Устройство для передачи и приема информации Советский патент 1992 года по МПК G08C19/26 

Изобретение относится к электротехнике и может быт применено в главных и распределительных сетях переменного тока с дистанционным управлением.

Известно устройство для передачи и приема информации, содержащее управляющий пункт, выполненный в виде коммутационного аппарата, установленного между источником питания и двухпроводной линией, и блок приема команд, имеющий два исполнительных элемента;

Такое устройство позволяет управлять испо/1нительными элементами путем создания кратковременно однополупериодного режима.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для передачи и приема информации, содержащее на передающей стороне в блоке коммутации переключатель, первые неподвижные выводы первой и второй групп которого и первый вывод симисгора объединены и являются первым выводом питания блока, вторые неподвижные выволы первой и второй групп переключателя

подключены к первой линии связи устройства и являются вторым выводом питания блока, подвижные выводы первой и второй групп переключателя подключены к первому и второму выводам первичной обмотки первого трансформатора соответственно, первь1Я, второй и средний выводы вторичной обмотки первого трансформатора подключены к анодам первого и второго диодов и к первому выводу конденсатора соответственно, управляющий вывод первого тиристора и первый вывод первого резистора объединены, первый выпрямительный мост, оптрон, второй тиристор, второй, третий и четвертый резисторы, первый и второй выводы питания блока коммутации подключены к первому и второму выводам блока питания соответственно, на приемной сто-, роне в блоке приема команд первый и etoрой исполнительные элементы, первый выводы которых подключены к первым выводам первого и второго симисторов соответственно, второй вывод первого симистора и первый вывод первого резистора объединены, второй вывод второго симистора подключен к первой линии связи устройства, второй вывод второго исполни тельного элемента подключен к второй линии связи устройства, первый выпрямительный мост.

Однако коммутация цепей управления первого и второго симисторов контактами реле может быть недостаточно избирательной в части задаваемой полярности ввиду значительной инерционности электромагнитных реле. Кроме того, коммутационный блок формирует отпирающие импульсы на силовой симистор с определенным запаздыванием относительно точки перехода синусоиды через нуль. Данное запаздывание тока через симистор зависит от типа нагрузочных элементов, относительно нуля синусоиды могут образовываться паузы, что ведет к генерации помех, росту несинусоидальности кривой тока.

Таким образом, наличие помех в момент перехода синусоидального напряжения через нуль при передаче и приеме информации снижает достоверность передачи и приема информации.

Цель изобретения - повышение достоверности передачи и приема информации.

Указанная цель достигается тем, что в устройство введены на передающей стороне в блоке коммутации нуль.-орган, вторая вторичная обмотка первого трансформатора, второй трансформатор, второй выпрямительный мост, стабилизатор напряжения, первый и второй выводы вторичной .обмотки первого трансформатора подключены к первому и второму выводам второго выпрямительного моста соответственно, третий вывод последнего подключен через фоторезистор оптрона к катоду второго диода и к первому выводу стабилизатора напряжения, кауод первого диода и второй вывод конденсатора объединены и через второй резистор подключены к второму выводу первого резистора и к аноду второго тиристора, катод последнего и первый вывод конденсатора объединены и через третий резистор подключены к катоду первого тиристора и к первому выводу четвертого резистора, второй вывод которого подключен к управляющему выводу второго тиристора, четвертый вывод второго выпрямительного моста и анод первого тиристора объединены и подключены к второму выводу стабилизатора напряжения, третий и четвертый выводы которого подключены к управляющим выводам симистора соответственно, г)ервый и второй выводы первичной обмотки второго трансформатора подключены к второму выводу симистора и второй линии связи устройства соответственно, первый и второй выводы вторичной обмотки второго трансформатора подключены к первому и второму выводам первого выпрямительного моста соответственно,

первый нуль-орган через светодиод оптрона подключен к своему второму выводу, третий и четвертый выводы нуль-органа подключены к третьему и четвертому выводам выпрямительного моста соответственно, на

0 приемной стороне в блоке приема команд первый и второй оптроны, первый и второй стабилизаторы напряжения, второй выпрямительный мост, второй резистор, первый вывод первого симистора подключен к объединенным первым выводам первых выпрямительного моста и стабилизатора напряжения, второй вывод последнего, второй вывод первого исполнительного элемента, первый вывод второго резистора

