Фазоуказатель Дружинина Советский патент 1988 года по МПК G01R29/18 

I-

xTrTZIZn п

6 LZiz:: L

-СПЬ

3j LJ

ZIZn п

-СПЬ

3j LJUrilJ 7

CZbf

в

ОС

сс

О5 О СС

I

г с

(

Изобретение относится к области измерения электрических величин и может бытЕ использовано для контроля порядка чередования фаз двух- и трехфазной сети переменного тока.

Целью изобретения является повышение надежности и упрощение реализации устройства при одновременном повышении эффективности использования элементов нагрузки и уменьшении активных потерь в элементах устройства.

На фиг. 1 приведена схема фазоуказа- теля с использованием резисторов; на фиг. 2 - то же, с использованием конденсаторов; на фиг. 3 - то же, с использованием резисторов и двуханодного стабилиное значение напряжения Unc становится меньше, ток через элемент 1 также уменьшается. Когда напряжение на элементе 1 снизится до напряжения запирания Uaan, ток через этот элемент, обусловленный по5 ложительным полупериодом напряжения Uwc прекращается. В отрицательный полупериод напряжения Umc процессы отпирания и запирания элемента 1 повторяются при напряжениях -Uorn и -Usan. соответ Q ственно. Описанные процессы повторяются каждый период, в результате чего через бистабильный элемент нагрузки проходят знакопеременные импульсы тока (фиг. 5). При обратном чередовании фаз в порядке ВАС, например когда фаза В пода35

трона; на фиг. 4 - векторные диаграммы 5 ется на вход 6, а фаза А - на вход 7, точки напряжений; на фиг. 5 - временные диа- m и п, а также напряжения U«c и Unc на граммы напряжений и токов.фигурах 4 и 5 меняются местами, при этом

Фазоуказатель (фиг. Г) содержит би- напряжение Unc опережает во времени на- стабильн ые элементы 1 и 2 нагрузки, би- пряжение Uwc. . Вследствие этого дважды полярный опорный элемент 3, первый 4 и Е;ТО- 20 период открывается бистабильный эле- рой 5 балластные элементы, первый б, вто- мент 2 нагрузки, а элемент 1 закрыт, рой 7 и третий 8 входы устройства.Фазоуказатель (фиг. 2) работает аналоПервые выводы бистабильных элем.ен- гично, но отличается отсутствием активных тон 1 и 2 нагрузки соединены между собой потерь в балластных элементах 4 и 5 и бипо- непосредственно, а вторые - через биполяр- лярном опорном элементе 3, поэтому его ный опорный элемент 3. Первые выводы пер- 25 применение целесообразно при сильноточ- вого 4 и второго 5 балластных элементов ных элементах 1 и 2 нагрузки, соединены с первым 6 и вторым 7 соответ-Фазоуказатель (фиг. 3) работает аналоственно входами устройства, а вторые выво- гично, но отличается повышенной стабиль- ды - с вторыми выводами первого 1 и ЕП О- ностью напряжения на биполярном опор- 2 соответственно бистабильных эле- ном элементе 3, в качестве которого моментов нагрузки, первые выводы которых У пъ использованы, например, двуханод- соединены с третьим входом устройства 8. стабилитрон, два встречно

Элементы 3-5 выполнены в виде резисторов. На фиг. 2 элементы 3-5 выполнены в виде конденсаторов; на фиг. 3 биполярный опорный элемент 3 выполнен в виде двуханодного стабилитрона, а элементы 4 и 5 - в виде резисторов.

Фазоуказатель (фиг. 1) работает следующим образом.

