Известные бесконтактные импульсные реле, основанные на сравнении по фазе двух электрических величин и предназначенные для использования, например, в качестве реле направления мопдности, содержат формирователь комплексных величин, фазоповоротный узел, формирователь импульсов и логический узел.
Отличительной особенностью предлагаемого реле является то, что, с целью повышения надежности и помехоустойчивости, для формирования импульсов применены пик-трансформаторы, рассчитанные на заданную кратность изменения величины напряжения на входе и непосредственно преобразующие синусоидальные величины в кратковременные импульсы, и логический узел, выполненный на двоичных ферродиодных элементах с сердечниками и прямоугольной петлей гистерезиса.
На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема предложенного реле, состоящего из четырех основных узлов; на фиг. 2 - один из его узлов. Узел для формирования комплексов «А и «В, фильтрации апериодической составляющей и высщих гармоник и сдвига фаз для получения заданной характеристики выполнен из фильтра низких частот 4 ф, нелинейных сопротивлений /, 2, активного сопротивления 3, конденсаторов 4, 5. Благодаря настройке в резонанс {f 50 гц) конденсатора 5 при минимальном Uj,, напряжение на обмотке формирователя 6 ,, -Q, где Q-добротность контура. Это повышает чувствительность реле, кроме того, индуктивность обмотки формирователя 6 и конденсатор 5 составляют контур памяти, устраняющий мертвую зону и влияние апериодической составляющей в цепи напряжения. Ограничение кратности изменения индукции на обмотке
0 формирователя 6 достигается введением нелинейного сопротивления 2 (мощные кремниевые стабилитроны на 50-80 в или керамические диски с нелинейной вольт-амперной характеристикой). Напряжение на обмотке формирователя 6 сдвинуто по отношению к U примерно на 90°.
В токовой цепи для получения комплекса «А(7 /С-/ служит трансформатор тока 7, во вторичную обмотку которого включено нелинейное сопротивление /, аналогичное сопротивлению 2. Параметры трансформатора 7 выбраны так, чтобы ток через нелинейное сопротивление протекал только при , где /„ - номинальный ток реле.
5 Фильтр низких частот 4ф фильтрует высщие гармоники и осуществляет поворот комплекса «А на величину внутреннего угла реле без потерь мощности. Характеристическое сопротивление фильтра выбирается равным нагруз -тройки в резонанс конденсатора 4 и индуктивности обмотки 8 формирователя 9. Линейное сопротивление 3 уменьшает постоянную времени в цепи тока, повышая быстродействие реле. Благодаря настройке контуров в резонанс изменение величины сопротивлений 2 и обмотки формирователя 6 ввиду их нелинейности не влияет на фазу основной составляюш,ей, наличие настроенных контуров и воздушные зазоры в магнитных системах формирователей помогают реле надежно отстроиться как от высших и низших частот, так и от постоянных слагаюших в токах переходного режима. Формирователи для преобразования синусоидальных комплексов «А и «В в дискретные сигналы выполнены в виде пик-трансформаторов из трансформаторной стали с перемычкойярмом, значительно меньшего сечения, чем основной Магнитопровод, и магнитным шунтом с воздушным зазором. Ярмо перемагничивается в момент перехода магнитного потока через нуль. В этот момент весь поток замыкается через ярмо, а затем ответвляется в шунт. Логическое устройство предназначено для дискретного определения чередования мгновенных значений комплексов «А и «В путем фиксации порядка следования импульсов, в которые они преобразовываются в формирователях. В зависимости от порядка следования импульсов выходной сигнал появляется на выходной обмотке 10 выходного сердечника // или на выходной обмотке 12 выходного сердечника 13. Помимо выходных сердечников, логическое устройство имеет два запоминающих сердечника 14 и 15 (сердечники 11, 13, 14 и 15 металлические ленточные или ферритовые из материала с прямоугольной петлей гистерезиса). Обш,ее сопротивление 16 выбирается такой величины, чтобы ток любого из импульсов создавал на нем падение напрял ения, запирающее все диоды, кроме того, через который он протекает. Например, перемагничивание сердечника 14 токовым импульсом /„ через диод 17 вызовет э.