Устройство регистрации временных характеристик коммутационного аппарата Советский патент 1991 года по МПК H01H49/00 

Изобретение относится к энергетике и релестроению и может быть использовано при наладке коммутационных аппаратов в процессе производства и эксплуатации, а также для регистрации временных характеристик линейно перемещающихся элементов, например источников, ползунков, объектов общего назначения.

Цель изобретения - повышение точности оегистрации временных характеристик и расширение эксплуатационных возможностей путем обеспечения фиксации мбмен- тов замыкания контактов по фазам.

На фиг.1, 2 приведена структурная схема у 5Тройстеэ; на фиг.З - принципиальная

схема блока направления движения; на фиг.4 - то же, блок регистрации состояния контактов; на фиг.5 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство (фиг. 1,2) содержит блок 1 считывания с магнитного носителя (БСМН), блок 2 амплитудной селекции импульсов (БАС), блок 3 выявления направления движения (БНД), блок 4 управления (БУ), блок 5 генератора стабилизированной частоты (БГСЧ), блок 6 умножения (БУМ), блок 7 регистрации состояния контактов (БРСК). оперативно запоминающий блок (ОЗБ) 8. блок 9 индикации (БИ).

о

00 00

VI

4

Јь

Выход БСМН 1 соединен с входом БАС 2, выходы БАС 2 соединены с соответствующими входами БУ 4 и БНД 3. Выход БНД подсоединен к входу данных 03Б 8. БГСЧ 5 подсоединен к одному из входов БУ 4, блок 6 умножения входом подсоединен к выходу счетчика 10 БУ, а выходом - к входу данных ОЗБ 8. Выходы ОЗБ 8 подсоединены к входам блока 9 индикации. БРСК 7 входами подключается к контактам коммутационного аппарата, соединенным с нулевым потенциалом устройства, а выходами - к входам данных ОЗБ. Выходы БУ 4 соединены с входами ОЗБ 8 и входом блока 9 индикации.

Блок 1 считывания с магнитного носителя 1 состоит из устройства 11 считывания с магнитного носителя 12 и усилителя-согла- сователя 13.

Блок 2 амплитудной селекции импульсов включает схемы 14, 15 и 16 сравнения нижнего уровня, среднего уровня и высокого уровня, два элемента НЕ 17 и 18, элементы ЗИ, 19 и 2И 20, три формирователя 21, 22 и 23.

Блок 3 выявления направления движения контактной системы 3 включает три элемента 2 ИЛИ-НЕ 24,25 и 26, три D-триггера 27, 28 и 29, шесть элементов 2 И-НЕ 30-35, два элемента 3 ИЛИ 36 и 37, RS-триггер 38.

Блок 4 управления состоит из элемента 4 ИЛИ-НЕ 39, четырех одновибраторов40- 43, формирователя 44, двух триггеров 45 и 46, двоично-десятичного счетчика 10.

Блок 9 индикации состоит из четырех регистров 47-50 и четырех индикаторов 51 - 54, причем вход каждого из указанных регистров соединен с соответствующим выходом ОЗБ 8, а выход каждого регистра подключен к индикатору.

Блок 7 регистрации состояния контактов содержит три идентичных фрагмента, состоящих из соединенных последовательно формирователя и триггера соответственно 55 и 56,57 и 58,59 и 60. Выходы триггеров БРСК подключены к входам ДЗ-Д5 данных ОЗБ 8.t

Выход считывания с магнитного носителя 11 подключен к усилителю-согласовате- лю 13, выход которого соединен с входами схем сравнения 14-16 БАС. Схема 14 сравнения низкого уровня подсоединена своим выходом к входу элемента ЗИ 19, два других входа этого элемента соединены через элементы НЕ 17 и 18 с выходами схем 15 и 16 сравнения. Выход схемы 15 сравнения соединен с входом элемента 2И 20, к другому входу которого подключен выход элемента НЕ 18.

