УСТРОЙСТВО для ПОЛУЧЕНИЯ ВЫДЕРЖКИ ВРЕМЕНИ СРАБАТЫВАНИЯ РЕЛЕЙНОГО ОРГАНА Советский патент 1968 года по МПК H03K17/28 

Известны устройства для получения независимой выдержки времени срабатывания релейного органа, основанные на принципе ступенчатого перемагничивания сердечника с прямоугольной петлей гистерезиса импульсами постоянной вольтсекунд}юй площади.

В предлагаемо.м устройстве использован принцип ступенчатого перемагничивания сердечника с прямоугольной петлей гистерезиса для создания релейного органа, имеющего зависимое от тока (напряжения) врелгя срабатывания, что необходимо, например, для создания защиты мощных турбогенераторов с непосредственным охлаждением обмоток, реагирующей на токи обратной .последовательности и имеющей зависимое от тока время срабатывания.

Оно отличается тем, что, с целью получения гиперболической зависимости выдержки времени срабатывания от величины сигнала на сходе, содержит промежуточный трансформатор с двумя вторичными обмотками, к одной из которых подключена схема запуска указанного релейного органа, ко второй через указанный пусковой орган подключена ячейка, состоящая из сердечника с прямоугольной петлей гистерезиса и элемента, сбрасывающего с него записанную информацию.

в предлагаемом устройстве использовано т-1 таких же сердечников, каждый из которых соединен с собственной дополнительной обмоткой промежуточного трансформатора через коммутатор, выдающий управляющий сигнал после сброса с предществующего сердечника записанной информации.

Оиисываемое устройство имеет незначительное потребление по цепям переменного тока, что особенно важно для токовых защит обратной последовательности, временная характеристика может быть выиолнена практически любого требуемого вида в большом диаиазоне изменения управляющей величины (тока), что вызывает значительные затруднения при использовании других известных принципов.

Получение гиперболической зависимости выдержки времени срабатывания можно пояснить следующими рассуждениями. Для схемы, состоящей из источника э. д. с L(t), сопротивления R, сердечн 1ка с прямоугольной петлей Г1;стерезиса сечением S с обмоткой W, справедливо следующее дифференциальное уравнение:

WS - 10-« i/ (О - (О К,(1)

dt Полагаем, что сердечник имеет идеальную нетлю гистерезиса, нри этом явлением вязкости и вихревыми токами пренебрегаем. Для процесса изменения магнитной индукции справедливо следующее уравнение, полученное из (1) (0-f . (2) WS IQгде HO - удельная напряженность магнитного поля, / - длина. Если на первичную обмотку тока подается синусоидальное напряжение через однополупериодный .выпрямитель, то за время одной полуволны магнитная индукция в сердечнике изменится приблизительно на величину U(t) - It, В WS 10Путем несложных преобразований можно получить число импульсов п, за которое сердечник перемагнитится полностью: WS ш. Вг 10 (4) где Вг - максимальное значение индукции, напряжение входной обмотки. Из вырал ения (4) следует, что число импульсов находится в обратной зависимости (в данном случае гиперболической) от подаваемого на входную обмотку тока (напрялеения). На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства. Схема состоит из пускового органа /, пускающего схему при достижении управляющего тока (напряжения) определенной величины, имеющего сердечник U/i; первой ячейки //, состоящей из сердечника с прямоугольной петлей гистерезиса и устройства, улавливающего момент насыщения сердечника и сбрасывающего с него записанную информацию; коммутатора /// в виде переключающего устройства, срабатывающего за время в один период рабочей частоты при проявлении сигнала с лервой ячейки, что соответствует моменту насыщения последней; второй ячейки IV, выполненной так Лсе, как и первая, но получающей импульсы намагничивания только при открытом коммутаторе, т. е. за время в один период с момента насыщения лервой ячейки; промежуточного трансформатора V, имеющего одку первичную и три вторичные обмотки, одна из вторичных обмоток используется для подачи лапряжения к пусковому органу, две другие для подачи напрял ;ения к ячейкам // и/К Wi) срабатывает пусковой орган / и подключает обмотку W.2 Промежуточного трансформатора через однополупериодный выпрямитель к входной обмотке сердечника ячейки //. Последний от каждой, приходящей на входную обмотку полуволны напряжения, перемагничивается на ступень AS из одного состояния насыщения (В -Вг) в другое (). При насыщении сердечник толчком перемагничивается в первоначальное состояние насыщения (-6 -В г). Далее процесс ступенчатого перСлМагничивания сердечника лервой ячейки повторяется. В момент срабатывания ячейки на выходной обмотке ее сердечника появляется импульс напряжения, воздействующий на коммутатор ///. Он срабатывает за время в один период и подключает на это время ячейку IV к обмотке Ц/з промежуточного трансформатора. Процесс перемагничивания сердечника ячейки IV осуществляется аналогично neptмагничиванию сердечника ячейки //, так кал они выполнены одинаково. Однако запись иь.форлшции может происходить только в течение одного периода после срабатывания ячейки /У, когда замкнута цепь обмотки Wg промежуточного трансформатора через комхмутато,. на входную обмотку ячейки IV. Для намагничивания сердечника ячейки IV используется лолуволна напрял ения противоположного знака. Если обмотки Wg и W промежуточного трансформатора одинаковы, то сердечник ячейки IV будет насыщаться через такое лее число подаваемых на него импульсов, как и сердечник ячейки //, т. е. IF - 5 ш 5г . 10/ii-Ua-Общее число полуволн определенной полярности, которое можно подсчитать на двух сердечниках:tya . 2 . „2 . . 10 N. время действия устройства , где Т - период рабочей частоты. Для получения реле с кубической зависимостью достаточно к рассматриваемой схеме добавить еще одну ячейку, коммутатор, пускающийся лри срабатывании ячейки IV, и вторичную обмотку промежуточного трансформатора, соединяемые аналогично описанному выще. Тогда общее время будет равно t . Предмет изобретения 1. Устройство для получения выдержки времени срабатывания релейного органа, основанное на ступенчатом леремагничивании сердечника с прямоугольной петлей гистерезиса, отличающееся тем, что, с целью получения гиперболической зависимости выдержки времени срабатывания от величины сигнала на вхоиз которых подключена схема запуска указанного релейного органа, ко второй - через указанный пусковой орган подключена ячейка, состоящая из сердечника с прямоугольной летлей гистерезиса и элемента, сбрасывающего с него записанную информацию.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью .преобразования гиперболической временной характеристики, получаемой на одком сердечнике с прямоугольной петлей гистерез1 са, в квадратичную или степенную т порядка, использовано tn-1 таких же сердечников, каждый из которых соединен с собственной дополнительной обмоткой промежуточного трансформатора через коммутатор, выдающий управляющий сигнал после сброса с предшествующего сердечника записанной информации.