Реле переменного тока Советский патент 1987 года по МПК H02H3/08 

13324432

Изобретение относится к электро- равлением включения входных диодов 12 технике, в частности к релейной за- и 13 и типом разрядных транзисторов

18 и 22. При положительном входном сигнале (U,0) конденсатор 15 заряжается до напряжения U, , уменьшенного на величину падения напряжения на

щите и автоматике энергосистем.

Цель изобретения - уменьшение времени возврата и повьш1ение точности регулирования уставок реле.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема устройства с инвертором; на фиг. 3 - графики работы уст- ройства в различных режимах.

Реле переменного тока содержит

10

диоде 12 практически мгновенно, так как постоянная времени заряда ,(,„ R,C,5 весьма мала. В процессе заряда напряжение на конденсаторе 15, являющееся выходным напряжением Uj детектора 2, по существу повторяет входное напряжение U,. Амплитудный входной преобразователь 1, амплитуд- с детектор 3 отрицательной полярности ные детекторы положительной 2 и от- работает аналогично при отрицатель- рицательной 3 полярности, формирова- ном входном сигнале (U, 0) и на его тель 4 установочных импульсов, раз- выходе появляется выходное напряже- рядные резисторы 5 и 6, источник 7 ние U. Напряжения Uj и Uj конденсаторов 15 и 17 поступают на первый инвертирующий и четвертый прямой входы компаратора 41 соответственно.

Источником двухполярного опорного напряжения является источник стабидвухполярного опорного напряжения, компаратор 8.

Входной преобразователь 1 содержит активный шунт 9, промежуточный трансформатор 10 тока, выходной ак20

ный через спаренные (с общим движком) регулируемые резисторы 39 и 40. Напряжение на выходах источника равно

30

и,. iU ±ei -Е

п 5

(1)

тивный делитель 11 напряжения, раз- 25 визированного питания ОУ, подключен- нополярные амплитудные детекторы 2 и 3 содержат соответственно входные диоды 12 и 13, активно-емкостные цепи 14-17, схемы установки нуля - транзистор 18, резисторы -19-21 и транзистор 22, резисторы 23-25. Формирователь 4 установочных импульсов содержит генератор синусоидального напряжения, работающий в автоколебательном режиме, усилитель 26, конденсаторы 27 и 28,. резисторы 29-32, суммирующий нуль-индикатор - усилитель 33, резисторы 34-36, дифференциатор-конденсатор 37, резистор 38. Источник 7 двухполярного опорного напряжения является источником стабилизированного питания операционных усилителей, подключен через регулирующие резисторы 39 и 40 к четырех- входовому компаратору 8, вьтолненно- му в виде усилителя 41 и резисторов 42-45. Инвертор 46 выполнен в виде усилителя 47, диодов 48 и 49, резисторов 50-52.

где oij - коэффициент деления.

На второй и третий входы компаратора 8 поступают напряжения 1 с выходов источника 7 двухполярного опорного напряжения. При равных сопротивлениях резисторов 42-45 напряжения на инвертирующем U и неинвертирующем входах равны

40

и„

ни

о,5();

0,5(и,+ и„„) .

45

Компаратор срабатывает при

.

(2) (3)

(4)

Реле переменного тока работает следующим образом.

Преобразователь 1 тока осуществляет линейное преобразование входного тока ig в выходное напряжение и, , которое поступает на рабочие входы амплитудных детекторов положительной 2 и отрицательной 3 полярности. Они имеют принципиально одинаковые схемы и отличаются лишь нап

диоде 12 практически мгновенно, так как постоянная времени заряда ,(,„ R,C,5 весьма мала. В процессе заряда напряжение на конденсаторе 15, являющееся выходным напряжением Uj детектора 2, по существу повторяет входное напряжение U,. Амплитудный детектор 3 отрицательной полярности работает аналогично при отрицатель- ном входном сигнале (U, 0) и на его выходе появляется выходное напряже- ние U. Напряжения Uj и Uj конденсаторов 15 и 17 поступают на первый инвертирующий и четвертый прямой входы компаратора 41 соответственно.

ный через спаренные (с общим движком) регулируемые резисторы 39 и 40. Напряжение на выходах источника равно

визированного питания ОУ, подключен-

30

и,. iU ±ei -Е

п 5

25 визированного питания ОУ,

25 визированного питания ОУ, подключен-

где oij - коэффициент деления.

На второй и третий входы компаратора 8 поступают напряжения 1 с выходов источника 7 двухполярного опорного напряжения. При равных сопротивлениях резисторов 42-45 напряжения на инвертирующем U и неинвертирующем входах равны

40

визированного питания ОУ, подключе

и„

ни

о,5();

0,5(и,+ и„„) .

Компаратор срабатывает при

.