При прямом чередовании фаз сети в порядке ABC напряжение UMC, действующее 40 на бистабильном элементе 1 нагрузки, опережает напряжение Unc, действующее на бистабильном элементе 2 нагрузки, как показано на диаграммах фиг. 4 и 5. Величина фазового сдвига указанных напряже- .с НИИ определяется величиной опорного напряжения Ua, действующего на биполярном опорном элементе 3. Поэтому, когда мгновенное значение напряжения UMC достигает значения UOTH, соответствующего отпиранию бистабильного элемента нагрузки, эле- 50 приближенного условия, мент 1 переходит в открытое состояние.Uoii ;UoTn

За счет тока, проходящего через элементВыполнение биполярного опорного эле1, и увеличения падения напряжения U4 мента 3 в виде двуханодного стабилитро- н Us на балластных элементах 4 и 5, на целесообразно в- том случае, когда фа- резко уменьшается не только напряжение зоуказатель рассчитан на подключение к на открытом элементе 1, но и напряжение 55 источникам с разным уровнем напряжения, Uiic на элементе 2, которое становится меняющимся в щироких пределах. При поменьше напряжения его отпирания Uom, стоянном включении в одну сеть, где на- поэтому элемент 2 закрыт. Когда мгновен- пряжение обычно меняется в пределах

включенных одноанодных стабилитрона, два встречно включенных динистора. Балластные элементы 4 и 5 могут быть выполнены в виде конденсаторов.

Напряжение на биполярном опорном элементе выбирается из условия

(UOTH.максUoTKp j Uori (U отп.максUOTR.MHH j

где UoTii.MaKC

крайние значения технологического разброса напряжения отпирания бистабильных элементов нагрузки; напряжение максимальное на открытом бистабильном элементе нагрузки.

При незначительном разбросе напряжения отпирания элементов 1 и 2, когда UoTn.MaKc;i;UoTn.MHH«:;UoTn, И малом падении на открытом бистабильном элементе нагрузки UoTKp«UoT i опорное напряжение выбираИ UoTn.MHH

UoTKp.

ное значение напряжения Unc становится меньше, ток через элемент 1 также уменьшается. Когда напряжение на элементе 1 снизится до напряжения запирания Uaan, ток через этот элемент, обусловленный положительным полупериодом напряжения Uwc прекращается. В отрицательный полупериод напряжения Umc процессы отпирания и запирания элемента 1 повторяются при напряжениях -Uorn и -Usan. соответственно. Описанные процессы повторяются каждый период, в результате чего через бистабильный элемент нагрузки проходят знакопеременные импульсы тока (фиг. 5). При обратном чередовании фаз в порядке ВАС, например когда фаза В подается на вход 6, а фаза А - на вход 7, точки m и п, а также напряжения U«c и Unc на фигурах 4 и 5 меняются местами, при этом

5

гично, но отличается повышенной стабиль- ностью напряжения на биполярном опор- ном элементе 3, в качестве которого мо У пъ использованы, например, двуханод- ш стабилитрон, два встречно

0 .с 0 приближенного условия, Uoii ;UoTn

включенных одноанодных стабилитрона, два встречно включенных динистора. Балластные элементы 4 и 5 могут быть выполнены в виде конденсаторов.

Напряжение на биполярном опорном элементе выбирается из условия

(UOTH.максUoTKp j Uori (U отп.максUOTR.MHH j

где UoTii.MaKC

крайние значения технологического разброса напряжения отпирания бистабильных элементов нагрузки; напряжение максимальное на открытом бистабильном элементе нагрузки.

При незначительном разбросе напряжения отпирания элементов 1 и 2, когда UoTn.MaKc;i;UoTn.MHH«:;UoTn, И малом падении на открытом бистабильном элементе нагрузки UoTKp«UoT i опорное напряжение выбираИ UoTn.MHH

UoTKp.

±10% (например, для сети 220В в пределах 200-240В), в качестве биполярного опорного элемента достаточно использовать резистор (фиг. 1) или конденсатор (фиг. 2), поскольку при опорном напряжении 10- 30 В его нестабильность составляет ±1-3 В. Бистабильные элементы 1 и 2 нагрузки могут быть выполнены в виде однополяр- ного элемента индикации (например, миниатюрный газоразрядный индикатор ИН-3),

воду сети, при этом не требуется гальванической развязки при съеме электрических сигналов с бистабильных элементов нагрузки на исполнительный орган аппаратуры.

