Способ передачи сигналов управления в сети переменного тока и устройство для его осуществления Советский патент 1990 года по МПК G08C19/12 G08C19/26 

Изобретение относится к электро- технике и может быть использовано в распределительных сетях переменного i тока низкого напряжения с целью управления нагрузками, подключенными к данным сетям.

Цель изобретения - повышение до- стоверности и информативности.

На -фиг. 1 изображена схема уст- ,ройства для осуществления пред- ,латаемого способа; на фиг. 2 - вре- менные диаграммы сигналов, поясня щие работу устройства, (где а) форма сетевого напряжения;- б) формы напряжения в линии электроснабжения;

в)формы напряжений на выпрямителе}

г)формы напряжений на стабилитроне}

д)формы напряжений на конденсаторах;

е)формы напряжений на светодиодах оптронов, ж) формы напряжений на резисторе) .

Устройство содержит формирователь сигнала управления, ключ 2, линию

3 связи, элемент 4 нагрузки, Формирователь 1 выполнен на тиристорах 5 и 6, диодах 7 и 7.1, резисторах 8 и 8.1 и 9 и 9.1 и управляемых ключах 10 и 10.1.

Эквивалентные величины сопротивления параллельно подключенных резисторов 9 и 8 и 8.1 и 9.1 обеспечивают угол отпирания тиристоров 5 и 6 в 0° синусоиды переменного тока. Величины резисторов 8 и 8.1 при ра1 зомкнутых ключах 10 и 10.1 должны . обеспечивать задержку отпирания тиристоров в пределах относиi тельнс начала полуволны сетевого напряжения.

К линии 3 связи в любой ее точке подключен исполнительный пункт 11, который выполнен на конденсаторе 12, выпрямителе 13 резисторе 14, стабилитроне 15, диоде 16, конденсаторе 17, резисторах 18-20, конденсаторе 21, транзисторе 22, оптроне 23, бипо(Л

tor

и

Ьз

Ј

3157521

лярном транзисторе 2k, делителе 25 напряжения, состоящего из резисторов( 26 и 27, оптроне 28, резисторе 29 и катушки реле 30 с контактами 31. 5 чУстройство содержит генератор 32, элемент мощности регулировки 33. Устройство работает следующим образом.

Напряжение поддерживается JQ энергией конденсатора 17 заряженного в предыдущие полупериоды, а конденсатор 21 дешунтирован, причем напряжение U,,1 на конденсаторе дости- гает значения и„ер(Фиг. 2д). При до- 15 стижении на конденсаторе 21 значения напряжения Un транзистор 22 отпирается и через светодиоды оптронов 23 и 28 проходит ток разряда конденсатора UfT , при этом на светодиодах 20 оптронов 23 отмечается напряжение

U

«-га

управления (фиг. 2е.). Разряд

35

конденсатора 21 продолжается и после окончания паузы напряжения. Поэтому после восстановления напряжения в ли- 25 нии 3, так как через управляющие цепи оптронов еще проходит ток разряда, обеспечибающий отпирающее напря - жение игэ-2з отпирается фототирис- тор оптрона 28, так как к данному зо фототиристору приложено прямое напряжение (в данном случае - при формировании паузы тиристором 5). Отпирание фототиристора оптрона 28 обес- . печивает прохождение через резистор 29 тока, который определяет на данном резисторе напряжение и з- - На- пряжение, снимаемое с резистора 29, прикладывается к катушке реле 30. Конденсатор .12 сглаживает пульсации Q тока) между полуволнами напряжения, смимячйчыми с резистора 29. При протекании тока по катушке реле 30 контакты 3-Т реле 30 коммутируют сигнал на входы элемента k нагрузки. Так как 45 в качестве реле 30 используют ре- ли с частичным преобладанием, в котором якорь при .отсутствии тока может находиться у любого контакта относительно полярности последнего импульса.напряжения, которое было приложено к катушКе реле, то при пел реходе от режима передачи (режим передачи 1..на фит. 2) к нормальному, режиму соответствующие контакты реле остаются1 замкнутыми .последующем нормальном режиме работыг обеспечивая один-да режимов работы элемента k нагрузки.

50

55

5

о Q 5

0

5

8

При -необходимости передача команды управления путем формирования паузы напряжения в линии электроснабжения в полупериоды отр щательной полярное- ти (режим передачи 2 на фиг. 26) производят размыкание ключей 10.1 управления в формирователе Т. Затем физика работы устройства в целом повторяется, но прохождение тока разряда конденсатора 21 по светодиодам оптронов 23 и 28 обусловливает в данном режиме отпирание фототиристора оптрона 23. Прохождение тока по резистору 29 в данном режиме происходит в обратном направлении относительно предыдущего режима. К реле 30 подводится напряжение: положительным потенциалом к одному выводу катушки и отрицательным - к другому выводу катушки. Контакт 31 реле 30 занимает противоположное положение и коммутирует соответствующие выходы исполнительного пункта 11, что определяет другой режим работы элемента А нагрузки. После отработки режима передачи (режим передачи 2 на фиг. 2) восстанавливается нормальный режим работы в линии 3 с условием, что контактами реле 30 коммутируется цепь управления элемента ч нагрузки до прихода следующей команды управления. Таким обра- зом, с помощью кратковременных пауз относительно начала полуволны питаю.- щего напряжения производится передача команд управления нагрузкой.

