Устройство для защиты индуктивно-емкостного преобразователя Советский патент 1988 года по МПК H02H7/10 

4 tvD

СО Ю

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты устройств, вьтолненных на основе источника тока, например уст- ройств для зарядки накопительных конденсаторов .

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей пу- :тем обеспечения защиты от несиммет- |ричных режимов работы. I На фиг/ представлена приниципи- альная схема предлагаемого устройст- Ьа; на фиг,2 - временные диаграммы .работы.

I Устройство содержит трехфазный контактор 1, к выходу которого под- |кл1очен индуктивно-емкостный преобра- Ьователь 2, к выходным зажимам преобразователя подключен трехфазный мое- (говой вьтрямитель 3, в цепь нагрузки |i которого включен насыщающийся трансформатор 5, к вторичной обмотке {трансформатора параллельно подключены формирователь 6 коротких положитель- ных и формирователь 7 коротких отрицательных импульсов, их выходы подключены к логическому узлу, состоящему из трех элементов И-НЕ 8- 10 и одновибратора I1, при этом выход фор- мирователя 6 подключен к одному из входов элемента И-НЕ 9, а выход формирователя 7 - к одному из входов эле ijfeHTa И-НЕ 8, выход которого соединен (I запускающим входом одновибратора 1 1 15ыходы элемента И-НЕ 9 и одновибратора 11 подключаются к соответствующи нходам элемента И-НЕ 10, а свободные входы элементов И-НЕ 8 и 9 объединены между собой. D-вход D-триггера 12 соединен с выходом элемента И-НЕ 9. Прямой выход D-триггера 13 соединен с; одними из входов элементов И-НЕ 14 и 15, а выход D-триггера 12 подключен к второму входу элемента И-НЕ 14 и входу инвертора 16, выход которого связан ic вторым входом элемента И-НЕ 15. Выходы элементов И-НЕ 14 и 15 соединены с входами соответствующих инверторов 17 и 18. С-входы D-тригге- ров 12 и 13 объединены и подключены к выходу формирователя 19 стробирую- ш;их импульсов, вход которого объединен с выходом элемента И-НЕ 9 и D- входом D-триггера 12, выходы инверторов I7 и 18 соединены с входами соответствующих ключей 20 и 21, а также с входами элемента ИЛИ-НЕ 22 узла 23 блокировки стробирующих импульсов,

включающего в себя два элемента ИЛИ-НЕ 22 и 24, инвертор 25 и два ключа 26 и 27. При этЬм выход элемента ИЛИ-НЕ 22 соединен с входом инвертора 25, выход которого подключен к одному из входов элемента ИЛИ-НЕ 24 и входу первого блокирующего ключа 26. Выходы первого 26 и второго 27 блокирующих ключей объединены и подключены параллельно выходу формирователя 19 стробирующих импульсов. Вход ключа 27 соединен с входом элемента ШЗд-НЕ 24 и с выходом цепи 28 задержки. Последняя содержит последовательно соединенные инвертор 29, элемент ИПИ-НЕ 30, RS-триггер 31, первый од- новибратор 32-, первую дифференцирующую цепочку 33, второй одновибратор 34, вторую дифференцирующую цепочку 35 и ключ 36. При этом один из входов элемента ИЛЙ-НЕ 30 соединен с выходом формирователя 7 отрицательных импульсов, а другой вход через инвертор 29 - с выходом формирователя 6 положительных импульсов. Выход эле- .мента РШИ-НЕ 30 соединен с S-входом RS-триггера 31, при этом его R-вход подключен к выходу элемента ИЛИ-НЕ 24 узла 23 блокировки стробирующих 1-1мпульсов. Выход RS-триггера 31 соединен с запускающим входом одновибратора 32, выход которого через диф- ференцирующ5то цепочку 33 подключен к запускающему входу второго одновибратора 34, выход Которого, в свою очередь, связан с дифференцирующей цепочкой 35 и с объединенными входами элементов И-НЕ 8 и 9. Выход диф- ференцирзтощей цепочки 35 соединен с ключом 3$, выход которого подключен к входу элемента ИЛИ-НЕ 24 и входу блокирующего ключа 27 блокировки стробирующих импульсов, Выход элемента ИЛИ-НЕ 30 соединен с S- входом.RS-триггера 37, кнопка 38 под- ключена к R-входу триггера 37, прямой выход которого соединен с объединенными R-входами D-триггеров 12 и 13. Ключи 20 и 21 подключены к соответствующим индикационньп 4 элементам 39 и 40, общая точка соединения которых включена в цепь светоизлучателя оптрона 41, а реагирующий элемент оп- трона включен в цепь управления исполнительного органа 42,- воздействующего на цепь управления контактора 1.

