Коммутационное устройство переменного тока Советский патент 1988 года по МПК H01H51/27 H01H51/28 

оо to

4

to

Изобретение относится к устройствам для защиты контроля и управления, работающим в функции тока нагрузки, и может быть использовано в низковольтных электроустановках переменного и постоянного тока Цель изобретения - повышение чувствительности, коэффициента возврата и расшиг рение диапазона контролируемых токов Импульсное подмагничивание на двух уровнях, блиаких срабатыванию и отпусканию геркона, реализуется с помощью генератора прямоугольных импульсев, источника постоянного напряжения, потенциометров и диодов. Это обеспечивает значительное повышение чувствительности и установку высоких значений коэффициента возврата устройства независимо от коэффициента возврата геркона, а встречное включение по постоянному току с помощью переключателя токоведущей шины и обмотки подмагничивания геркона позволяет вдвое расширить диапазон контролируемых токов. 3 ил. i СЛ

N)

Изобретение относится к устройствам защиты, контроля и управления, работающим в функции тока нагрузки, может быть использовано в низковольтных электроустановках переменного и постоянного тока и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1206859

Цель изобретения - повышение чувствительности, коэффициента возврата и расширение диапазона контролируемых токов о

На-фиг,1 представлена схема коммутационного устройства; на фиг«2 - временные диаграммы включения - выключения геркона коммутационного устройства, где а - при совпадении намагничивающей силы (НС) переменного тока с НС импульса подмагничивания; сГ - при сдвиге по фазе между НС перменного тока и НС импульса подмагничивания; 6 - при наличии НС контролируемого постоянного тока в случа присоединения устройства к шине пос- тоянного тока; на фиг.З - пределы установки повышенного коэффициента возврата устройства по отношению к коэффициенту возврата геркона К 0,6 при присоединении к шине пос- тоянного тока, где а первой ступени регулировки по контролируемому току для согласного включения шины и обмотки подмагничивания геркона; - на второй ступени регули- ровки по контролируемому току для встречного включения шины и обмотки подмагничивания геркона с,

На фиго2 и 3 геркона; Н - потенциалы формирователя напряжения; F| - НС контролируемого тока; F , „- НС импульсно-потенциального подмагничивания; F - суммарная НС контролируемого тока и импульсно-потенциального подмагничивания; F , - НС им- пульса одновибратора; F,., - НС триггера включения.

Коммутационное устройство переменного тока содержит токоведущую шину 1, последовательно соединенные геркон 2, формирователь 3 напряжения интегрирующее звено А, пороговый элемент 5 и реле 6 управления, переключающий контакт 7 которого присоединен к входам триггера 8с, Выходы триггера 8, источника 9 постоянного напряжения и генератора 10 прямоугольных импульсов соединены соотвественно с потенциометрами 11 - 13,

скользяпие контакты которых, а также выход одновибратора 14 присоединены к анодам соответствующих диодов 15 - 18, катоды которых объединены и подключены к переключателю 19,который соединен с выводами обмотки 20 подмагничивания, а также подключен между выходом формирователя 3 напряжения и входом одновибратора 14,

Коммутационное устройство работает следующим образом,

В исходном состоянии устройства в случае присоединения к шине переменного тока при максимальной чувствительности по контролируемому току напряжение на обмотке 20 подмагничивания установлено на уровне, близком к уровню срабатывания геркона 2, Установка производится через диод 16 потенциометром 11, на который напряжение поступает с выхода триггера 8, находящегося в единичном состоянии. Потенциометром 12, подключенным к источнику 9 постоянного напряжения, после диода 17 устанавливается напряжение на уровне, меньшем напряжения отпускания геркона 2 При этом диод 16 открыт, а диоды 15,17 и 18 закрыты. Потенциометром 13 через диод 18 на обмотке 20 импульс генератора 10 по величине устанавливается примерно на уровне напряжения после диода 16, при максимум импульса диод 18 открыт. Суммарная HCF геркона 2 образуется взаимодействием НС контролируемого тока F и намагничивающей силы обмотки 20 подмагничивания. Ток в ,контролируемой цепи меньше тока срабатывания коммутационного устройства Геркон 2 разомкнут.