Выходы логических элементов ЗИ 19, 2И 20 и схемы 16 сравнения соединены через формирователи 21-23 соответственно с тремя входами логического элемента 3 ИЛИ-НЕ 39, БУ 4 и БНД 3. Четвертый вход логического элемента 4 ИЛИ-НЕ 39 подключен к выходу формирователя 44,вход которого через переключатель ПЗ соединен с точкой нулевого потенциала. Выход схемы 4 ИЛИ-НЕ 39 соединен с цепочкой одновиб- раторов-40, 41 и 42, выход последнего из

0 которых подсоединяется к R-входу двоично- десятичного счетчика 10 импульсов и триггера 45, а С-вход триггера подключается к выходу схемы 4 ИЛИ-НЕ. Выход триггера 45 подсоединен к V-входу двоично-десяти5 чного счетчика 10 импульсов, счетный вход которого соединен с генератором 5 импульсов стабилизированной частоты. Выход од- новибратора 41 подключен к входу В/К ОЗБ 8. Вход 3/С ОЗБ через переключатель П1

0 подключается к точке нулевого потенциала. А/ есный вход ОЗБ подсоединяется к выходу счетчика 46 адресов, R-вход которого через кнопку П2 соединяется с нулевым потенциалом, а счетный С-вход- с выходом

5 логического элемента 4 ИЛИ-НЕ 39.

Одновибратор 43 своим входом подключается к выходу одновибратора 40, а выходом - к входу В/К регистров 47 - 50 блока 9 индикации, входы данных которых подсо0 единены к выходам ОЗБ.

Принципиальная схема БНД приведена на фиг.З. Выходы БАС подключаются к трем двухвходовым логическим элементам ИЛИ- НЕ 24-26 следующим образом: входы пер5 вого элемента ИЛИ-НЕ 24 подключаются к выходам К2, КЗ БАС 2, второго элемента ИЛИ-НЕ 25 - к выходам К1, КЗ БАС, третьего элемента 26 - к выходам К1, К2 БАС. Выходы элементов ИЛИ-НЕ 24 - 26 подклю0 чены к счетному входам триггеров 27-29, соответственно стробирующий S-вход триггера 27 подключен к выходу К1 БАС, S-вход триггера 28 подключен к выходу К2 БАС, S-вход триггера 29 - к выходу 3 БАС. D-вхо5 ды этих триггеров подсоединены к нулевому потенциалу. Выходы триггеров 27-29 подсоединены к парам логических элементов И 30-31, 32-33, 34-35, другие входы которых соединены соответственно с выходами К2 и

0 КЗ, К1 и КЗ, К1 и К2 БАС. Выходы логических элементов 30, 32 и 34 подключены к входам логического элемента 3 ИЛИ 36, выходы логических элементов 31, 33 и 35 подключены к входам другого логического элемента

5 3 ИЛИ 37. При этом выход элемента 36 соединен с S-входом триггера 38. а выход элемента 37 - с R-входом этого же триггера. Выход триггера является выходом БНД.

Работа устройства основана на считывании с магнитного носителя 12 (фиг.1)

предварительно записанных триад импульсов различной амплитуды с одинаковым периодом повторения фиг.Ба. Эти сигналы поступают в БАС 2, в котором с помощью схем 14-16 сравнения и логических элементов 17-20 происходит селекция импульсов по амплитуде. Импульсы низкой амплитуды выделяются в первый канал, средней амплитуды - во второй канал, высокой - в третий. Эти сигналы поступают на входы соответствующих одновибраторов 21-23, которые по фронту формируют отрицательные импульсы, смещенные по времени на 1/3 периода повторения (фиг.5 6,в,г).

На выходе логического элемента ИЛИ- НЕ 39 фиг.2 при появлении сигнала на его входе (хотя бы по одному из каналов 1-3) формируется импульс положительной полярности (фиг.5д). По фронту этого импульса срабатывают триггер 45, на выходе которого появляется импульс положительной полярности (фиг.Бе), а также срабатывает одновибратор 40 фиг.2, формирующий на выходе импульс отрицательной полярности (фиг.Бж), По фронту этого импульса срабатывает одновибратор 41, формирующий импульс отрицательной полярности (фиг.Бз), поступающий на вход В/К ОЗБ, обеспечивая таким образом с некоторой задержкой готовность ОЗБ принять информацию. Сигнал с выхода одновибратора 40 поступает также на вход одновибратора 43, который срабатывает по фронту и формирует на выходе стробирующий сигнал (фиг.5и) на вход В/К регистра индикации.