(2) (3)

(4)

25 визированного питания ОУ, подключен-

С учетом (2) и (3) неравенство 50 (4) принимает вид

0,5(и,- Uon)0,5(U,4- Uon) (5)

или после преобразований реле пере- 55 ценного тока срабатьтает при

Uz- ,; 0,5(U, - U5)Uj

(6) (7)

Формирователь 4 установочных импульсов формирует на выходе кратковременные (1-2 мс) разнополярные импульсы U4, которые открывают транзисторы 18 (положительные импульсы) и 22 (отрицательные импульсы) и, ускоряя разряд конденсаторов 15 и 17, уменьшают время возврата реле. Установочные импульсы формируются при на- д ходы которых подключены к одним вы- личии входного напряжения в моменты, близкие к моментам перехода его значений через нуль, и при отсутствии входного напряжения (U, 0) в моменты перехода через нуль вспомогательного напряжения

Резисторы 5 и 6 обеспечивают требующую по принципу действия реле постоянную времени разряда

15

водам соответствующих разрядных резисторов, другие выводы которых подключены к выходам источника двухпо- лярного опорного напряжения, выход амплитудного детектора положительной полярности соединен с инвертирующим входом компаратора, отлича ющееся тем, что, с целью умень шения времени возврата и повышения точности регулирования уставок реле, дополнительно введен формирователь установочных импульсов, выполненный в виде последовательно соединенных генератора синусоидального на пряжения, суммирующего нуль-индикатора и дифференциатора, причем один из входов суммирующего нуль-индикатора соединен с выходом преобразователя тока, выход дифференциатора подключен к установочным входам раз- нополярных амплитудных детекторов, каждый из которых снабжен схемой установки нуля, источник двухполярно- го опорного напряжения вьтолнен регулируемым, выходы положительной и 35 отрицательной полярностей которого подключены соответственно к прямому и инвертирующему входам компаратора, к прямому входу которого также подключен выход,амплитудного детектора отрицательной полярности.

рч Р

С,

CH-RS

Использование регулируемого источника 7 опорного напряжения, единого для разрядных резисторов 5 и 6 и ком- паратора 8, обеспечивает повышение точности регулирования уставок и уменьшение погрешности, вносимой несколькими источниками опорного напряжения.

При подключении на вьпсоде преобразователя 1 тока инвертора 46, его выходной сигнал и , инвертированный относительно входного сигнала U, , увеличивается по отношению к последнему в положительной и отрицательной полуволне на величину iUa падения напряжения на диодах 48 и 49. В дальнейшем это увеличение компенсируется падением напряжения на диодах 12 и 13 амплитудных детекторов 2 и 3 и напряжения U, U, заряда их конденсаторов 15 и 17 практически без искажения отслеживает входное напряжение U( (с учетом инвертирования), что повьш1ает точность работы реле. В схеме без инвертора (фиг. 1) напряжения и и Uj в процессе заряда

меньше напряжения U, по модулю на величину UQ (фиг. 2). Фо-рмула из обре -тения

1. Реле переменного тока, содержащее входной преобразователь тока, выход которого соединен с объединенными рабочими входами двух разнопо- лярных амплитудных детекторов, вы-ходы которых подключены к одним вы-

водам соответствующих разрядных резисторов, другие выводы которых подключены к выходам источника двухпо- лярного опорного напряжения, выход амплитудного детектора положительной полярности соединен с инвертирующим входом компаратора, отличающееся тем, что, с целью уменьшения времени возврата и повышения точности регулирования уставок реле, дополнительно введен формирователь установочных импульсов, выполненный в виде последовательно соединенных генератора синусоидального напряжения, суммирующего нуль-индикатора и дифференциатора, причем один из входов суммирующего нуль-индикатора соединен с выходом преобразователя тока, выход дифференциатора подключен к установочным входам раз- нополярных амплитудных детекторов, каждый из которых снабжен схемой установки нуля, источник двухполярно- го опорного напряжения вьтолнен регулируемым, выходы положительной и отрицательной полярностей которого подключены соответственно к прямому и инвертирующему входам компаратора, к прямому входу которого также подключен выход,амплитудного детектора отрицательной полярности.

2, Реле по п. 1, о т л и ч а го

щ е е с я тем, что выход преобразователя тока через инвертор на операционном усилителе со встречно-па- раллельньми диодами в его обратной связи соединен с входом формирователя установочных импульсов.

&: efГ f -p

Л

Stoi

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите. Цель изобретения - уменьшение времени возврата и повьшхение точности регулирования уставок реле. Разнополярные амплитудные детекторы 2 и 3, подключенные к выходу преобразователя тока 1, снабжены схемами установки нуля и дополнительно введенным формирователем установочных импульсов 4, он формирует импульсы в момент перехода входного тока через нулевые значения, имеющие знак его производной. Источник двухполярного опорного напряжения 7 вьтолнен регулируемым и связан выходами с разрядными резисторами 5 и 6,и компарато- - ром, 1 з.п. ф-лы, 3 ил. (Л

и

Фиг.З

ВНИИПИ Заказ 3843/51 Тираж 617 Подписное

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