При достижении переменным током установленного значения срабатывания геркон 2 под действием суммарной НС замыкается по первой полуволне тока. По фронту напряжения на выходе формирователя 3 при замыкании геркона 2 одновибратор 14 образует импульс заданной длительности по величине, большей напряжения срабатывания геркона 2, Диод 15 открывается, а диоды 16 - 18 закрываются. Импульс одновибратора 14 поступает через диод 15 в обмотку 20, что позволяет сохранить замкнутое состояние геркона 2 в течение интервала времени, меньшего периода переменного тока, но достаточного для полного заряда конденсатора интегрирующего звена 4, При дос тижении напряжением на выходе интегрирующего звена 4 величины срабатывания пороговый элемент 5 включает реле 6 управления, переключающий контакт 7 которого изменяет состояние триггера 8 из единичного в нулевое. На выходе триггера 8 напряжение изменяется до нуля. Диоды 16- 18 остаются закрытыми напряжением на катоде диода 15, Изменение напряжения на обмотке 20 происходит только после окончания импульса одновибратора При этом на обмотке 20 напряжение устанавливает либо на уровне импульса после диода 18, тогда диод 17 закрыт, либо на уровне источника 9 после диода 17, тогда диод 18 закрыт Отключение геркона 2 происходит в интервале времени при отсутствии импульса подмагничивания.

Таким образом, геркон 2 под действием импульса одновибратора 14 находится во включенном состоянии не только в полупериод положительной полуволны переменного тока, но и в течение части полупериода отрицательной полуволны тока о Разряд коьаденса- тора интегрирующего звена 4 при выключении геркона 2 происходит до уровня, большего напряжения отпускания порогового элемента 5. Поэтому напряжение на выходе порогового элемента 5 не изменяется и реле 6 остается во включенном состоянии При уменьшении величины переменного тока до значения отпускания геркон 2 размыкается во время отсутствия импульса подмагничивания Коммутационное устройство выключается при разряде конденсатора интегрирз/ющего звена 4 до уровня отпускания порогового элемента 5 При этом выключается реле 6.

В случае присоединения коммутационного устройства к щине постоянного тока оно функционирует аналогично в качестве реле тока В зависимости от положения переключателя 19 устройство имеет две ступени регулировки по контролируемому току, определяемые согласным или встречным включением НС токоведущей шины 1 и обмотки 20 подмагничивания.

На первой ступени регулировки (при согласном включении) на нижнем пределе тока срабатывания в обмотке

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

i 20 устанавливается потенциометром 13 величина импульса напряжения генератора 10 после диода 18 на уровне, несколько меньшем напряжения срабатывания геркона 2, Потенциометром 12 величина постоянного напряжения источника 9 устанавливается после диода 17 на уровне, несколько меньшем напряжения отпускания геркона 2, Включение устройства (замыкание геркона 2) на нижнем пределе происходит при достижении величины срабатывания суммарной НС, создаваемой минимальным током срабатывания в токоведущей шине 1 и максимумом тока подмагничивания в обмотке 20„ Напряжение и ток в обмотке 20 изменяются с частотой генератора 10 от одного уровня до другого. Диоды 17 и 18 оказываются поочередно в открытом или закрытом состоянии.