0 объединены и подключены к первой линии связи устройства, управляющий вывод первого симистора и второй вывод первого симистора и второй вывод первого резистора объединены и подключены к второму выво5 ду первого выпрямительного моста, первый вывод второго симистора подключен к объ, единенным первым вторых выпрямительного моста .и стабилизатора напряжения, второй вывод последнего, второй вывод первого симистора объединены и подключены к второй линии связи устройства, управляющий вывод второго симистора и второй вывод второго резистора объединены и подключены к второму выводу второго выпрямительного моста, третий и четвертый выводы первого выпрямительного моста через первый оптрон подключен к третьему и четвертому выводам второго стабилизатора напряжения соответственно,

0 третий и четвертый выводы второго выпрямительного моста через оптрон подключены к третьему и четвертому выводам-первого стабилизатора напряжения соответственно.i

5 Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемое устройство отличается наличием новых элементов оптронов и стабилизаторов в блоке приема команд, второго трансформатора, нуль-ор0 гана в коммутационном блоке и их связями с остальными элементами схемы.

На фиг.1 схематически показано устройство для передачи и приема информации;.на фиг.2 - схема блока коммутации.

5 Устройство для передачи и приема информации содержит блок 1 коммутации, .первый и второй выводы питания блока 1 коммутации соединены с первым и вторым выводам блока 2 питания, к блоку 1 коммутации через первую 3 и вторую 4 линии

связи подключен блок 5 приема команд. В блоке 5 команд имеется первый симистор 6, который своим первым выводом соединен с первым выводом первого исполнительного элемента 7. Первый вывод второго симистора 8 соединен с первым выводом второго исполнительного элемента 9. Вторые выводы первого исполнительного элемента 7 и второго симистора 8 объединены и подключены к первой линии 3 связи. Вторые выводы первого симистора б и второго исполнительного элемента 9 объединены и подключены к второй линии 4 связи. Между первым выводом симистора 6 и вторым выводом резистора 10 включены первый и второй выводы выпрямительного моста 11. К третьему и четвертому выводам моста 12 подключен фототиристор оптрона 12. К первому и второму выводам первого исполнительного элемента 7 подключены первый и второй выводы первого стабилизатора 13 напряжения. Стабилизатор 13 напряжения содержит выпрямительный мост 14, конденсатор 15, резистор 16 и стабилитрон 17. Первый и второй выводы второго стабилизатора 18 подключены параллельно второму исполнительному элементу 9. Третий и четвертый выводы стабилизатора 18 подключены к светодиоду оптрона 12. Первый и второй выводы первого выпрямительного моста 20 подключены к первому и управля-ющему выводам второго симистора 8. Третий и четвертый выводы выпрямительного моста 20 через второй оптрон 21 подключены к третьему и четвертому выводам первого стабилизатора 13 напряжения.

Блок 1 коммутации (фиг.2) содержит симистор 22. Катод симистора 22 соединен первым выводом питания с блоком 2 питания. Анод симистора 22 подключен к первому выводу первичной обмотки второго трансформатора 23. Второй вывод первичной обмотки второго трансформатора 23 соединен с второй линией 4 связи. Блок 1 коммутации имеет переключатель 24. Пер вые неподвижные выводы первой и второй группы переключателя 24 соединены с выводами питания блока 1 коммутации. Блок 1 коммутации имеет первый трансформатор 25, первый и второй выводы первичной обмотки 26 которого соединены с первой и второй группами подвижных выводов переключателя 24. Первый вывод вторичной обмотки 27 первого трансформатора 25 соединен с анодом первого диода 28. Второй вывод вторичной обмотки первого трансформатора 25 соединен с анодом второго диода 29. Средний вывод вторичной обмотки 27 первого трансформатора подключен к первому выводу конденсатора 30.