Устройство работает следующим образом ,

После включения контактора 1 к , входным зажимам индуктивно-емкостного преобразователя 2 подводится напряжение i которое преобразуется в трехфазную систему неизменного тока, питающего нагрузку 4 постоянного тока, через мостовой вьшрямитель 3. На- сьщающийся трансформатор 5 контролирует форму тока нагрузки. Наиболее характерными несимметричными режимами работы цепей с индуктивно-емкостными преобразователями постоянного тока являются обрьш фазы питающего напряжения или пробой вентилей силового выпрямителя 3.

Рассмотрим три характерных режима работы: один нормальный с моментами включения и режимом регулирования и два аварийные (обрыв фазы и пробой вентиля), (фиг.2) - кривая тока нагрузки при различных режимах работы.

Амплитудное значение величины тотора 29 (U , фиг.2) и формирователя 7 (и,фиг.2) поступает на соответствующие входы элемента ИЛИ-НЕ 30,

с выходной сигнал с которого поступает на S-входы RS-триггера 31 цепи 28 задержки и RS-триггера 37. Первый же пришедший информационный импульс (момент времени t) нулевого уровня

10 переключает RS-триггеры 31 и 37 в соответствующее состояние (и и U,-, фиг.2), Сигнал единичного уровня, появившийся на выходе RS-триггера 37 и, соответственно, на R-входах D-триг15 геров 12 и 13, подготавливает их к приему информации.

Спадающий фронт выходного напряжения RS-триггера 31 запускает одновиб- ратор 32, на выходе которсгго форми20 руется импульс заданной длительности t (фиг. 2, U-,), который определяет время задержки до начала приема информации. После дифференцирования

и 9.

Б это время на других входах этих элементов присутствует информация с

ментов 8 и 9 (Ug и и.,фиг.2). Причем в нормальном режиме какие-либо изменения сигнала U отсутствуют, в отлиэтого импульса цепочкой 33 (U ,фиг.2) ка 1 не зависит от величины сопро- 25 выделенный отрицательный импульс за- тивления нагрузки, поэтому насыщаю- пускает одновибратор 34, формирующий щийся трансформатор 5 с постоянным на выходе информацию заданной дли- уровнем насыщения выполняет . тельности t (фиг.2,и,). Этот сиг- функции дифференцирующего звена. На i нал дает разрешение на прием инфор- вторичной обмотке трансформатора 5 по-30 мации посредством подачи единицы на являются импульсы в моменты перехода объединенные входы элементов И-НЕ 8 кривой тока через границу насьщения I „gj, магнитопровода, при этом соответствующие форма и последовательность положительных и отрицательных импуль- формирователей 6 и 7. Результирующий сов при различных режимах (фиг.2,115). сигнал появляется на выходах И-НЕ эле- В нормальном режиме работы импульсы на выходе трансформатора 5 появляются только в момент включения и отключе-

ния тока нагрузки 4, что не является д чие от аварийных. Спадающие фронты аварийным состоянием. В аварийньпс ре- импульсов с выхода И-НЕ элемента 8 жимах возникает периодичная последо- являются запускающими для одновибра п

тора 11, где формируется сигнал заданной длительности t,, (и„,фиг.2). обрьгоа фазы положительные импульсы ,, Сигнал с прямого выхода одновибрато .практически без паузы проходят вслед ра 1 1 подается на один из входов эле- за отрицательными, тогда как при пробое вентиля между ними существует пауза.

