Имитатор коротких замыканий Советский патент 1991 года по МПК G01R31/02 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для испытаний источников питания.

Цель изобретения - повышение надежности устройства путем устранения коммутационного дугообразования при многократных переключениях распределяющих коммутаторов.

На фиг. 1 представлена структурная схема имитатора коротких замы- каний; на фиг. 2 - принципиальная схема одного из возможных вариантов реализации.

Имитатор коротких замыканий содержит силовой общий коммутатор 1 с цепью 2 управления, своим силовым выходом 3 соединенный с общей шиной 4, группу распределяющих коммутаторов 5-1...5-4, каждый из которых подсоединен первым управляющим входом 6 к выходу 7 своей ячейки 8-1...8-4. Каждая ячейка 8-1...8-4 управления содержит блокирующий вход 9 и первый и второй входы 10, 11, а каждый распределяющий коммутатор 5-1...5-4 - второй управляющий вход 12 и сигнальный выход 13. При этом силовой общий коммутатор 1 выполнен в виде эле- ктронного переключателя силового выхода 3 на один из двух силовых входов 14, 15, к которым подключены выходы 16 соответственно нечетных и

четырех распределяющих коммутаторов 5

1...5-4. Силовой вход 17 каждого из распределяющих коммутаторов 5-1...5 соединен с сигнальными входами 10 и 11 ячеек управления смежных распределяющих коммутаторов, а через первый и второй выводы 18, 19 соответствующих испытуемых источников 20т1...20-4 питания - с общей шиной 4. Второй управляющий вход 12 каждого из распределяющих коммута- торов 5-1...5-4 подсоединен к выходу 7 ячейки управления предыдущего коммутатора, блокирующий вход 9 которой соединен с сигнальным выходом 13 своего распределяющего ком мутатора 5.

Силовой общий коммутатор 1, выполненный в виде электронного переключателя выхода на один из двух входов, может быть реализован на базе различных полупроводниковых ключей: транзисторов, еимисторов, тиристоров (последний вариант приведен на фиг.2).

5

0 5 Q

5

о $ Q

5

Распределяющие коммутаторы 5-1... 5-4 выполнены электромеханическими, например электромагнитными. При подаче на вход 6 или 12 любого из распределяющих коммутаторов 5-1..,5-4 сигнала коммутатор включается и на его выходе 13 появляется сигнал.

Ячейки 8-1...8-4 управления могут быть выполнены на релейной, полупроводниковой или комбинированной основе. Любая из ячеек 8-1...8-4 управления включена только в случае, если на все три ее входа 9,10,11 , поданы сигналы. При включении ячейки управления на ее выходе 7 формируется сигнал включения.

Общая шина 4 может иметь нормированное значение сопротивления, например, в соответствии с ГОСТом 13821-77 не более 8,0...10,0 мОм.

Испытуемые источники 20-1...20-4 питания в общем случае имеют мягкие внешние характеристики и, в частности, могут представлять собой источники питания электросварочного оборудования.

Цепи первоначального включения могут быть разнообразны и на схеме не представлены.

Количество испытуемых источников может быть любым четным числом, начиная с четырех, и равно числу распределяющих коммутаторов.

Имитатор коротких замыканий работает следующим образом.

В исходном состоянии силовой общий коммутатор 1 подключен выходом 3 на вход 14, также сигналом с выхода 7 ячейки 8-1 управления, на входы 9, Ю, 11 которой поступают сигналы, поддерживаются во включенном состоянии распределяющие коммутаторы 5-1 и 5-2. Сигналы с выходов 13 коммутаторов 5-1 и 5-2 приходят на входы 9 ячеек 8-1 и 8-2 управления. Ячейка 8-2 управления при этом выключена из-за шунтирования ее входа 10 общей тиной 4 по цепи: вход 17 - выход 16 распределяющего коммутатора 5-1, вход 14 - выход 3 силового общего коммутатора 1 . Гак- же выключены и остальные элементы имитатора, в результате чего только источник 20-1 оказывается короткозам- кнуто подключен к общей шине 4.

Напряжение на силовых входах 17 распределяющих коммутаторов 5-2, 5-3, 5-4 полное, а на силовом входе 17 коммутатора 5-1 г нижено до напряжения