д.с. на обмотках 18 и 19, отпираюшую диоды 20 и 21. Величина И, равная произведеиию гд и величины сопротивления 16, выбирается большей э.д.с. на обмотках 18 и 19, и диоды 20 и 21 оказываются запертыми. Диоды 17, 22, 23 и 24 выделяют однонолярные импульсы соответственно Ь, а, d, с. Диоды 20, 21 работают в режиме ключей, управляемых обмотками 25, 26. Обмотки 27, 28, 29 и 30 служат для «записи единиц в сердечники соответственно 14, 15, 1 и 13. Обмотки 19, 31 служат для «стирания информации с сердечников 14, 15, обмотки 18, 32 для «считывания информации с сердечников 14, 15 при передаче ее в сердечники 11, 13. Обмотки 33,10 и 34, 12 служат для трансформации токовых импульсов в нагрузку (выходные устройства). Реле имеет два выхода но функции аналогичных нормально закрытому и нормально отрытому контактам электромеханических рее. При порядке следования (назовем его прямым) импульсов а, с, Ь, d сигнал появляется на обмотке 10, при обратном порядке а, d, Ь, с - па обмотке 12. Поскольку выходной игнал кратковременный импульс, выходное стройство, действующее на исполнительный орган, обладает «памятью. В качестве выходного устройства используется кремниевый управляемый вентиль (КУВ) с тиратронной характеристикой, который может быть непосредственно включен в цепь отключающей катушки 35 привода выключателя. «Подлсигапие КУВ осуществляется иепосредственно от наиряжения на обмотке 10 или с целью повышения выходной мощности и улучщения характеристик реле через промежуточный усилитель. Обмотка 10 сердечника // включается на базу триода 36. С помощью коллекторной обмотки 37 осуществляется положительная обратная связь. Коллекторная цепь получает питание от сети оперативного иостоянного тока 110-220 в, через делитель напряжения, состоящий из кремниевого стабилитрона 55 и добавочного сопротивления 39. «Гасят КУВ блок-контакты исполнительного органа. Порядок следования импульсов - а, с, Ь, d. К моменту появления импульса гд все сердечники «хранят нули. Импульс 1д «записывает единицу в сердечник 14. Следующий импульс г протекает по цепи диод 24 - обмотка 34 сердечника 13 - обмотка 29 сердечника 11-диод 20-обмотка 25 сердечника 14 - обмотка 18 сердечника 14 - обмотка 32 сердечника 15- сопротивление 16 и «считывает едииицу- с сердечника 14, «записывая ее на сердечник //. Ток /д может протекать только по этому пути, так как диод 21 заперт напряжением на управляющей обмотке 25 при перемагиичивании сердечника 14 (принимается, что ток, входящий в один конец обмотки и помеченный точкой, «стирает единицу, а входящий в другой конец,-«записывает ее). Протекание тока через обмотку 32 не вызывает изменения магнитного состояния сердечиика 15, поскольку перед этим он «хранил нуль. Следующий импульс id проходит по цени диод 22 - обмотки 33, 29 сердечника // - обмотки 25, 18 сердечника 14 - обмотка 32 сердечиика 15 - сопротивление 16. Сердечник 11 перемагничивается и на выходной обмотке 10 появляется снгиал, «поджигающий КУВ. Следующий импульс / «записывает единицу в сердечник 15, стирает ее с сердечника 15 и «записывает в М н т. д. Логическая схема симметрична относительно входов и выходов, поэтому при обратном порядке следования импульсов а, Ь, с, d устройство по сути работает аналогично, разница в том, что от импульса г происходит запись в сердечник 15, импульс t передает информацию в сердечник 13, а импульс ic трансформируется в нагрузку, условно показанную в виде сопротивления 40,
Предмет изобретения
Двухвыходное бесконтактное импульсное реле, например реле направления мощности, содержащее логический узел для сравнения фаз двух электрических величин, фазоповоротный узел, формирователь импульсов и выходной узел, отличающееся тем, что, с целью
повышения надежности и помехоустойчивости, для формирования импульсов применены пиктрансформаторы, выходные обмотки которых подключены к обмоткам ферродиодных элементов логического узла, выполненных на сердечниках из материала с прямоугольной петлей гистерезиса.
:/2 I I I ад