Эта информация поступает одновременно на входы формирователей 6 и 7 положительных и отрицательных импульсов, где преобразуется до соответствующего уровня напряжения (фиг.2,и5 и и). Выходной сигнал с формирователей 6 и 7 одновременно поступает на входы элементов И-НЕ 8 и 9 с выхода форт мирователя 6 на входы инвертора 29 : I цепи 28 задержки. Информация с инвер

вательность отрицательных и положительных импульсов. Причем в случае

50

л- 55

мента И-НЕ 10, а на другой вход подается информация непосредственно с выхода элемента И-НЕ 9, где и происходит суммирование входных ригнашов (и,о ,фиг.2) Одновременно с этим импульсы с элемента И-НЕ 9 поступают на вход формирователя 19 стробирую- щих импульсов, на выходе которого после дифференцирования формируются ко- роткие импульсы U, , разрешающие считывание информации с D-входов D- триггеров 12 и 13. При этом на выходе D-триггеров 12 и 13 появляется инфортора 29 (U , фиг.2) и формирователя 7 (и,фиг.2) поступает на соответствующие входы элемента ИЛИ-НЕ 30,

выходной сигнал с которого поступает на S-входы RS-триггера 31 цепи 28 задержки и RS-триггера 37. Первый же пришедший информационный импульс (момент времени t) нулевого уровня

переключает RS-триггеры 31 и 37 в соответствующее состояние (и и U,-, фиг.2), Сигнал единичного уровня, появившийся на выходе RS-триггера 37 и, соответственно, на R-входах D-триггеров 12 и 13, подготавливает их к приему информации.

Спадающий фронт выходного напряжения RS-триггера 31 запускает одновиб- ратор 32, на выходе которсгго формируется импульс заданной длительности t (фиг. 2, U-,), который определяет время задержки до начала приема информации. После дифференцирования

и 9.

Б это время на других входах этих элементов присутствует информация с

этого импульса цепочкой 33 (U ,фиг.2) выделенный отрицательный импульс за- пускает одновибратор 34, формирующий на выходе информацию заданной дли- тельности t (фиг.2,и,). Этот сиг- нал дает разрешение на прием инфор- мации посредством подачи единицы на объединенные входы элементов И-НЕ 8 формирователей 6 и 7. Результирующий сигнал появляется на выходах И-НЕ эле-

ментов 8 и 9 (Ug и и.,фиг.2). Причем в нормальном режиме какие-либо изменения сигнала U отсутствуют, в отлиэтого импульса цепочкой 33 (U ,фиг.2) выделенный отрицательный импульс за- пускает одновибратор 34, формирующий на выходе информацию заданной дли- тельности t (фиг.2,и,). Этот сиг- нал дает разрешение на прием инфор- мации посредством подачи единицы на объединенные входы элементов И-НЕ 8 формирователей 6 и 7. Результирующий сигнал появляется на выходах И-НЕ эле-

чие от аварийных. Спадающие фронты импульсов с выхода И-НЕ элемента 8 являются запускающими для одновибра п

тора 11, где формируется сигнал заданной длительности t,, (и„,фиг.2). ,, Сигнал с прямого выхода одновибрато ра 1 1 подается на один из входов эле-

50

55

мента И-НЕ 10, а на другой вход подается информация непосредственно с выхода элемента И-НЕ 9, где и происходит суммирование входных ригнашов (и,о ,фиг.2) Одновременно с этим импульсы с элемента И-НЕ 9 поступают на вход формирователя 19 стробирую- щих импульсов, на выходе которого после дифференцирования формируются ко- роткие импульсы U, , разрешающие считывание информации с D-входов D- триггеров 12 и 13. При этом на выходе D-триггеров 12 и 13 появляется инфор