Временная задержка включения тока в линию электроснабжения осуществляется введением в цепи управления ти- ристорного ключа резистора управле- . ния, величина которого позволяет изменять фазу включения определенного1 тиристора на некоторый угол, отличный от нуля. Контроль сигнала- управления производится измерением длительности паузы напряжения в линии электроснабжения за счет времени заряда конден- сатора 21. При длительности паузы . напряжения более постоянной времени заряда конденсатора 21, которая определяется величиной емкости конденсатора 21 и величиной резистора 20, к эмиттеру однопе реходного тра нзисто- ра прикладывается напряжение, равное напряжению переключения. Отпирание транзистора 22 генерирует сигнал -управления на срабатывание исполнительно цепи - фототирксторов оптрона, определяющих полярность полуволны, в

515752

которой была сформирована пауза.

Включение одного из фототиристоров обеспечивает коммутацию реле в одно из двух положений, обеспечивая опре- деление полярного признака передачи сигнала управления.

Формула изобретения

1.Способ передачи сигналов управле ния в сети переменного тока, заключающийся в том, что из синусоидального сигнала переменного тока формируют сигналы управления заданной полярности, начало формирования которых соответствует переходу через

нуль синусоидального сигнала, передают их по линии связи и на исполнительном пункте восстанавливают из принятого сигнала последовательность импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности и информативности, формирование сигнала управления осущест- вляют путем формирования временной задержк-и заданного интервала от момента перехода через нуль синусоидалного сигнала, на исполнительном пункте осуществляют измерение интервала времени между импульсами, сравнивают временной интервал с заданным и восстанавливают сигнал управления.

2.Устройство для передачи сигналов управления в сети переменного тока, содержащее генератор, первый вывод которого соединен с первым выводом ключа, второй вывод генератора подключен к первому проводу линии связи, формирователь сигнала уп- равления, выполненный на диодах, резисторах и тиристорах, управляющий вывод первого тиристора через первый резистор подключен к аноду первого диода, исполнительный пункт, выпол- ненный на диоде, первом резисторе, реле, первый вывод обмотки которого подключен к второму проводу линии связи, элемент нагрузки, отличающееся тем, что, с целью повышения функциональной надежности,

в него введены элемент регулировки мощности, в формирователе сигнала управления - управляемые ключи, катод первого тиристора соединен с вто рым проводом линии связи, анодом второго тиристора, через второй диод - с первым выводом второго резистора и через первый управляемый ключ

0

is

20 25 30

35 40 45 50

55

18б

с первым выводом третьего резистора,--. второй вывод которого соединен с вторым выводом второго резистора и управляющим выводом второго тиристора, катод которого соединен с анодами - первых тиристора и диода и вторым выводом ключа, цепочка из последовательно соединенных второго управляемого ключа и четвертого резистора параллельно соединена с выводами первого резистора, на исполнительном пункте введены выпрямитель, резисторы, стабилитрон, оптроны, транзисторы и конденсаторы, первый и второй выводы выпрямителя соединены с первым и вторым проводами линии связи соответственно, третий вывод выпрямителя через первый резистор подключен к аноду диода и через второй резистор - к базе транзистора и непосредственно - к катоду стабилитрона, четвертый вывод выпрямителя соединен с анодом стабилитрона, через первый конденсатор - с катодом диода, через третий резистор - с базЬй транзистора, непосредственно - с эмиттером транзистора, через второй конденсатор - с затвором полевого транзистора, первым выводом четвертого резистора и коллектором транзистора и непосредственно через последовательно соединенные светодиоды первого и второго оптронов - с истоком полярного транзистора, сток которого через пятый резистор соединен с катодом диода и вторым выводом четвертого резистора, первые выводы параллельно подключенных фототиристоров первого и второго оптронов через шестой резистор соединены с объединенными вторым выводом обмотки реле и первым выводом третьего конденсатора, второй вывод которого объединен с первым выводом обмотки реле и.через седьмой резистор соединен с первыми выводами параллельно подключенных фототиристоров первого и второго оптронов, вто-,. рые выводы которых соединены с первым проводом линии связи, выводы первого и второго неподвижных контактов и вывод подвижного контакта реле(исполнительного пункта соединены с соответствующими задающими выводами элемента регулировки мощности, первый вывод которого подключен к второму проводу линии связи, второй вывод элемента регулировки мощности соединен через элемент нагрузки с первым проводом линии связи.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в распределительных сетях переменного тока низкого напряжения. Цель изобретения - повышение достоверности и информативности. Устройство содержит формирователь сигнала управления, ключ, линию связи, элемент нагрузки. Формирователь выполнен на тиристорах, диодах, резисторах, управляемых ключах. 2 с.п.ф-лы, 2 ил.

Фиг. 2

и и

ш .м