5

короткого замыкания испытуемого источника 20-1 питания, т.е. уропень напряжения в последнем случае значительно ниже, чем необходимый для включени ячейки 8-2 управления. При каждом переключении силового общего коммутатора 1 цепью 2 управления осуществляется отключение короткозамкнутого на общую шину 4 источника питания и замыкание на нее следующего. При первом переключении силовой выход 3 подключается на силовой вход 15 силового общего коммутатора 1. В результате от общей шины 4 отключается коротко- замкнутый на нее испытуемый источник 20-1, а к ней подключается истсгчник 20-2, причем до и во время переключения распределяющие коммутаторы 5-1... 5-2 включены, т.е. их переключение имеет место только в обесточенном состоянии, таким образом осуществляется бездуговое переключение. После переключения на силовом входе 17 распределяющего коммутатора 5-2 напряжение снижено до напряжения короткого замыкания источника 20-2, а на силовых входах 17 коммутаторов 5-1, 5-3,5-4 - полное. Тогда отсутствие сигнала на входе 11 ячейки 8-1 управления из-яа шунтирования этого входа общей шиной 4 по цепи: вход 17 - выход 16 распределяющего коммутатора 5-2, вход 15 - выход 3 силового общего коммутатора 1, приводит к ее выключению и, следовательно, к выключению в обесточенном состоянии распределяющего коммутатора 5-1. Напротив, появление сигнала на входе 1U ячейки 8-2 управления при наличии сигналов на ее входах 9 и 11, вырабатывает на ее выходе 7 сигнал, который, поступая на вход 6 коммутатора 5-2, удерживает его во включенном состоянии , а приходя на вход 12 коммутатора 5-3, включает последний. Таким образом, подготавливается цепь для последующего переключения силового общего коммутатора 1 .

При дальнейшем переключении сило- вого общего коммутатора 1 имитатор коротких замыканий работает аналогично, поочередно подключая к общей шине 4 источники 20-3, 20-4, 20-1 и так далее до окончания испытаний группы источников питания.

Имитатор коротких замыканий (см. фиг,2) применяется для испытаний на надежность широкого класса источни

10

15

20

аьиям. те

ков питяния, например члоктроспчро , ных. В качестве коммутяторл 1 используется триггер на двух силовых тиристорах, например, Т2-320 с коммутирующим конденсатором переменного тока. В качестве распределяющих коммутаторов -1...5-4 можно использовать электромеханический контактор с одним силовым и одним сигнальным нормально разомкнутыми контактами. Каждая ячейка 8-1...8-4 управления содержит ограничительный резистор с сопротивлением, например, равным половине сопротивления обмотки контактора. Сигнальный контакт, резистор и два нижних диода обеспечивают логику рлбпты ячейки управления, а два верхних диода - необходимую рлзвязку входов 10 и 11. Дня питания ячеек упралления целесообразно подавать напряжение двойное по отношению к напряжению холостого хода источников 20-1...20-4 25 питания. При необходимости снижения потребляемой резисторами мощности возможно использование промежуточных маломощных реле или -электронных усилителей, установленных каскадно с обмоткой контактора.

В сравнении с прототипом предлагаемое устройство позволяет повысить надежность при испытании группы источников путем устранения возможности коммутационного дугообразонания при переключениях распределяющих коммутаторов, что в свою очередь позволяет повысить ресурс не менее, чем на порядок, устранить залипание контактов. Кроме того, при испытаниях вторичных источников от единого первичного (например, сети) имитатор обеспечивает равномерную загрузку сети в процессе р,чботы, т.е. качество потребления электроэнергии повышено.

Формула изобретения

30

35

40

45

Имитатор кэротких замыклнмй, содержащий силовой общий коммутатор, цепь управления, ячейки управления и рлспределяктщие коммутаторы по числу объектов контроля, силовой выход силового общего коммутатора соединен с общей шиной устройствп, парный управляющий вход каждого распределяющего коммутатора соединен г выходом своей ячейки управления, л силовой

выход соединен с перпым выводом объекта контроля, второй вывод которого соединен с общей тиной устройства, отличают и Я се тем, что,5

с целью повышения надежности устройства, в каждую ячейку управления введены блокирующий вход, первый и второй сигнальные входы, в каждый распределяющий коммутатор введены второй ю управляющий вход и сигнальный выход, в силовой общий коммутатор введены первый и второй силовые входы, соеди- .

ненные с силовыми выходами ГООТПРТ- ственно четных и нечетных распредрляю- щих коммутаторов, силовой вход каждого из которых соединен г пгряым сигнальным входом последующей ячейки управления и со вторым сигнальным входом предыдущей ячейки управления, блокирующий вход которой соединен с сигнальным выходом своего распределяющего коммутатора, второй управляющий вход которого соединен с выходом предыдущей ячейки управления.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изобретения - повышение надежности устройства - достигается путем введения в коммутаторы 5 второго управляющего входа и сигнального выхода 13, введения в ячейки 8 управлг- ния двух сигнальных 10, 11 и одного блокирующего 9 входов, выполнения общего силового коммутатора 1 с силовым выходом 3 и двумя силовыми входами 14, 15. При переключении коммутатора 1 объекты 20 контроля поочередно подключаются через распределяющие коммутаторы 5 к общей шине устройства, причем переключение коммутаторов 5 осуществляется в обесточенном состоянии, что позволяет исключить коммутационное зубообразо- вание. Устройство содержит также цепь 2 управления. 2 ил. S (Л о ос 4 v| U -U Фи г. 2

Фиг1