Силовой многоканальный кольцевой распределитель Советский патент 1992 года по МПК H03K17/62 

Изобретение относится к импульсной технике программного распределения и оперативного переключения электрического тока ряда каналов и может быть использовано, например, при испытаниях группы источников, в частности электросварочных.

Известен силовой многоканальный кольцевой распределитель 1, содержащий полупроводниковый силовой триггер, а в каждом канале логическое устройство ИЛИ и контактор. Устройство обеспечивает многократную циклическую коммутацию одного источника к ряду нагрузок.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является силовой многоканальный кольцевой распределитель {2, содержащий ряд испытуемых источников питания и соответствующие им каналы, в каждом из которых есть четыре входа и два выхода, соединенных определенным образом с имеющимися в каналах логическими элементами И и ИЛИ, силовые контакторы с входом управлений и силовыми контактами, коммутирующими через триггер, находящийся вне каналов, испытательную нагрузку. Входы и выходы соседних каналов соединены мгжду собой. Силовые контакты контакторов коммутируются в обесточенном состоянии. Недостаток прототипа - узкие технические возможности, так как испытуемые источники питания обязательно должны иметь мягкие внешние характеристики, что определяется формированием управляющих коммутацией сигналов по изменению уровня напряжения на выводах источников.

Целью изобретения является расширение области использования путем управления коммутациями в каналах по сигналу силового тока.

Цель достигается тем, что в силовой многоканальный кольцевой распределитель, содержащий нагрузку, триггер, ряд каналов по числу источников питания, причем первый выход каждого из каналов соединен с вторым входом последующего, первый выход триггеры соединен с первыми входами нечетных, а второй - с первыми входами

Ё

VJ

g

00

VI

четных каналов, вход триггера через нагрузку соединен с первыми выводами источников питания, второй вывод каждого из которых соединен с вторым выходом одно- именного канала, каждый канал содержит контактор с входом управления и силовыми контактами, элемент И и элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с вторым входом канала, второй - с выходом элемента И, а выход - с первым входом элемента И, согласно изобретению в каждый канал введено реле тока, обмотка которого последовательно с силовыми контактами контактора включена между первым входом и вторым выходом канала, а выход реле тока соединен с первым выходом канала, и, кроме того, введен элемент НЕ, подсоединенный входом к третьему входу канала, а выходом к второму входу элемента И, выход которого подключен к входу управления контактора, при этом первый выход каждого канала соединен с третьим входом предыдущего.

Наличие новых элементов в каждом канале и образование новых связей внутри каналов и между самими каналами позволяют сделать вывод о соответствии техниче- ского решения критерию новизна.

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями в данной и смежных областях техники показало, что введенные элементы и связи проявляют новые свойства, обеспечивающие проявление нового эффекта, а именно позволяют проводить испытания источников питания с лю- бой формой внешней характеристики. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию существенные отличия.

На чертеже представлена принципи- альная схема силового многоканального кольцевого распределителя.

Распределитель содержит ряд каналов 1...П по количеству испытуемых источников 1.1...1.П питания. Каждый 1-й канал (...п) имеет три входа: 2.I - первый вход, 3.I - второй вход, 4.I - третий вход и два выхода: 5.I - первый выход, 6.I - второй выход. Каждый канал содержит контактор 7.i с входом 8.1 управления и силовыми контактами 9.1, включенными последовательно с обмоткой 10.1 реле 11.1 тока между первым входом 2.1 и вторым выходом 6.1 канала. Реле 11. тока выходом 12.1 соединено с первым выходом 5.1 канала. Кроме того, каждый 1-й канал содержит элемент И 13.1 и элемент ИЛИ 14. i, первый вход 15,1 которого соединен с вторым входом 3.1 канала, второй вход 16.S - с выходом 17Л элемента И, а выход 18. - с первым входом 19.1 элемента И, выход 17.1

которого подключен к входу 8.1 управления контактора 7.1. Элемент НЕ 20.1 в каждом 1-м канале своим входом 21.1 подключен к третьему входу 4,1 канала, выходом 22.1 - к второму входу 23. элемента И 13.1. Сами каналы соединены между собой следующим образом. Первый выход 5.1 любого 1-го канала соединен с вторым входом 3.(t+1) последующего (1+1)-го канала и третьим входом 4.(М) предыдущего (1-1}-го канала. Первые входы 2.1 нечетных каналов соединены с первым выходом 24 триггера 25, а первые входы 2J четных каналов - с вторым выходом 26 триггера, вход 27 которого соединен через нагрузку 28 с всеми первыми выводами 29.1...29.П источников 1.1...1.П питания, второй вывод 30.1 каждого из которых соединен с вторым выходом 6.I одноименного i-ro канала.

Источники 1.1... 1,п питания в общем случае имеют любую форму внешних характеристик и, в частности, могут быть электро- сварочными источниками тока как с мягкими, так и с жесткими внешними характеристиками.

Реле 11.1...11.птока могут представлять собой электромеханические аппараты или магнитоуправляемые контакты (герконы), установленные на токоведущей шине. В последнем случае при токах более 100 А сама токоведущая шина может являться обмоткой реле, а выходом - магнитоупраеляемый контакт.

При протекании тока 1-го источника питания через обмотку 10.1 реле 11.1 тока на выходе 12.1 формируется логическая 1, при отсутствии тока - логический О.