Управляющий электрод первого тиристора

31через последовательную цепочку первого 32 и второго 33 резисторов подключен к точке соединения катода первого диода 28 и второго вывода конденсатора 30. Катод первого тиристора 31 через третий резистор 34 подключен к точке соединения среднего вывода вторичной обмотки 27 первого трансформатора 25 с первым выводом конденсатора 30. К точке соединения первого

32и второго 33 резисторов подключен анод второго тиристора 35, катод которого подключен к точке соединения первого вывода конденсатора 30 с резистором 34. Управляющий вывод второго тиристора 35 через четвертый резистор 36 подключен к точке соединения катода первого тиристора 31с резистором 34. Катод второго диода 29 соединен с первым выводом стабилизатора 37. Стабилизатор 37 содержит резистор 38 и стабилитрон 39. Второй вывод стабилизатора 37 подключен к аноду первого ч иристора 31. Третий и четвертый выводы стабилитрона 37 подключены к управляющим выводам симистора 22. Первый и второй выводы вторичной обмотки второго трансформатора 23 подключены к первому и второму выводам первого выпрямительного моста 40.

Блок 1 коммутации содержит нуль-орган 41. Первый вывод нуль-органа 41 через световод оптрона 42 подключен к своему второму выводу. Третий и четвертый выводы нуль-органа 41 подключены к третьему и четвертому выводам первого выпрямительного моста 40. Вторая вторичная обмотка 43 первого трансформатора 25 первым и вторым выводами подключена к первому и второму выводам второго выпрямительного моста 44. Третий вывод выпрямительного моста 44 через фототиристор оптрона 42 подключен к катоду второго тиристора и первому вывода стабилизатора 37, Четвертый вывод выпрямительного моста 44 подключен к аноду тиристора 31 и второму выводу стабилизатора 37.

Нуль-орган 41 содержит цепочку из диода 45 и конденсатора 46, подключенную к третьему и четвертому выводам нуль-органа. Параллельно данной цепочке подключен делитель напряжения из резисторов 47 и48. К точке соединения резисторов 47 и 48 подключена база транзистора 49. Эмиттер транзистора 49 подключен к точке соединения диода 45 с конденсатором 46. Коллектор транзистора 49 подключен к первому «ыво ду нуль-органа 41. Второй и четвертый выводы нуль-органа объединены и подключены к отрицательной обкладке кЬнденсатора 46.

Устройство для передачи и приема информации работает следующим образом.

Например, дли передачи команды на включение исполнительного элемента 7 переключатель 24 в блоке 1 коммутации устанавливают в положение а (фиг.2).

В данном случае в первичной обмотке 26 трансформатора 25 прикладывается напряжение источника 2 питания. Предположим, подключение обмотки 26 к источнику питания произошло в положительную полуволну напряжения относительно начала данной обмотки. В этом случав положитель-. ная волна напряжения снимается также и с начала первой вторичной обмотки первого трансформатора 25. Таким образом, к аноду диода 29 приложено положительное напряжение. Однако ток через управляющий переход симистора 22 протекать не может, поскольку тиристор 31 закрыт. Данный тиристор 31 будет закрыт до конца положительного полупериода напряжения относительно момента включения переключателя 24 в положение а. После п ехода синусоиды питающего напряжения через ноль положительная полуволна напряжения прикладывается к аноду диода 28. При этом заряжается конденсатор 30 и через резисторы 33, 32 на управляющий электрод тиристора 31 подается напряжение. Однако и в этом случае ток управления на симистор 22 поступать не может, так как к аноду диода 29 в данный момент приложена уже отрицательная полуволна напряжения. После очередной смены полупердода напряжения через диод 29 и тиристор 31 течет ток управления, поскольку к управляющему электроду тиристора 31 приложено напряжение конденсатора 30, заряженного в предыдущем полупериоде. Куправляющему переходу симистора 22 приложена полуволна стабилизированного напряжения, поскольку она проходит через стабилизатор 37 напряжения.,

Таким образам, от источника 2питания : через-симистор 2 и трансформатор 23 в первой линии 3 связи подается положительная

полуволна напряжения Uc . При протекаНИИ Через резистор 34 тока отпирания симистора 22 на данном реэисторе формируется напряжение, которое прикладывается к упр вляющему переходу тиристора 35 через р|ВЗистор ,36. Тиристор 35 отпирается, шунт |руя тем самым цепь управления тиристора 31. Таким образом, на тиристор 31 после S№Qfo ток управления не подается, но тиристор 31 остается в открытом состоянии до конца действия- положительной полуволны напряжения, снимаемой с второй вывода

вторичной обмотки 27 трансформаторе 25. При приложении к линии 3 связи, положительной полуволны напряжения Uc в блоке 5 приема команд данное напряжение включает симистор 6, поскольку этот симистор подключен анодом к линии 4. Первый симистор 6 отпирается при напряжении Uvi через промежуток времени TI, после начала приложения к линии 3 связи положительной полуволны напряжения.

