Релейное устройство Советский патент 1992 года по МПК H01H47/32 

Изобретение относится к автоматике и предназначено в сочетании с датчиками сопротивления, например терморезисторами, для контроля и аварийного отключения электроустановки.

Известное релейное устройство обеспечивает многократное включение и выключение исполнительного реле в соответствии с изменением значений параметра, что в ряде случаев может привести с выходу из строя электроустановки из-за повышенного износа контактов исполнительного реле, а также переключаемой нагрузки.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем запоминания аварийного сигнала, действующего на отключение устройства и предотвращение неконтролируемого автоматического повторного включения.

Для достижения цели в релейное устройство, содержащее конденсатор, делитель напряжения, образованный первым резистором и терморезистором, однопере- ходный транзистор с RC-контуром на входе, тиристор, диод, второй резистор и выводы для подключения источника переменного тока, причем первый вывод для подключения нагрузки соединен с одним из выводов для подключения источника переменного тока, делитель напряжения и однопереход- ный транзистор подключены параллельно конденсатору, выход однопереходного транзистора соединен с управляющим электродом тиристора, катод которого подклю- чен к конденсатору, диодный мост, операционный усилитель, второй делитель напряжения, образованный третьим и четвертым резисторами, и второй RC-конгур,

XJ

00

х|

кэ

причем второй делитель напряжения подключен параллельно конденсатору, входы операционного усилителя соединены со средними точками первого и второго делителей напряжения, выход операционного усилителя подключен к входу однопереход- ного транзистора, конденсатор через последовательно включенные диод и второй резистор соединен с пе0вы Г вывЪдо м для подключения нагрузки, второй вывод для подключения которой соединен с одним из выводов диагонали диодного моста по переменному току, другой вывод диагонали диодного моста по переменному току соединен с другим выводом для подключения источника переменного тока, причем тиристор зашунтирован вторым RC-конту- ро м и подключен к диагонали диодного мо- Ъта по постоянному току, введены дополнительные конденсатор, резистор и диод, анод которого соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя, а Катод подключен через дополнительный резистор к выходу операционного усилителя и через дополнительный конденсатор - к выводу конденсатора, соединенному с последовательно включенными диодом и вторым резистором.

На чертеже изображено релейное устройство.

Релейное устройство содержит нагрузку 1, выполненную, например; в виде реле, магнитный пускатель и т.п., диодный мост 2, через который реле подключено к клеммам 3 и 4 сети переменного тока, тиристор 5, измерительную схему, образованную резисторами 6-8 и терморезистором 9, причем резистор 6 и терморезистор 9 образуют первый делитель напряжения, а резисторы 7 и 8 второй делитель напряжения, операционный усилитель 10, работающий в режиме компаратора, однопереходный транзистор 11с RC-контуром 12 и 13 в цепи эмиттера, образующие генератор импульсов; RC-кон- тур 14 и 15, резистор 16, диод 17, через резистор 18 соединяющий неинвертирующий вход операционного усилителя с его выходом, конденсатор 19, и источник выпрямленного напряжения, составленный конденсатором фильтра 20, резистором 21 и диодом 22. Терморезистор 9 устанавливается в зоне контроля температуры электроустановки, например, защищаемого от перегрева электронагревательного элемента.

Устройство работает следующим образом.

При включении устройства в сеть под действием напряжения на клеммах 3 и 4 через диод 22. резистор 21, измерительный

мост 6-9, компаратор 10, ОПТ 11 и один из диодов моста 2 протекает однополупериод- ный выпрямленный ток, вызывающий падение напряжения, до которого заряжается

конденсатор фильтра 20. Когда температура защищаемого электронагревательного элемента ниже аварийной, падение напряжения на терморезисторе 9 превысит падение напряжения на резисторе 7, следовательно,

0 на выходе операционного усилителя 10 появится положительный потенциал. Под действием этого потенциала через резистор 12 конденсатор 13 периодически заряжается до порога отпирания ОПТ 11, а затем разря5 жается через ОПТ 11 на резистор 16. Под действием импульсов, выделяемых на резисторе 16, отпирается тиристор 5. Тиристор 5 шунтирует диагональ диодного моста 2 и включается реле 1, управляющее, напри0 мер, нагревательными элементами, электродвигателем и т.п.