Формула изобретения

1. Фазоуказатель, содержащий два бистабильных элемента нагрузки, первЪю выводы которых соединены между собой небиполярного элемента индикации (например, 10посредственно, а вторые - через биполяр- миниатюрный газоразрядный индикаторный опорный элемент, а также первый бал- ИГД-2Р или составлены из двух элементов:ластный элемент, соединенный первым вы- однополярного или биполярного бистабиль-водом с первым входом устройства, отли- ного элемента (например, динистор КН102чающийся тем, что, с целью повышения или два встречно включенных динистора, снадежности, введет второй балластный эле- интегральный пороговый элемент с динистор-мент, первый вывод которого соединен с ной характеристикой) и элемента нагрузкивторым входом устройства, вторые выводы (светодиод, обмотка реле, входная цепь ис-первого и второго балластных элементов полнительного органа).соединены с вторыми выводами соответ- Один из бистабильных элементов 1 и 2ственно первого и второго бистабильных нагрузки может содержать только бистабиль- 20элементов нагрузки, первые выводы ко- ный элемент (динистор и др.) без включе-торых соединены с третьим входом устрой- ния светоизлучающего, нагрузочного или ,иного дополнительного элемента, если съем информации ведется лишь с одного би- стабильного элемента нагрузки. Третий вход 8 устройства может быть подключен не к фазе, а к нулевому проства.

2. Фазоуказатель по п. 1, отличающийся тем, что в качестве балластных элементов и биполярного опорного элемента использованы резисторы или конденсаторы или двуханодный стабилитрон.

воду сети, при этом не требуется гальванической развязки при съеме электрических сигналов с бистабильных элементов нагрузки на исполнительный орган аппаратуры.

Формула изобретения

1. Фазоуказатель, содержащий два бистабильных элемента нагрузки, первЪю выводы которых соединены между собой непосредственно, а вторые - через биполяр- ный опорный элемент, а также первый бал- ластный элемент, соединенный первым вы- водом с первым входом устройства, отли- чающийся тем, что, с целью повышения надежности, введет второй балластный эле- мент, первый вывод которого соединен с вторым входом устройства, вторые выводы первого и второго балластных элементов соединены с вторыми выводами соответ- ственно первого и второго бистабильных элементов нагрузки, первые выводы ко- торых соединены с третьим входом устрой-

ства.

2. Фазоуказатель по п. 1, отличающийся тем, что в качестве балластных элементов и биполярного опорного элемента использованы резисторы или конденсаторы или двуханодный стабилитрон.

Изобретение относится к области измерения электрических величин и может быть использовано для контроля порядка чередования фаз двух- или трехфазной сети переменного тока. Изобретение позволяет повысить надежность и упростить реализацию устройства, повысить при этом эффективность использования элементов нагрузки и сократить активные потери в элементах устройства. Один из вариантов схемной реализации устройства содержит биста- бильные элементы 1 и 2 нагрузки, биполярный опорный элемент 3, балластные элементы 4 и 5. Элементы 1 и 2 могут быть выполнены в виде однополярного элемента индикации, например миниатюрного газоразрядного индикатора, или биполярного элемента индикации. Вход 8 устройства может быть подключен не к фазе, а к нулевому проводу сети. При этом не требуется гальванической развязки при съеме электрических сигналов с бистабильных элементов нагрузки на дополнительный орган аппаратуры. Устройство может выполнять свои функции как при прямом порядке чередования фаз (ABC) в сети, так и при обратном чередовании фаз (в порядке ВАС). 1 з.п. ф-лы, 5 ил. I (Г

tS I

ff77C f/7f O

и.

XX

Umc

зап

ZZZZ

фиг 5

fro

Г О и тс

Unc