Реле переменного напряжения Советский патент 1991 года по МПК H02H3/08 H02H3/24 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в схемах релейной защиты и автоматики.

Цель изобретения - уменьшение потребляемой мощности входного сигнала и повышение точности уставок срабатывания

реле при их параллельном подключении к общему источнику контролируемого напряжения.

На чертеже представлена схема предлагаемого реле.

Реле переменного напряжения содержит первый 1 и второй 2 входные выводы для подключения к источнику контролируемого напряжения, входной элемент 3, элемент 4 задержки на возврат, транзисторный усилитель 5, выходное реле 6, положительный 7, нулевой 8 и отрицательный 9 выводы питания для подключения соответственно к положительному, нулевому и отрицательному выводам источника питания. Входной элемент 3 выполнен на первом операционном усилителе 10, нерегулируемых первом 11, втором 12, третьем 13, четвертом 14, пятом 15 и регулируемом шестом 16 резисторах и двухпо- лупериодном первом выпрямительном мосте 17. Элемент 4 задержки на возврат выполнен на втором операционном усилителе 18, седьмом 19, восьмом 20 и девятом 21 резисторах, конденсаторе 22 и втором выпрямительном мосте 23. Транзисторный усилитель 5 выполнен на транзисторе 24 и десятом резисторе 25. Первый входной вывод 1 соединен с нулевым выводом 8 питания. К инвертирующему входу первого операционного усилителя 10 подключен первый вывод первого резистора 11, второй вывод которого соединен с первым выводом шестого резистора 16 и с первым выводом переменного тока первого выпрямительного моста 17, второй вывод переменного тока которого соединен с выходом первого операционного усилителя 10, отрицательный вывод первого выпрямительного моста 17через второй резистор 12 соединен с положительным выводом 7 питания и с первым выводом обмотки выходного реле 6, а через третий резистор 13 с первым выводом коллекторно-эмиттерного перехода транзистора 24 и с вторым выводом обмотки выходного реле 6. Положительный вывод первого выпрямительного моста 17 через четвертый резистор 14 соединен с отрицательным выводом 9 питания, а через пятый резистор 15 с выходом второго операционного усилителя 18. Первый вывод переменного тока второго выпрямительного моста 23 через седьмой резистор 19 соединен с выходом первого операционного усилителя 10, а второй вывод переменного тока этого выпрямительного моста соединен с нулевым выводом 8 питания. Отрицательный вывод второго выпрямительного моста 23 соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя 18, с первым выводом конденсатора 22, а через восьмой резистор 20 с положительным выводом 7 питания. Положительный вывод второго выпрямительного моста 23 соединен с неинвертирующим входом второго операционного усилителя 18, с вторым выводом конденсатора 22, а через девятый резистор 21 с отрицательным выводом 9 питания. База транзистора 24 через десятый резистор 25

соединена с выходом второго операционного усилителя 18. Первый входной вывод 1 соединен с вторым выводом шестого резистора 16, второй входной вывод 2 через одиннадцатый резистор 26 соединен с ин0 вертирующим входом первого операционного усилителя 10, соединенным через встречно-параллельно включенные диоды 27, 28 с вторым выводом первого резистора

11.Эмиттер транзистора 24 через катод- 5 анод стабилитрона 29 соединен с отрицательным выводом 9 питания, а через двенадцатый резистор 30 - с положительным выводом 7 питания.

Реле работает следующим образом.

0На входные выводы 1, 2 подается измеряемое переменное напряжение, на вывод 8 подается нулевой, а на вывод 7 - положительный потенциал напряжения питания. При отсутствии измеряемого входного

5 переменного напряжения или тока его амплитуда остается ниже порогового напряжения срабатывания входного элемента 3, все диоды моста 17 открыты через резисторы

12,15, и цепь отрицательной обратной свя- 0 зи операционного усилителя 10 замкнута

практически накоротко. При этом на выходе операционного усилителя 10 имеется нулевое выходное напряжение. Все диоды моста 23 открыты через резисторы 20. 21, конден5 сатор 22 заряжен прямым напряжением до удвоенного прямого падения напряжения на диоде, на выходе операционного усилителя 18 имеется максимальное отрицательное напряжение, транзистор 24 закрыт

0 напряжением стабилитрона 29, реле 6 находится в исходном состоянии. Поскольку на выходе операционного усилителя 18 имеется напряжение, близкое к -Еп. то резисторы 14 и 15 включены параллельно, а поскольку

5 на коллекторе закрытого транзистора 24 имеется напряжение +ЕП, го резисторы 12 и 13 также соединены параллельно При этом пороговое напряжение входного элемента 3 повышено. При увеличении входного пере0 менного напряжения в те отрезки времени, когда его мгновенное (положительное или отрицательное) значение превосходит пороговое напряжение входного элемента, на выходе операционного усилителя 10 появ5 ляются отрицательные и положительные импульсы напряжения, близкие соответственно к -En и +Еп. Во время этих импульсов конденсатор 22 перезаряжается обратным (отрицательным) напряжением через выпрямительный мосг 23

Если продолжительность выходных импульсов операционного усилителя 10 мала, то за время импульса конденсатор 22 не успевает перезарядиться и напряжение на нем сохраняет положительное значение. При этом выходное напряжение операционного усилителя 18 сохраняет прежнее отрицательное значение и реле переменного напряжения остается в исходном состоянии.