Генератор 5 импульсов стабилизированной частоты (фиг.2), запускаемый при включении устройства, работает в непрерывном режиме, подает импульсы на вход счетчика 10 (фиг.2), который осуществляет их подсчет до тех пор, пока на V-входе имеет место нулевой потенциал. При появлении на V-входе положительного сигнала счетчик 1U прекращает подсчет импульсов и сформированное в нем двоично-десятичное число умножается на постоянный коэффициент в блоке 6 и передается на входданных ОЗБ 8. Таким образом, осуществляется запись времени в секундах, пр ошедшего между сигналами соседних каналов, в ячейку с очередным адресом. По фронту импульсов на выходе одновибратора 41 срабатывает одновибратор 42. который формирует сигнал Сброс триггера 45 и счетчика 10 импульсов, подготавливая схему к новому этапу работы.

Выявление направления движения осуществляется в БНД 3 путем анализа последовательности импульсов, поступающих с разных каналов. При этом к прямой последовательности относя гея сочетания К1 и К2, К2 и КЗ, КЗ и К1, к обратной - К1 и КЗ, КЗ и К2, К2иК1.

Блок выявления направления движения

состоит из трех трактов. Первый тракт, выполненный на элементах 24, 27, 30 и 31, служит для распознавания ситуаций К1 и К2 или К2 и КЗ. На вход логического элемента ИЛИ-НЕ 24 поступают импульсы второго и

0 третьего каналов, формируя на выходе этой схемы импульс отрицательной полярности, который подается на счетный вход триггера 27, на стробирующий вход которого поступают импульсы первого канала - К1. Таким

5 образом, на выходе триггера появляются импульсы положительной полярности, если на входе устройства после импульса первого канала К1 следует импульс второго канала К2 или импульс третьего канала КЗ.

0 Логический элемент 30 служит для выявления последовательности К1, К2, а элемент 31 - последовательности К1, КЗ. Выходной сигнал элемента 30 поступает на вход логического элемента ИЛИ 36, выявляющего

5 прямые последовательности, сигнал с выхода логического элемента И 31 поступает на вход другого элемента ИЛИ 37, выявляющего обратные последовательности.

Второй тракт выполнен на элементах

0 25, 28, 32, 33 и служит для распознавания последовательностей К2, КЗ и К2, К1. Третий тракт выполнен на элементах 26, 29, 34, 35 и служит для распознавания последовательностей КЗ, К1 и КЗ, К2. Работа этих трактов

5 аналогична первому.

Таким образом, появление импульса на выходе элемента 36 соответствует прямому ходу и формирует 1и на выходе триггера 38, появление импульса на выходе элемента 37

0 соответствует обратному ходу и формирует О на выходе триггера 38. Выходной сигнап этого триггера записывается в знаковый разряд данных ОЗБ.

Блок регистрации состояния контактов

5 работает следующим образом.

При замкнутом контакте фазы А коммутационного аппарата с триггера соответствующего канала подается сигнал 1 на вход данных ОЗБ 8. Если контакт разомкнут, на

0 вход данных ОЗБ поступает О.

После записи информации схема может быть переведена в режим считывания, для чего переключатель режима ОЗБ П1 (фиг,2) устанавливается в положение считывания.

5 С помощью кнопки ПЗ и формирователя 44 через формирователи 40 и 41 осуществляется стробирование импульса на входе В/К ОЗБ. Счетчик 46 адресов, предварительно установленный в начальное положение с помощью переключателя П2, возбуждается

при каждом срабатывании кнопки ПЗ, осуществляя изменение адреса на единицу. Через одновибратор 43 обеспечивается возбуждение регистра индикации, считывающего информацию из соответствующей ячейки ОЗУ, при этом на табло высвечивается время (в секундах) прохождения движущейся контактной системой коммутационного аппарата расстояния между двумя соседними импульсами на магнитном носителе, знак направления движения и состояние контактов коммутационногоаппарата(1 -замкнут, О - разомкнут).