Второй симистор 8 в момент времени Ti открыться не может, поскольку его анод подключен кпроводу 3, на который в момент подведения к проводу положительной полуволны приложена отрицательная полуволна напряжения. Симистор 8 в данной ситуации может включиться только в момент времени Т2, при достижении на его управляющем электроде напряжения величиной Uv2. При отпирании симистора 6 через исполнительный элемент 7 течет ток и на данном элементе формируется напряжение UT. Данное напряжение проходит через стабилизатор 13 и воздействует на светоди од оптрона 21. Фототиристор оптрона 2 отпирается и шунтирует через выпрямительный мост управляющий переход симистора 8. При дост| жении величины напряжения Uv2 симистор 8 уже открыться не Может. Шунтирующее действие фототиристора оптрона 21 поддерживается при переходе синусоиды Напряжения через нуль. Таким образом, при открывании в блоке 1 коммутации симистора 22 с начала положительной полуволны сетевого напряжения в блоке 5 приема команд отпирается сими-, стор 6 и подключает к проводам 3 и 4 только исполнительный элемент 7. При прохождении тока через симистор 22 и первичную обмотку трансформатора 23 с его вторичной обмотки снимается напряжение, которое подается на вход выпрямительного моста 40. С выхода выпрямительного моста 40 вы-, прямленное напряжение подается на вход нуль-органа 41. Выпрямительный мост 44 получает питание от вторичной обмотки 43 трансформатора 25. При переходе напряжения источника 2 питания через нулевоезначение тиристор 31 запирается и открытым в дальнейшем быть не может, поскольку его управляющий переход зашунтирован открытым тиристором. Однако управляющий переход симистора в дальнейшем осуществляется от напряжения выпрямителя 44, которое коммутируется фoтotиJ иcтopoм оптрона 42, на светодиод которого подается импульс с выхода нуль-органа 41 в момент снижения рабочего тока симистора 22 до нуля. Отключение исполнительного элемента 7 от источника питания производится переводом переключателя 24 в нейтральное положение. В этом случае с обмотки 26 трансформатора 25 напряжение снимается. Отсутствие напряжения в обмотке 43 трансформатора 25 обусловливает запирание симистора 22. При установке переключателя 24 в положение б на управляющий переход симистора 22 формируется напряжение управления по описанной технологии. В данном случае симистор 22 открывается с отрицательной полуволны напряжения Uc и продолжает проводить переменный ток благодаря наличию нуль-органа, обмотке 43 и выпрямительному мосту 44. В блоке 5 приема команд в данном случае первым открывается симистор 8, поскольку первая положительная полуволна напряжения источника 2 питания приложена к проводу 3, т.е. к проводу, соединенному с анодом симистора 8 и через резистор 19 - с управляющим злектродом данного симистора. Симистор 8 включается через промежуток времени Та, при достижении напряжения .переключения Uv2. Симистор 6 в данном случае включиться не может, поскольку до момента , когда на управляющем выводе симистора 6 напряжение достигнет величины Uvi, напряжение Ug, снимаемое с исполнительного элемента 9, воздействует через стабилизатор 18 напряжения на светодиод оптрона 12, фототиристор которого шунти.рует через выпрямительный мост управляющий переход симистора 6.

Таким образом, при включении симистора 22 в блоке 1 коммутации сотрицательной полуволны напряжения относительно линии 4 связи в блоке 5 приема команд включается только исполнительный элемент 9, а исполнительный элемент 7 включен быть не может. Это показывает на возможность передачи командной информации для избирательного включения исполнительных элементов.