При минимуме тока подмагничивания в обмотке 20 устройство остается включенным для контролируемого тока, так как суммарная НС токоведущей шины 1 и обмотки 20 превышает величину НС отпускания геркона 2, Выключение устройства (размыкание геркона 2) происходит при величине отпускания суммарной НС, создаваемой током отпускания в токоведущей шине 1 и минимумом тока в обмотке 20 подмагничивания. Установка величины контролируемого тока производится с помощью потенциометров 12 и 13 при согласованном уменьшении максимума и минимума импульсного напряжения в обмотке 20 о Соотношение между уровнями подмагничивания сохраняется при уменьшении до нуля напряжения на диоде 17. Дальнейшая регулировка тока срабатывания производится уменьшением до нуля импульсного напряжения на диоде 18, Функционирование триггера 8 и одновибратора 14 в схеме устройства одинаково как по переменному, так и по постоянному току на первой ступени регулировки , что обеспечивает максимальное быстродействие по току срабатывания

Переход к второй ступени регулировки по постоянному току выполняется изменением полярности обмотки 20 по отношению к шине 1 переключателем 19, НС обмотки 20 направлена встречно по отношению к НС шины 1, Одновременно переключателем 19 производится отключение цепи одновибратора 14,

Установка потенциометров 12 и 13 для второй ступени регулировки производится с заданной разностью уровней. При этом потенциометр 12 определяет уровень срабатывания, а потенциометр 13 - уровень отпускания. Установка контролируемого тока производится согласованным увеличением минимума и максимума импульсного напряжения потенциометрами 12 и 13, Верхний предел регулировки тока срабатывания определяется максимальной величиной напряжения на обмотке 20, несколько меньшей напряжения срабатывания геркона 2. Таким образом, встречное включение на второй ступени регулировки по постоянному току шины 1 и обмотки 20 подмагничивания геркона 2 с помощью переключателя 19 позволя- ет вдвое расширить диапазон контролируемых токов о

Минимальный ток срабатывания может быть установлен по переменному или постоянному току одинаковым для всех коммутационных устройсв независимо от конкретной чувствительности каждого геркона, примененного в устройстве, за счет регулируемого подмагничивания импульсами прямоуголь- ной формы, следующий с частотой не менее, чем вдвое, превьшающей частоту переменного тока, на уровне, близком НС срабатывания каждого геркона

Регулируемое на двух уровнях им- пульсиое подмагничивание позволяет значительно повысить коэффициент возврата устройства, так как отпускание устройства происходит при уменьшении контролируемого тока несколько ниже уровня срабатывания герконао

Значительное повьш1ение коэффициента возврата устройства по отношению к используемым герконам с низким коэффициентом возврата обеспечивает- ся в широком диапазоне контролируемы токов при согласованном уменьшении уровней максимума и минимума напряжения подмагничивания с сохранением соотношения между этими уровнями, соответствующего коэффициенту возврата геркона. Указанное повышение и регулировка коэффициента возврата

реализуются на переменном и первой ступени постоянного тока до величины минимума напряжения подмагничивания, близкой к нулю, а на второй ступени постоянного тока - до максимума напряжения, близкого к уровню срабатывания герконаg

Использование для подмагничивания регулируемого на двух уровнях напряжения импульсов прямоугольной формы повьпиает чувствительность и обеспечивает установку высокого коэффициента возврата коммутационного устройства независимо от коэффициента возврата герконов, что также полностью устраняет влияние технологического разброса геркоНов в широком диапазоне контролируемых токов о

Формула изобретения

Коммутационное устройство переменного тока по авт,св„ № 1206859, отличающеес я тем, что, с целью повьш1ения чувствительности, коэффициента возврата и расширения диапазона контролируемых токов, оно снабжено генератором прямоугольных импульсов, потенциометром, диодом и переключателем, причем генератор прямоугольных импульсов соединен с одним из выводов потенциометра, другой вывод которого соединен с отрицательным выводом источника постоянного напряжения, а скользящий контакт потенциометра соединен с анодом диода, катод которого объединен с катодом трех диодов и соединен с одним из перекидных контактов переключателя, второй перекидной контакт которого соединен с отрицательным выводом источника постоянного напряжения, а третий перекидной контакт переключателя соединен с входом од- новибратора, четьфе неподвижных контакта соединены попарно параллельно между собой и каждая пара соединена- соответственно с одним из входов обмотки подмагничивания геркона пятый неподвижный контакт переключателя соединен с выходом формирователя напряжения ,

,f

отп. -,.-.

.j