Триггер 25 может быть реализован на основе различных полупроводниковых ключей: симисторов, транзисторов, тиристоров, а логические элементы И 13.1...13.П, ИЛИ 14.1...14.П - на микросхемной, полупроводниковой, релейной или комбинированной основе,

Распределитель работает следующим образом.

В исходном состоянии триггер 25 включен своим входом 27 на выход 24, в канале 1 включенным элементом И 13.1 через вход 8.1 управления поддерживается включенное состояние контактора1 7.1. По цели вывод 30.1, выход 6.1, обмотка 10.1 реле 11.1 тока, силовые контакты 9.1 контактора 7.1, вход 2.1, выход 24, вход 27 триггера 25, нагрузка 28, вывод 29.1 протекает ток источника 1.1 питания. При протекании тока через обмотку ЮЛ реле 11.1 тока на выходе 12.1 формируется логическая 1, которая, поступая через выход 5,1 канала 1 и вход 3 2 канала 2 на вход 15.2 элемента ИЛИ 14.2,

проходит на вход 19.2 элемента И 13.2. Это приводит к появлению логической 1 на выходе 17.2 элемента И 13.2 и соответственно на входе 8.2 управления контактора 7.2 и входе 16.2 элемента ИЛИ 14.2. Таким образом, силовые контакты 9.1, 9.2 контакторов 7,1 и 7.2 в каналах 1 и 2 замкнуты. Каждое переключение триггера 25 приводит к переключению контакторов распределителя в обесточенном состоянии. При первом переключении входа 27 с выхода 24 на выход 26 нагрузка 28 переключается с источника 1.1 на источник 1.2, После переключения ток источника 1,2 протекает через нагрузку 28, триггер 27, вход 2.2, силовые контакты 9.2 контактора 72, в также обмотку 10,2 реле 11,2 тока. Протекание тока в обмотке 10.2 реле 11.2 токг- вызывает появление на его выходе 12.2 логической 1, что приводит к ее появлению на входе 4.1 канала 1 и на входе 3,3 канала 3. Наличие логической 1 на входе 4.1 обуславливает формирование логического О на выходе 22.1 элемента НЕ 20.1 и, следовательно, на входе 23.1 и выходе 17.1 элемента И 13.1. При этом происходит выключение элемента ИЛИ 14.1 по входу 16.1 и контактора 7,1, силовые контакты 9,1 которого размыкаются в обесточенном состоянии. Одновременно логическая 1, появляясь на входе 15.3 и, выходе 18.3 элемента ИЛИ 14.3, включает по входу 19.3 элемент И 13.3, который формирует логическую 1 на своем выходе 17.3 и соответственно на входе 16.3 элемента ИЛИ 14.3 и входе 8.3 управления контактора 7.3. Силовые контакты 9.3 при этом замыкаются в обесточенном состочнии. При дальнейших переключениях триггера 25 коммутации происходят описанным выше образом, что приводит к поочередному подключению нагрузки 28 к источникам 1.3...1.П, 1.1 и так далее по кольцу через соответствующие им каналы.

Распределитель применен в стенде для испытаний на надежность источников электросварочного тока широкого класса мощностью до 150 кВА. Распределитель имеет десять каналов. Триггер построен на двух тиристорах типа Т2-320 v, одном коммутационном конденсаторе емкостью 100 мкФ, Контакторы 7.1...7.10 представляют собой пускатели переменного тока. Логические

элементы выполнены на базе электронных и контактно-механических элементов.

Таким образом, введение реле тока, элемента НЕ и их связей с другими элементами распределителя позволяет производить испытание группы источников, поочередно подключая их к одной нагрузке, независимо от формы их внешней характеристики, т.к, управляющий сигнал вырабатывается при протекании тока источника в канале, в то время как в прототипе управляющим сигналом является уровень напряжения на выводах источников.

Крб ме расширения технических возможностей, наличие связи по току, то есть по выходному эффекту, позволяет дополнительно осуществлять непрерывный контроль состояния каждого из испытуемых источников в продолжении всего времени

испытаний.

Формула изобретения Силовой многоканальный кольцевой распределитель, содержащий триггер, ряд каналов по числу источников питания, нагрузку, первый выход каждого из каналов соединен с вторым входом последующего, первый выход триггера соединен с первыми входами нечетных, а второй - с первыми входами четных каналов, вход триггера через нагрузку соединен с первыми выводами источников питания, второй вывод каждого из которых соединен с вторым выходом одноименного канала, каждый канал содержит контактор с входом управления и

силовыми контактами, элемент И и элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с вторым входом канала, второй - с выходом элемента И, а выход - с первым входом элемента И, отличающийся тем, что,

с целью расширения области использования, в каждый канал введен элемент НЕ и реле тока, обмотка которого последовательно с силовыми контактами контактора включена между первым входом и вторым

выходом канала, а выход реле тока соединен с первым выходом канала, элемент НЕ входом подсоединен к третьему входу канала, а выходом - к второму входу элемента И, выход которого подключен к входу управления контактора, при этом первый выход каждого канала соединен с третьим входом предыдущего.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в испытательных стендах электосварочного оборудования. Сущность изобретения: силовой многоканальный распределитель содержит триггер, п каналов, п источников питания, а каждый канал содержит контактор 7, реле тока с обмоткой элемент НЕ, элемент ИЛИ, элемент И. 1 ил.