мация, соответствующая каждому режиму работы (и и и, ,фиг.2). В случае обрьша фазы происходит переключение D-триггера 12, а при пробое вентиля срабатывают D-триггеры J2 и 13, что является информацией к распознанию причины аварии. Преобразованная блоками 14 - 18 информация поступает на соответствующие ключи 20 и 21. При этом включается один из индикационньк элементов 3.9 или 40, соответствующий одному из аварийных режимов. Одновременно информация с выходов инверторов 17 и 18 поступает на элемент ИПИ-НЕ 22 узла 23 блокировки строби- рующих импульсов. ПроинвертИрованньш блоком 25 сигнал поступает на вход блокирующего ключа 26, который после открьшания блокирует дальнейшее формирование стробирующих импульсов (и,фиг.2) и фиксирует состояние D-триггеров 12 и 13 анализатора. Сфор мированный одновибратором 34 прямоугольный сигнал () дифферен- цируется цепочкой 35 (и.,д.,фиг .2) , и отрицательный импульс поступает на вход ключа 36, где преобразуется в сигнал единичного уровня (и-з,фиг. 2) , который, в свою очередь, поступает на вход блокирующего ключа 27, производящего операцию, аналогичную ключу 26, а также на один из входов элемента ИЛИ-НЕ 24, на второй вход которого подается информация с инвертора 25. При наличии сигнала единичного уровня на одном из входов элемента ИЛИ-НЕ 24 RS-триггер 31 устанавливается в нулевое состоение (U, ,фиг.2), дальнейщее прохождение сигналов в цепи 28 задержки при этом прекращается до прихода очередной информации с выхода трансформатора (момент времени t,)...

После включения одного из индикационных элементов 39 или 40 через све- тоизлучатели оптрона 41 проходит ток, что вызывает включение реагирующего элемента оптрона и вместе с этим срабатывание исполнительного органа 42. При этом цепь катушки контактора 1 обесточивается и он отключается в момент времени t, (ц ,фнг ,2) , Так как состояние D-триггеров 12 и 13 зафиксировано, то после отключения контактора 1 информация о причине аварии визуально наблюдается по сведению соответствующего индикационного элемент 39 или 40. Приведение системы в исход

0

0

0

5

5

0

5

0

5

ное состояние осуществляется посредством нажатия на кнопку 38, При этом RS-триггер 37-устройства сброса переводится в нулевое состояние и, в свою очередь, переводит в такое же состояние D-триггеры 12 и 13,

Предлагаемое устройство позволяет своевременно отключить силовую цепь в случае возникновения несимметричного режима работы и указать причину отключения.