По мере увеличения измеряемого переменного напряжения продолжительность выходных импульсов операционного усилителя 10 растет и в условиях срабатывания конденсатор 22 успевает полностью перезарядиться, напряжение на нем становится отрицательным, что приводит к переключению операционного усилителя 18, на выходе которого появляется максимальное положительное напряжение. Через резистор 25 открывается транзистор 24, и реле 6 срабатывает. Пороговое напряжение входного элемента 3 скачкообразно снижается, поскольку параллельное соединение резисторов 12 и 13, 14 и 15 ликвидируется. Продолжительность выходных импульсов операционного усилителя 10 скачкообразно увеличивается, напряжение на конденсаторе 22 все время остается отрицательным, что обеспечивает формирование непрерывного выходного сигнала.

Значение напряжения срабатывания регулируется резистором 16. Поскольку входное напряжение подается на неинвертирующий вход операционного усилителя 10, то входное сопротивление устройства имеет большую величину и практически не изменяется при изменении уставки.

Формула изобретения

Реле переменного напряжения, содержащее первый и второй входные выводы для подключения к источнику контролируемого напряжения, входной элемент, элемент задержки на возврат, транзисторный усилитель, выходное реле, положительный, нулевой и отрицательный выводы питания для подключения соответственно к положительному, нулевому и отрицательному выво дам источника питания, причем входной элемент выполнен на первом операционном усилителе, нерегулируемых первом, втором, третьем, четвертом, пятом и регулируемом шестом резисторах и двухполупери- одном первом выпрямительном мосте, элемент задержки на возврат выполнен на втором операционном усилителе, седьмом, восьмом и девятом резисторах.конденсаторе и втором выпрямительном мосте, транзисторный усилитель выполнен на транзисторе и десятом резисторе, причем первый входной вывод соединен с нулевым выводом питания, к инвертирующему входу пер- 5 вого операционного усилителя подключен первый вывод первого резистора, второй вывод которого соединен с первым выводом шестого резистора и с первым выводом переменного тока первого выпрямительного

10 моста, второй вывод переменного тока которого соединен с выходом первого операционного усилителя, отрицательный вывод первого выпрямительного моста через второй резистор соединен с положитель15 ным выводом питания и с первым выводом обмотки выходного реле, а через третий резистор с первым выводом кол- лек горно-эмиттерного перехода транзистора и с вторым выводом обмотки выходного

0 реле, положительный вывод первого выпрямительного моста через четвертый резистор соединен с отрицательным выводом питания, а через пятый резистор с выходом второго операционного усилителя, первый

5 вывод переменного тока второго выпрямительного моста через седьмой резистсдр соединен с выходом первого операционного усилителя, а второй вывод переменного тока этого выпрямительного моста сс дчнен с

0 нулевым выводом питания, отрицательный вывод второго выпрямительного места соединен с инвертирующим входом второго операционного усилителя, с первым выводом конденсатора, а через восьмой рези5 стор с положительным выводом питания, положительный вывод второго выпрямительного моста соединен с неинвертирующим входом второго операционного усилителя, с вторым выводом конденсатора,

0 а через девятый резистор с отрицательным выводом питания, при этом база тоанзисто- ра через десятый резистор соединена с выходом второго операционного усилителя, отличающееся тем, что. с целью

5 уменьшения потребляемой мощности входного сигнала и повышения точности уставок срабатывания реле при их параллельном подключении к общему источнику контролируемого напряжения, в реле введены один0 надцатый и двенадцатый резисторы, первый и второй диоды и стабилитрон, транзистор выполнен п-р-р типа, коллектор которого служит первым выводом коллекторно-эмиттерногно перехода этого

5 транзистора, при этом первый входной вывод соединен с вторым выводом шестого резистора, второй входной вывод через одиннадцатый резистор соединен с неинвертирующим входом первого операционнрго усилителя, соединенным через

встречно-параллельно включенные диоды с вторым выводом первого резистора, эмиттер транзистора через катод-анод стабилитрона соединен с отрицательным выводом питания, а через двенадцатый резистор с положительным выводом питания.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в схемах релейной защиты и автоматики. Цель изобретения - уменьшение потребляемой мощности входного сигнала и повышение точности уставок срабатывания реле при их параллельном подключении к общему источнику контролируемого напряжения. При отсутствии или малой амплитуде измеряемого переменного напряжения на выводах 1, 2, во входном элементе 3 все диоды выпрямительного моста 17 открыты через резисторы 12, 15 и цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя 10 замкнута накоротко. На выходе усилителя 10 напряжение близко к нууш. В элементе 4 задержки на возврат через резисторы 20, 21 открыты все диоды моста 23, при этом конденсатор 22, шунтирующий выход моста 23, заряжен до удвоенного прямого падения напряжения на диодах моста 23. На выходе операционного усилителя 18 формируется максимальное отрицательное напряжение, транзистор 24 закрыт напряжением стаби литрона 29. исполнительное реле 6 находится в исходном состоянии. По мере увеличения измеряемого переменного напряжения на выходе усилителя 10 начинают формироваться импульсы, во время действия которых конденсатор 22 успевает полностью перезарядиться. Напряжение на конденсаторе 22 становится отрицатели- ным, что приводит к переключению усилителя 18, на выходе которого формируется максимальное положительное напряжение. Через резистор 25 открывается транзистор 24, что приводит к срабатыванию реле 6 Пороговое напряжение входного элемента 3 скачкообразно снижается и также скачкообразно увеличивается продолжительность выходных импульсов усилителя 10. Напряжение на конденсаторе 22 сохраняет отрицательное значение, что обеспечивает формирование непрерывного выходного сигнала. 1 ил. СО С 0 ел о о го CJ

LT.J