По этим данным вычисляется скорость перемещения на отдельных участках по формуле

v,l.

где t - расстояние между соседними импульсами на магнитном носителе;

ti - время прохождения 1-го участка.

Проинтегрировав содержимое ячеек ОЗБ по адресам, можно определить суммарное расстояние, пройденное каждым контактом до срабатывания, и время срабатывания каждого контакта.

Так, используя в качестве магнитного носителя магнитофонную ленту, на которую предварительно записан синусоидальный сигнал частотой 4 кГц и при расстоянии перемещения подвижной части коммутационного аппарата, равном 12 мм (как у вакуумного выключателя), элементарный дискрет перемещения будет составлять 0,024 мм. При этом будет задействовано 500 ячеек ОЗУ.

Таким образом, точность регистрации временных характеристик коммутационных аппаратов значительно возрастает, так как расстояние между опорными импульсами на магнитном носителе может составлять сотые тысячные доли миллиметра, что с запасом покрывает необходимую точность в подобных измерениях. Появляется возможность регистрации на временной диаграмме моментов замыкания контактов по

фазам, что необходимо для точной настройки одновременности замыкания контактов.

Формула изобретения

Устройство регистрации временных характеристик коммутационного аппарата, содержащее регистратор перемещения приводного элемента, блок управления, блок направления движения, блок генерации стабилизированной частоты, оперативно запоминающий блок (ОЗБ) и блок индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регистрации временных характеристик и расширения

эксплуатационных возможностей путем обеспечения фиксации моментов замыкания контактов по фазам, в него введены блок умножения и блок регистрации состояния контактов, а указанный регистратор

перемещения выполнен магнитоэлектрическим и включает в себя блок считывания с магнитного носителя и блок амплитудной селекции, при этом выход блока считывания с магнитного носителя соединен с входом

блока амплитудной селекции, выход которого соединен с первым входом блока управления и с входом блока направления движения, блок генерации стабилизированной частоты соединен с вторым входом блока управления, а первый выход блока управления соединен с входом блока умножения, выход которого соединен с первым входом ОЗБ, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, третий

вход ОЗБ соединен с выходом блока направления движения, а четвертый вход ОЗБ соединен с выходом блока регистрации состояния контактов, при этом выход ОЗБ соединен с первым входом блока индикации,

а третий выход блока управления соединен с вторым входом блока индикации, а четвертый выход блока управления соединен с пятым входом ОЗБ, причем на входе блока регистрации состояния контактов имеются

выводы для подключения контактов исследуемого коммутационного аппарата.

Изобретение относится к энергетике и релестроению и может быть использовано при наладке коммутационных аппаратов в процессе производства и эксплуатации, а также для регистрации временных характеристик линейно перемещающихся элементов, например штоков, ползунов, объектов общего назначения. Цель - повышение точности регистрации временных характеристик и расширение эксплуатационных возможностей путем обеспечения фиксации моментов замыкания контактов по фазам. Поставленная цель достигается путем замены трехканального дискретного фотоэлектрического регистратора на электромагнитный регистратор, считывающий с магнитной ленты триады импульсов различной амплитуды, по чередованию которых определяется на- правление.хода. В устройство введены блок амплитудной селекции, блок умножения, блок регистрации состояния контактов. В результате обеспечивается регистрация ин- терваловсверхмалых перемещений механических частей коммутационных аппаратов как в прямом, так и в обратном направлениях, фиксируется момент замыкания фазных контактов коммутационных аппаратов. Достигается высокая точность и быстродействие регистрации временных характеристик, повышается уровень автоматизации. 5 ил. (Л С

«j

/rt кз

25

и

KJ

«I

25

Фиг. 2

да

л

л«

я

ФагЛ