Формула изобретения Устройство для передачи и приема информации, содержащее на передающей стороне в блоке коммутации переключатель, первые неподвижные выводы первой и второй групп которого и первый вывод симистора обьединены и являются первым выводом питания блока, вторые неподвижные выводы первой и второй групп переключателя подключены к первой линии связи устройства и являются вторым выводом питания блока, подвижные выводы первой и второй групп переключателя подключены к первому и второму выводам первичной обмотки первого трансформатора соответственно, первый, второй и средний выводы вторичной обмотки первого трансформатора подключены к анодам первого и второго диодов и к первому выводу конденсатора соответственно, управляющий вывод первого тиристора и первый вывод первого ре5 зистора обьединены, первый выпрямительный мост, второй тиристор, второй, третий и четвертый резисторы, первый и второй выводы питания блока комму, тации подключены к первому и второму

0 выводам блока питания соответственно, на приемной Сторон1вЪ блоке приёма команд первый и второй исполнительные элем(энты, первые выводы которых подключены к первым выводам первого и второго симисторов

5 соответственно, второй вывод первого симистора и первый вывод первого резистора объединены, второй вывод второго симистора подключен к первой линии связи устрой,ства, второй вывод второго

0 исполнительного элемента - к второй линии связи устройства, первый выпрямительный мост, о т л и ч а ю щ е ее я тем, что, с целью повышения достоверности передами и приема информации, в него введены на передающей. стороне в блоке коммутации нуль-орган, вторая вторичная обмотка первого трансформатора, второй трансформатор, второй выпрямительный мост. стабилизатор напряжения, первый и второй

0 выводы второй вторичной обмотки первого трансформатора подключены к первому и второму выводам второго выпрямительного моста соответственно, третий вывод последнего подключен через фоторезистор

5 оптрона к катоду второго диода и к первому выводу стабилизатора напряжения, катод первого диода и второй вывод конденсатора объединень и через второй резистор подключены к второму выводу первого резистора и к аноду второго тиристора, катод последнего и первый вывод конденсатора объединены и через третий резистор подключены к катоду первого тиристора и к первому выводу четвертого резистора, второй вывод которого подключен к управляющему выводу второго тиристора, четвертый вывод второго выпрямительного моста и анод первого тиристора объединены и подключены к второму вь1воду стабилизатора

0 напряжения, третий и четвертый выводы которого подключены к первому и управляющим выводам Симистора соответственно, первый и второй выводы первичной обмотки второго трансформатора подключены к

5 второму выводу симистора и второй линии связи устройства соответственно, первый и второй выводы вторичной обмотки второго трансформатора - к первому и второму выводам первого выпрямительного моста соответственно, первый вывод нуль-органа

через светодиодоптрона подключен к своему второму выводу, третий и четвертый выводы нуль-органа -к третьему и четвертому выводам выпрямительного моста соответственно, на приемной сторона в бдоке приема команд- первый и второй оптррны, первый и второй стабилизаторы напряжения, второй выпрямительный мост, второй резистор, первый вывод первого симистора подключен к объединенным первым выводам первых выпрямительного моста и стабилизатора напряжения, второй вывод последнего второй вывод первого исполнительного элемента, первый вывод второго резистора рбъединены и подключены К пер вой линии связи Устройства, управляющий вывод первого симистора и второй вывод первого резистора объединены и подключены к второму выводу первого выпрямительного моста, первый вывод второго симистора подключен к объединенным первым выводам вторых выпрямительного моста и стабилизатора напряжения, второй вывод

последнего, второй вы вод первого симистора ббьединены и гЪдкЛючены к второй линии свя$и устройства, управляющий вывод второго симистора и второй вывод второго резистора объединены и подключены к второму выводу второго выпрямительного моста, третий и четвертый выводу первого выпрямительного моста через первый оптрон подюирчены к третьему и четвертому выводам Второго стабилизатора напряжения соответственно, третий и четвертый выводы выпрямительного моста через второй оптрон - к третьему и четвертому выводам первого Стабилизатора напряжения соответственно.

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в главных и распределительных сетях переменного тока с дистанционным управлением. Цель изобретения - повышение достоверности передачи и приема информации. Устройство для передачи информации содержит блок коммутации и блок приема команд, соединенные двухпроводной линией связи. 2 ил.

си :э

в