Устройство для передачи сигналов управления в сети энергоснабжения Советский патент 1990 года по МПК G08C19/02 

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в распределительных сетях переменного тока с целью управления электроприемниками, подключенными к полюсам данной сети.

Цель изобретения - повышение функциональной надежности устройства.

На фиг.1 представлена структурная- схема устройства; на фиг. 2 - схема формирователя сигналов управления; на фиг. 3 - схема приемника с двумя нагрузочными элементами; на фиг.4 - то же, с одним элементом нагрузки; на фиг. 5 - временные диаграммы.

На схеме ( фиг.1)обозначено: трехфазная сеть 1 энергоснабжения, нуле- иой провод 2, формирователь 3 сигналов управления, приемники 4-6. Формирователь 3 (фиг.2 содержит дифференциальный трансформатор 7, состоящий из первичной 8, первой 9 и второй 10 вторичных обмоток (вторая вторичная обмотка состоит из двух секций 11 и

12, диоды 13 и 14, резисторы 15 и 16, стабилитроны 17 и 18, диоды 19 и 20, резисторы 21 и 22, ключи 23 и 24, диоды 25 и 26, реле 27 с контактами 28, переключатель 29 с контактами 30, входы 31 и 32 формирователя, диод 33,, транзистор 34, резисторы 35- 37, конденсатор 38, тиристор 39, вы- прямитель 40, резистор 41, стабилитрон 42 и симистор 43

Приемник 4 (фиг.З) содержит селектор 44 сигнала управления, состоящий из выпрямителя 45, оптронов 4б и 47, реле 48, резисторов 49-51, диодов 52 и 53, конденсатора 54, блок 55 подключения элементов нагрузки, состоящий из элементов 56 и 57 нагрузки и переключателя 58.

Устройство работает следующим образом.

При возникновении в сети напряжения, контакты 30 находятся в замкнутом состоянии (фиг.2), напряжение ТТа (фигэ5) на входе формирователя 3 че(Л

tn

Јъ

00

ю

рез контакты 30 поступает на его выход (U6, фиг.5). При поступлении трехфазного напряжения на полюса сети элементы 55 приемников 4-6 оказываются под напряжением, что соответствует состоянию сети Режим 1. Так как схемы приемников 4-6 одинаковы, будем рассматривать только работу приемников 4. При необходимости перевода сети энергоснабжения в Режим 2 в формирователе 3 ключ 24 переводят из положения а в положение б. В данном случае дешунтируется резистор 22, напряжение поступает на диод 26. При этом напряжение подводится к катушке реле 27, которое своим контактом 28 включает катумку переключателя 29 под входное напряжение. Переключатель 29 размыкает свой контакт 30, первый вход формирователя 3 оказывается подключенным к выходу через симистор 43. Управление симистором 43 производится посредством подачи на его управляющий переход тока управления от выпрямителя 40. TDK коммутируется тиристором 39, который в свою очередь получает команду на отпирание сигналом (.выхода транзистора 34. Угол (Ъормировання отпирающего сигнал, транзит- п.ом V- определяете чарамьт рами фпзо( считающего звенч, гцего конденсатор U, юдключемный через резистор J л рл ;мыкаюпиг кс: тактам ;пючей 23 и 74 Ппи то угол .-ия снмнстора 4 . r.j и .. (-пел: нол полуволне нмгряженчя ОЩ-РДР тяет- ся зарядом конденсатора 38 от жения на выходе резистора 22, а угол отпирания при отрицательной полувоч- не сетевого напряжения определяется зарядом конденсатора 38 от напряжения нл выходе резистора 21. При подключении конденсатора 38 через резистор 35 (резисторы 21 и 22 зашунтиро- ваны попюсами переключающих контактов), формируется сигнал отпирания снмистора 43 в начале синусоиды . При увеличении омической величины времязадающего звена - введение в цепь заряда конденсатора 38 резисторов 21 или 22 - формируются сигналы для управления симистором 43, отличные от нуля (, -40° ) . Таким образом, при дегоунтировании резистора 21 на выходе коммутатора формируется сигнал управления путем задержки угла отпирания сймистора 43 в положительной полуволне н- фазовый угол, поряд

ка,90°. В отрицательной полуволне симистор 43 открывается с фякм-пм углом с.2 П (фиг.5). В приемгчке ч данный сигнал фиксируется селектором 44. При приложении синусоидального напряжения Uc конденсатор 54 перезаряжается по синусоидальному закону. При этом амплитуды напряжений U4) - на резисторе 49 и U5o - ча резисторе 50 не превышают номинального

