Релейный коммутатор цепей переменного тока Советский патент 1992 года по МПК H03K17/13 

сл С

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться для коммутации цепей переменного тока в установках электропитания и устройствах сбора данных о технологических процессах. Сущность изобретения: устройство содержит блок 1 подготовки, запускающий ключ 6. формирователь 7 импульсов синхронизации, блок 8 питания, трансформатор 9, входные клеммы 11, 12, выходную клемму 10, реле 13, RS-триггер 14, D-триггер 17, элементы 15, 16 задержки. 1 ил.

2

о ся

к

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться для коммутации цепей переменного тока в установках электропитания и устройствах сбора данных о технологических процессах.

Цель изобретения - расширение области применения за счет улучшения условий коммутации и формы коммутируемого сигнала путем синхронизации замыкания/размыкания контакта реле с изменением фазы переменного тока.

Положительный эффект достигается за счет применения в качестве коммутирующего элемента контакта реле, обеспечивающего в разомкнутом состоянии в тысячи раз большее сопротивление, чем у закрытого полупроводникового прибора, отсутствия коммутирующих помех в сети и перенапряжений в нагрузке, так как коммутация происходит в момент перехода фазы сети через О, отсутствия искажения коммутируемых сигналов во всем диапазоне коммутации, а также за счет длительной работы контакта, так как коммутация электропитания происходит при отсутствии тока в нагрузке

На чертеже представлена схема коммутатора.

Коммутатор содержит блок 1 подготовки, включающий в себя первый 2 и второй 3 резисторы, диод 4 и конденсатор 5, запускающий ключ 6, формирователь 7 импульсов синхронизации, блок 8 питания, трансформатор 9, выходную клемму 10 и две клеммы: общего провода 11 и входа 12 фазы сети переменного тока, соединенных с первым и вторым входами трансформатора 9 соответственно, выход которого соединен с первым входом формирователя 7 и входом блока 8 питания, выход которого соединен с вторым входом формирователя 7 и входом блока 1 подготовки, вход которого соединен с катодом диода 4 и первым выводом резистора 2, второй вывод которого соединен с выходом блока 1 подготовки и первым выводом резисторов 3, второй вывод которого соединен с анодом диода 4 и первой обкладкой конденсатора О, вторая обкладка которого соединена с общим проводом блока 8 питания и входом запускающего ключа 6. В устройство введены реле 13, RS-триггер 14, первый 15 и второй 16 элементы задержки, D-григгер 17, С- и D-входы которого соединены с выходами формирователя 7 и запускающего ключа 6, а прямой vi инверсный выходы - с входами первого 15 и вюрого 16 элементов задержки соответственно, выходы которых соединены с S- и вторым R-входом RS-триг- гера 14 соответственно, первый R-вход которого соединен с выходом блока 1 подготовки, а инверсный выход - с первым

выводом обмотки 13.2 реле, второй вывод которой соединен с выходом блока 8 питания. Входная клемма 12 через замыкающую контактную группу 13,1 реле соединена с

выходной клеммой 10.

Формирователь 7 импульсов синхронизации выполнен в виде усилителя-формирователя 18, двух резистивных сумматоров 19 и 20 и выпрямителя 21, вход которого соеди0 нен с первым входом формирователя 7, а выход - с первым входом сумматоров 19 и 20, второй вход которых соединен с вторым входом формирователя 7, а выход через усилитель-формирователь 18 - с выходом фор5 мирователя 7.

Коммутатор работает следующим образом.

Напряжение сети поступает на контактную группу 13.1 реле и входы трансформа0 тора 9, с выхода которого более низкое напряжение переменного тока преобразуется блоком 8 питания в постоянное напряжение ЕП, необходимое для работы элементов коммутатора, и выпрямителем

5 21 - в пульсирующее отрицательное напряжение UL

На резистивных сумматорах 19 и 20 происходит сравнение напряжений Еп и Ui, полученное выходное напряжение усилите0 лем-формирователем 18 преобразуется в последовательность импульсов U2 синхронизации перехода сетевого напряжения через О, поступающего на С-вход триггера 17.

5 При подаче сетевого напряжения и выходе напряжения Еп в номинальное значение ток заряда конденсатора 5 создает падение напряжения на резисторах 2 и 3, устанавливающее триггер 14 в исходное со0 сточние.

Одновременно по приходу первого синхроимпульса на С-вход, триггер 17 устанавливается в единичное состояние, и О с его инверсного выхода поступает через ре

5 гулируемый элемент 16 задержки, на второй R-вход триггера 14, подтверждая его исходное состояние.

Цепь заряда конденсатора 5 выбрана таким образом, чтобы нулевой потенциал на

0 втором R-входе триггера 14 появился раньше исчезновения О с первого входа.

При замыкании ключа 6 нулевой потенциал поступает на D вход триггера 17 и, в момент поступления на С вход очередного

5 синхроимпульса Ife, переключает триггер 17 в нулевое состояние. О с прямого выхода триггера 17, через элемент 15 задержки, поступает на S-вход RS-триггера 14, переключая его в единичное состояние. О с инверсного выхода триггера 14 включает реле 13, контактная группа 13,1 которого замыкается и подает фазу сети на выходную клемму 10.

При размыкании ключа 6, синхронно с переходом фазы сети через О, происходит переключение в единичное состояние триггера 17, О с инверсного выхода которого через элемент 16 задержки, переключает в нулевое состояние триггер 14. Г с инверсного выхода которого выключает реле 13, контактная группа 13.1 которого размыкается и отключает фазу сети от выходной клеммы 10.

Элементы 15 и 16 задержки - стандартные регулируемые реле времени, устанавливают моменты появления управляющих RS-триггером 14 сигналов (логический О), таким образом, чтобы замыкание и размыкание контактной группы 13.1 реле происходило точно в момент перехода фазы сети через О.

Положительный эффект предлагаемого технического решения заключается в создании простого коммутатора, обеспечивающего идеальные условия коммутации сети переменного тока.

Формул а изобретения Релейный коммутатор цепей переменного тока, содержащий блок подготовки, который coctoMT из первого и второго резисторов, диода и конденсатора, запускающий ключ, формирователь импульсов синхронизации, блок питания, трансформатор, выходную клемму и две клеммы общего провода и входа фазы сети переменного тока, соединенные с входами трансформатора, выход которого соединен с первым входом формирователя импульсов синхронизации

и входом блока питания, выход которого соединен с вторым входом формирователя импульсов синхронизации и входом блока подготовки, вход которого соединен с катодом диода и первым выводом первого резистора, второй вывод которого соединен с выходом блока подготовки и первым выводом второго резистора, второй вывод которого соединен с анодом диода и первой обкладкой конденсатора, вторая обкладка

которого соединена с общим проводом блока питания и входом запускающего ключа, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения за счет улучшения условий коммутации и формы

коммутируемого сигнала, введены реле, RS- триггер, первый и второй элементы задержки, D-триггер, С- и D-входы которого соединены с выходами формирователя импульсов синхронизации и запускающего

ключа, а прямой и инверсный выходы - с входами первого и второго элементов задержки соответственно, выходы которых соединены с S-входом и вторым R-входом RS-триггера, первый R-вход которого соединен с выходом блока подготовки, а инверсный выход - с первым выводом обмотки реле, второй вывод которой соединен с выходом блока питания, входная клемма через замыкающую контактную группу реле соединена с выходной клеммой.