Частота импульсов тока, выделяемых на резисторе 16 в 10-20 раз превышает частоту сети. За счет этого тиристор 5 отпирается в

5 начале каждого полупериода напряжения сети, и практически все напряжение сети выделяется в нагрузке. Для надежного включения индуктивной нагрузки с помощью тиристора 5, отпираемого по цепи

0 управляющего электрода с помощью довольно коротких импульсов тока, формируемых генератором импульсов, выполненным на однопереходном транзисторе 11, служит RC-контур 14, 15. За счет этого контура ти5 ристор 5 поддерживается открытым по анодной цепи при разряде конденсатора 15 через резистор 14 на тиристор 5, когда он кратковременно отпирается по цепи управления. Под действием потенциала на рези0 сторе 8 компаратор на операционном усилителе 10 включен. При этом за счет потенциала на выходе компаратора диод 17 заперт, и на входную часть схемы - измерительный мост напряжение на выходе компа5 ратора не влияет.

При прогреве терморезистора до аварийной температуры падение напряжения на резисторе 6 превысит падение напряжения на резисторе 8, происходит переключе0 ние операционного усилителя, прекращается генерирование импульсов ОПТ 11, закрывается тиристор 5 и отключается реле 1. Диод 17 открывается, и через него и резистор 18 шунтируется выходными

5 элементами компаратора резистор 8. За счет шунтирования через диод 17 резистора 8 и после охлаждения терморезистора 9 на неинвертирующем входе компаратора напряжение будет всегда меньше, чем на ре- зисторе 6. Поэтому компаратор и,

следовательно, реле 1 будут оставаться отключенными. Конденсатора 19 исключает шунтирование неинвертирующего входа компаратора через диод 17 при подаче напряжения питания на схему, когда на его выходе может быть логический нуль.

Для повторного включения реле в работу после остывания терморезистора ниже аварийной температуры электроустановки необходимо предварительно обесточить схему устройства, а затем снова включить ее после разряда конденсатора фильтра 20.

Устройство характеризуется простотой и бесконтактностью схемы, в нем отсутствуют какие-либо трансформаторы, что делает его высоконадежным в работе. Высокие точность и стабильность работы позволит устройству найти применение для защиты электродвигателей и других электроустановок.

Формула изобретения

Релейное устройство, содержащее конденсатор, делитель напряжения, образованный первым резистором и терморезистором, однопереходный транзи- стор с RC-контуром на входе, тиристор, диод, второй резистор и выводы для подключения источника переменного тока и нагрузки, причем первый вывод для подключения нагрузки соединен с одним из вы- водов для подключения источника переменного тока, делитель напряжения и однопереходный транзистор подключены параллельно конденсатору, выход однопе- реходного транзистора соединен с управля- ющим электродом тиристора, катод которого подключен к конденсатору, а также диодный мост, операционный усилитель, второй делитель напряжения, образованный третьим и четвертым резисторами, и второй RC-контур, причем второй делитель напряжения подключен параллельно конденсатору, входы операционного усилителя соединены со средними точками первого и второго делителей напряжения, выход операционного усилителя подключен к входу однопереходного транзистора, конденсатор через последовательно включенные диод и второй резистор соединен с первым выводом для подключения нагрузки, второй вывод для подключения которой соединен с одним из выводов диагонали диодного моста по переменному току, другой вывод диагонали диодного моста по переменному току соединен с другим выводом для подключения источника переменного тока, причем тиристор зашунтирован вторым RC-контуром и подключен к диагонали диодного моста по постоянному току, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем запоминания аварийного сигнала действующего на отключение устройства, и предотвращения его неконтролируемого автоматического повторного включения, в устройство ведены дополнительные конденсатор, резистор и диод, анод которого соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя, а катод подключен через дополнительный резистор к выходу операционного усилителя и через дополнительный конденсатор - к выводу конденсатора, соединенному с последовательно включенными диодом и вторым резистором.

3

Использование: в схемах контроля и аварийного отключения электроустановок. Сущность изобретения: в релейное устройство, содержащее конденсатор 20, делитель напряжения, образованный первым резистором 6 и терморезистором 9, однопере- ходный транзистор 11 с RC-контуром 12, 13 на входе иристор 5, диод 22, второй резистор 21, диодный мост 2, операционный усилитель 10, второй делитель напряжения, образованный третьим 7 и четвертым 8 резисторами, и второй RC-контур 14,15 введены дополнительные конденсатор 19, резистор 18 и диод 17, анод которого соединен с не1 инвертирующим входом операционного усилителя 10, катод через резистор 18 подключен к выходу операционного усилителя 10, а через дополнительный конденсатор 19 к выводу конденсатора 20, соединенному с последовательно включенными диодом 22 и вторым резистором 21, что позволяет расширить функциональные возможности путем запоминания аварийного сигнала, действующего на отключение устройства, и предотвратить его неконтролируемое включение. 1 ил.