значения U

ном

При передаче (.нгнапа

0

5

0

5

0

5

управления в полупериод, ннииций фазовый сдвиг напряжения , х- У0° , .,,,. в конденсаторе 54 за счет переходного процесса возрастает до -ели 1ины, при которой напряжение на резистире 40 достигает величины Пмакс. . Напряжение макс обеспечивает п-.гргамио чигн;з светодиод оптрона 46 т отпнп ши 1 фоторезисторт оптрью v . От.шран.т фототиристора оптрона / ь обеспечивает протекание по к ушк( n it 4П Вилрчч- ленного тока (ф;- г о г ч леш с го пыцряипеннып напряг-- i ,-, снижаемым с выхода моста ) JK ,сатуш ка реле имеет значчтелънчю нндук- тшнюсть, то даж. погпе восстановления исходного со,тияния на пмходе Лормирователя , ,е. -ня- тналл управло пя, мр- , тором ., , чи -yi: ялпряж чг т р 7i -; гомисачьному значе- ч , л гтзи -;иод оптрсна / ток тря а - ик HP. подаггся, Лототирис тор оптрона 46 запереться не может, так ка;, через переход фототи исторз jnTpoHa A6 течет постоянный ток.

Таким образом, после кратковреме- - пого переключения контакта 24 в поло- жение б и последующего возврата его в не годное состояние а на выходе формирователя 3 формируется сигнал управления путем фазовой отсечки напряжения в положительном полупериоде с углом р, 90° , что обеспечивает срабатывание реле 48, а переключение его контактов обеспечивает отключение от сети элемента 56 и подключение к сети элемента 57, что соответствует состоянию сети электроснабжения (Режим 2, фиг.5). Переключение ключа 24 в исходное состояние а обеспечивает срабатывание реле 27, которое контактом 28 отключает напряжение с катушки переключателя 29. Контакт 30 шунтирует симистор 43,

При необходимости перехода состояния сети от Режима 2 к Режиму 1 переключающий ключ 23 устанавливает10

5J534482

ся в положение б. В этом случае работа схемы Формирователя 3 проходит по следующему принципу. При подаче на анод диода 25 напряжений срабатывает реле 27, которое своим контактом 28 включает переключатель 29. Контак- ты 30 депунтируют симистор 43. Перевод переключателя в положение б де- шунтирует резистор 21, при этом в отрицательной полуволне ключ 23 отпирается с углом oi 90 , т.е. с выхода формирователя 3 поступает сигнал н- переход приемника 4 от Режима 1 к Режиму 2 (Лиг.5), Данный сигнал Ликсируется светодиодом оптрона 47 за счет действия на него максимальной амплитуды напряжения UMoll c - снимаемой с резистора 49. В этом случае открывается фототиристор оптрона 47. Так как дашгый фототиристор включен ь цепь реле 48, то отпирание его обесТаким образом, при фазовых задержках в полупериодах различной полярности производится передача и прием командных сигналов для перехода сети из одного состояния в другое.

Формула изобретения

15

1. Устройство для передачи сигналов управления в сети энергоснабжения, содержащее формировав ель сигналов управления и приемники, формирователь сигналов управления выполнен на дифференциальном трансформаторе, первый вывод первичной обмотки которого подключен к первому выводу переключателя, первый и второй выводы первой 2Q вторичной обмотки дифференциального трансформатора соединены соответственно через первый и второй диоды с первыми выводами соответственно первого и второго регистров, средний 25 вывод первой вторичной обмотки подключен через конденсатор к первому выводу третьего резистора, тиристо- ре, выпрямителе, симисторе, первый вывод которого соединен с первым про- бстка г- электроприемнике команды Ре- зо водом сети энергоснабжения, каждый жим 2,приемник содержит реле, блок подключения элементов нагрузки и селектор сигналов управления, который выполнен на первом резисторе, диодах, первый вывод блока подключения элементов нагрузки подключен к второму выводу симистора формирователя сигналов управления, обмотка реле приемника соединена параллельно с выводами 40 „селектора сигналов управления, отличающееся тем, что, с це- Еслп приемник имеет один элемент нагрузки (фиг.4), при включении напряжения на элемент 56 действует полное напряжение сети, так как балла- стный элемент 57 зашунтирован контактом . При формировании команды для перехода сети в Режим Iй контакт 58 реле 48, включаясь, дешунтирует балластный элемент 57 и к нагрузке прикладывается пониженное напряжение, обуслот; пенное падением напряжения на балластном элементе 57. При формировании команды для перехода сети в

2 реле 48 отключается, а кон обмотки дифференциального трансформа- такты 5Я цунтипуют балластный эле- тора подключены параллельно к первому

и второму выводам выпрямителя, третий вывод которого соединен через четвертый резистор с катодом первого

иечивает снижение тока i в цепи фототиристора оитрона 46 до нуля. Фототиристор оптрона 46 в данном случае запирается, реле 48 обесточивается, а его контакт отключает от сети элемент 57 и подключает к сети нагрузочный элемент 56, т.ев происходит отраВозиращение ключа 23 i исходное голохе ие а обеспечивает обесточива- нне ре..е 27, контакт которого 28 обесточит катушку переключателя.290 Отключение переключателя 29 обуславливает замыкание полюсов контактов 30, шунтирующих симистор 43 и обеспечивающих протекание синусоидального тока с выхода формирователя 3.