Формула изобретения

Устройство для защиты индуктивно- емкостного преобразователя, подключенного к нагрузке через трехфазный мостовой вьшрямитель, содержащее блок идентификации аварийных режимов, выходом подключенный к управляющему входу трехфазного контактора, предназначенного для включения между входом индуктивно-емкостного преобразователя и сетью, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональ- 1р)1Х возможностей путем обеспечения защиты от несимметричных режимов работы, в него введен насьш ающийся трансформатор, первичная обмотка которого предназначена для включения в цепь нагрузки, а вторичная обмотка подключена к входу блока идентификации аварийных режимов, включающего в себя формирователь коротких положительных импульсов, формирователь коротких от- рицател:ьных импульсов, формирователь стробирующих импульсов, цепь задержки, узел блокировки стробирующих импульсов, RS-триггер, кнопку, одновиб- ратор, пять элементов И-НЕ, три инвертора, два D-триггера, два ключа, два индикационных элемента, оптрон и исполнительный орган, причем входы формирователя коротких поло;;сительных импульсов, и формирователя коротких отрицательных импульсов объединены и использованы в качестве входа блока идентификации аварийных режимов, а выходы указанных формирователей соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И-НЕ, выход первого элемента И-НЕ соединен с запускающим входом рдновибратора, выход которого подключен к одному из входов третьего элемента И-НЕ, а выход второго элемента И-НЕ - квто- рому входу-третьего элемента И-НЕ, к входу формирователя стробирующих импульсов и D-входу первого D-триггера, D-вход второго В-триггера соединен с выходом третьего элемента И-НЕ, С- входы обоих D-триггеров соединены с выходом формирователя стробирующих импульсов, прямой выход второго D- триггера соединен с одним из входов четвертого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с прямым выходом первого D-триггера и входом первого инвертора, выход которого соединен с первьм входом пятого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выхо- второго D-триггера, выходы чет- вертого и пятого элементов И-НЕ соединены соответственно с входами второго и третьего инверторов, выходы ко которых соединены с входами ключей и с входами элемента ИЛИ-НЕ узла блокировки стробирующих импульсов, включающего два элемента ИЛИ-НЕ , два блокирующих ключа и инвертор, при этом выход первого элемента ИЛИ-НЕ соеди-292168

ра подключен к выходу формирователя коротких положительных импульсов, а выход - к первому входу элемента ;ИЛИ-НЕ второй вход элемента ИЛИ-НЕ подключен к выходу формирователя коротких отрицательных импульсов, а выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с S- входом запускающего RS-триггера, ин10 версный выход которого соединен с запускающим входом первого одновибрато- ра, прямой выход которого соединен с первой дифференцирующей цепочкой, выход которой соединен с запускающим

15 входом второго одновибратора, прямой выход которого соединен с обьединен- ными втор ыми входами первогг и второго элементов И-НЕ, и с входом второй дифференцирующей цепи, к выходу кото20 рой подключен вход ключа, выход которого соединен с входом в.торого блокирующего ключа узла блокировки стробирующих импульсов, при этом к S-ВХОДУ запускающего RS-триггера цепочки за

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является расширение, функциональных возможностей путем обеспечения защиты от несимметричных режимов работы. При воз-; никновении аварийного режима форма тока нагрузки выпрямителя изменяется, что фиксируется насыщающимся трансформатором. Блок идентификации аварийных режимов, включающий в себя формирователи коротких положительных и отрицательных импульсов, формирователь стробирующих импульсов, узел блокировки стробирующих импульсов, цепь задержки, два индикационных элемента с исполнительным органом, в зависимости от характера импульсов трансформатора, зависящих от вида аварии (пробоя вентиля или обрыва фазы), позволяет выявить и определить вид ава- рии. Контактор при поступлении на не- S го сигнала от исполнительного органа отключает индуктивно-емкостной преобразователь от сети. 2 ил. (Л

нен с входом инвертора, выход которо- 25 держки подсоединяется S-вход RSго подключен к входу первого блокирующего ключа, и с одним из входов второго элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен с входом второго блокирующего ключа, выходы обоих блокирующих ключей объединены и подсоединены параллельно выходу формирователя стробирующих импульсов, выход второго элемента ИЛИ-НЕ соединен с R-входом запускающего RS-триггера цепи задержки, включающей инвертор, элемент ИЛИ-НЕ, запускающий RS-триггер, две дифференцирующих цепочки, ключ и два одновибратора, при этом вход инвертотриггера, кнопка подключена к R-BXO- ду ЯЗ триггера, прямой выход RS-триггера соединен с объединенными R-BXO- дами первого и второго D-триггеров,

выходы ключей подключены к соответствующим индикационным элементам, общая точка соединения которых включена в цепь светоизлучателя оптрона, при этом светоприемник оптрона включен к цепь

управления исполнительного органа, выход которого использован в качестве выхода блока идентификации аварийных режимов...

TV Глк

й

V

г& УХ 4f

7 32

г

% %

5 гЯг 2;

j;

2: г