ИЛИ, выход которо- сигнал на выходе элемента ИЛИ 23. Исполнительный элемент 24 включен постоянно (фиг. 2).

При пропадании хотя бы одной из фаз элемент ИЛИ-НЕ 7 выдает единич- tO ный сигнал, который одновременно устанавливает триггеры 17-19 в нулевое состояние. В дальнейшем на выходах элементов И 20-22 сигнал отсутствует до тех пор, пока в сети не восстано- f5 ми с выходами трех формирователей со- вится полнофазный режим. Все это вре- ответственно, и выходом с вторыми мя сигнал на включение исполнительного элемента 24 отсутствует (фиг. 3). При неправильном чередовании фаз

импульсы на выходах логических эле- 20 входом первого двухвходового элемен- ментов И 4-6 появляются в иной после- та ИЛИ и вторым входом третьего до- довательности, а следовательно, установка триггеров 17-19 в нулевое и единичное состояния происходит по другому закону, чем при правильном чере-25 та ИЛИ и вторым входом дополнительно- довании. Совпадения импульсов во вре- го элемента И, выход третьего элемен- мени на выходах триггеров 17-19 не Т1РОИСХОДИТ, так как длительность каждого импу льса менее 1/3 периода сети. Объединенный элементом ИЛИ 23 сигнал 30 го элемента И, выход первого двухвхо- (Не выдает разрешение на включение испол- дового элемента ИЛИ соединен с входом нительного элемента 24 (фиг.4). S первого RS-триггера и входом первоВоздействие импульсных помех ра- го инвертора, выход второго двухвхо- боту устройства не нарушает.дового элемента ИЛИ соединен с вхоУстройство работает в сетях много- 35 ДО S второго RS-триггера и входом фазного переменного тока любой часто- второго инвертора, выход третьего ты без перенастройки и замены элемен- двухвходового элемента ШШ соединен

с входом S третьего RS-триггера и входом третьего инвертора, выходы перобретения40 вого, второго и третьего инверторов

соединены соответственно с первыми входами первого, второго и третьего дополнительных элементов И, выходы которых соединены соответственно с 45 входами R первого, второго и третьего RS-триггеров, причем выход первого RS-триггера соединен с первым входам четвертого и шестого элементов И, выход второго RS-триггера соединен с

и первым входом третьего элемента И, а также четвертый, пятый и шестой элементы И, выходы которых подключе ны соответственно к трем входам трех«

го соединен с исполнительным элементом, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия, в него введены логический элемент ИЛИ-НЕ с тремя входами, три двухвходовых элемента ИЛИ, три инвертора, три дополнительных элемента И и три RS-триггера, причем элемент ИЛИ-НЕ соединен тремя входавходами первого, второго и третьего двухвходовых элементов ШШ, вькод первого элемента И соединен с первым

полнительного элемента И, выход второго элемента И соединен с первым входом второго двухвходового элемента И соединен с первым входом третьего двухвходового элемента ИЛИ и с вторым входом второго дополнительнотов.

Формула из

Устройство автоматического контроля правильности чередования и отсутствия обрыва фаз многофазных сетей переменного тока, содержащее три формирователя-ограничителя, причем выход первого формирователя соединен с первым входом первого элемента И и вторым входом третьего элемента И,

выход второго формирователя соединен 50 вторым входом четвертого и первым с вторым входом первого элемента И и входом пятого элементов И, а выход первым входом второго элемента И, выход третьего формирователя соединен с вторым входом второго элемента И

третьего RS-триггера соединен с вт рыми входами пятого и шестого элем тов И.

входового элемента ИЛИ, выход которо-

и первым входом третьего элемента И, а также четвертый, пятый и шестой элементы И, выходы которых подключе ны соответственно к трем входам трех«

входового элемента ИЛИ, выход которо-

ми с выходами трех формирователей со- ответственно, и выходом с вторыми

го соединен с исполнительным элементом, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия, в него введены логический элемент ИЛИ-НЕ с тремя входами, три двухвходовых элемента ИЛИ, три инвертора, три дополнительных элемента И и три RS-триггера, причем элемент ИЛИ-НЕ соединен тремя входами с выходами трех формирователей со- ответственно, и выходом с вторыми

входами первого, второго и третьего двухвходовых элементов ШШ, вькод первого элемента И соединен с первым

входом первого двухвходового элемен- та ИЛИ и вторым входом третьего до- та ИЛИ и вторым входом дополнительно- го элемента И, выход третьего элемен- го элемента И, выход первого двухвхо- дового элемента ИЛИ соединен с входом S первого RS-триггера и входом первополнительного элемента И, выход второго элемента И соединен с первым входом второго двухвходового элеменвходом первого двухвходового элемен- та ИЛИ и вторым входом третьего до- та ИЛИ и вторым входом дополнительно- го элемента И, выход третьего элемен- го элемента И, выход первого двухвхо- дового элемента ИЛИ соединен с входом S первого RS-триггера и входом первота И соединен с первым входом третьего двухвходового элемента ИЛИ и с вторым входом второго дополнительновторым входом четвертого и первым входом пятого элементов И, а выход

третьего RS-триггера соединен с вторыми входами пятого и шестого элементов И.

6

;

Л

а а

±

t

t

Фаг. Ч

Редактор М.Бланар

Составитель Н.Михалев Техред Л. Сердюков а

Заказ 2860/42 Тираж 730Подписное

ВНИИПИ Государственного конитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

Корректор Л.Пилипеико

Изобретение может быть использовано в любой отрасли промышленности в системах питания, управления и защиты механизмов и устройств, критичных к неправильному чередованию или пропаданию фаз многофазной сети. ИзобА ретение позволяет повысить быстродействие путем обеспечения работы устройства на любой рабочей частоте с временем реагирования, составляющим одну треть периода, а также повысить надежность устройства путем исключения сигнала ложной исправности в некоторых режимах работы. Устройство содержит формирователи-ограничители 1-3, элементы И 4,5,6,10,13,16,20,21 и 22, трехвходовый элемент ИЛИ-НЕ 7, элементы ИЛИ 8, 11, 14 и 23, инверторы 9, 12 и 15, RS-триггеры 17, 18 и 19, исполнительный элемент 24. Устройство может работать в сетях многофазного переменного тока любой частоты без перестройки и замены схемных элементов. Воздействие импульсных помех не нарушает работы устройства. 4 ил. С/; о