35

45

50

лью повышения функциональной надежности, в формирователь сигналов управления введе 1ы стабилитроны, с третьего по шестой диоды, с четвертого по восьмой резисторы, реле, транзистор, ключи, размыкающий Ключ переключателя параллельно соединен с симнс- тором, второй вывод первичной обмотки дифференциального трансформатора соединен через замыкающий контакт реле с вторым выводом переключателя и непосредственно с клеммой нулевого потенциала, выводы второй вторичной

мент 57, обеспечирая подачу на элемент 56 кг Финального сетевого напряжения ,

Таким образом, при фазовых задержках в полупериодах различной полярности производится передача и прием командных сигналов для перехода сети из одного состояния в другое.

Формула изобретения

10

2Q 25 зо

15

2Q 25 зо

40 „

35

чения элементов нагрузки и селектор сигналов управления, который выполнен на первом резисторе, диодах, первый вывод блока подключения элементов нагрузки подключен к второму выводу симистора формирователя сигналов управления, обмотка реле приемника соединена параллельно с выводами 0 „селектора сигналов управления, отличающееся тем, что, с це-

обмотки дифференциального трансформа- тора подключены параллельно к первому

5

0

лью повышения функциональной надежности, в формирователь сигналов управления введе 1ы стабилитроны, с третьего по шестой диоды, с четвертого по восьмой резисторы, реле, транзистор, ключи, размыкающий Ключ переключателя параллельно соединен с симнс- тором, второй вывод первичной обмотки дифференциального трансформатора соединен через замыкающий контакт реле с вторым выводом переключателя и непосредственно с клеммой нулевого потенциала, выводы второй вторичной

стабилитрона и анодом тиристора, четвертый вывод выпрямителя подключен к аноду первого стабилитрона, к второму выводу симистора, второй вывод первого резистора соединен с катодом второго стабилитрона, через пятый резистор - к выводу первого неподвижного контакта, непосредственно к выводу подвижного контакта первого клю- ча и через последовательно соединенные третий диод и шестой резистор - к стоку транзистора, второй вывод второго резистора соединен с катодом третьего стабилитрона, с выводом под- вижного контакта второго ключа, через седьмой резистор - с выводами первых неподвижных контактов первого и второго ключей и вторыми выводами третьего резистора, первый вывод которо- го подключен к затвору транзистора, исток которого соединен с вторым выводом восьмого резистора и управляющим электродом тиристора, вторые выводы неподвижных контактов первого и второго ключей соответственно через пятый и пестой диоды подключены через параллельно соединенные обмотку реле и седьмой диод к среднему выводу первой вторичной обмотки дифференциаль- ного трансформатора и объединены с анодами первого и второго стабилитронов, вторым выводом восьмого резистора, катодом тиристора и управляющим выводом симигтора, в селектор сигналов управления каждого приемника ПРС- дены выпрямитель, оптроны, второй и третий резисторы и конденсатор соответственно, первый и второй выводы конденсатора соединены с объединенными анодом первого и катодом второго диодов и с первым выводом выпрямителя и шиной нулевого потенциала, второй и третий выводы выпрямителя соединены

Q 5

5

0

с анодами фоторезисторов соответственно первого и второго оптронов, катоды которых объединены и являются первым выходом селектора сигналов управления, третий вывод выпрямителя является вторым выходом селектора сигналов управления, четвертый вывод объединен с первым выводом первого резистора и подключен к второму выводу симистора, формирователя сигналов управления, второй вывод перого резистора селектора сигналов управления соответственно через параллельно соединенные второй и третий резисторы и светодиоды первого и второго оптронов подключен к катоду первого и аноду второго диодов, второй вывод блока подключения элементог нагрузки подключен к шине нулевого потенциала, первые выводы приемников соединень1 с первым проводом сети энергоснабжения, вторые выводы - с одноименным проводом сети энергоснабжения.

2.Устройство по п. 1, о т л и - чающееся тем, что блок подключения элементов нагрузки выполнен на параллельно соединенных через переключатель первом и втором элементах нагрузки, подвижный контакт переключателя и объединенные выводы элементов нагрузки являются соответственно первыми н вторыми выводами блока.

3.Устройство по п. отличающееся тем, что блок подключения элементов нагрузки выполнен на последовательно соединенных элементах нагрузки и ограничительном элементе, параллельно которому подключен размыкающий контакт реле приемника, первые выводы элемента нагрузки и ограничительного элемента являются соответственно первым и вторым выводами блока.

fsl

со

- -a- o 1/1

Л

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в распределительных сетях переменного тока с целью управления приемниками, подключенными к трехфазной сети. Цель изобретения - повышение функциональной надежности. Устройство содержит формирователь сигналов управления и приемники, каждый из которых выполнен на селекторе сигналов управления, реле и блоке подключения элементов нагрузки. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

47

Ш 57

ЦЗигМ

.fltJKUKt