Устройство для регулирования освещенности в помещениях Советский патент 1978 года по МПК H05B37/02 

1

Изобретение касается автоматизации управления электрическим освещением производственных и административных зданий.

Известны устройства для регулирования освещенности, изменяющие световой поток 5 и, следовательно, освещенность путем изменения напряжения на лампах в зависимости от изменения естественной освещенности Ij ,

В этом устройстве регулирование напряжения на лампах осуществляется с помощью ю фотодатчика, вьтолненного по схеме моста с фоторезистором и потенциометром, подающего сигнал управления на усилитель, управляющий электродвигателем, который в зависимости от изменения естественной ос- 15 вещенности приводит в движение скользящий контакт потенциометра, подключенного к лампам и, тем самьш, изменяет напряжение на лампах.

Наиболее близким техническим peuieinieM 20 к предлагаемому изобретению является устройство, содержащее фотодатчик, вьшолненный по схеме моста с фоторезчстором, резисторами и потенциометром, который подает управляющий сигнал на блок управления,25

выполненный на двухбазовых диодах и предназначенный для фазового управления напряжением питания ламп, исполнительным органом является симистор. Искусственная освещенность плавно изменяется в широком диапазоне при изменении естественной освещенности 2J .

Однако в темное время суток это устройство подает на лампы полное сетевое напрях ение, величина которого очень часто превышает номинальное значение, особенно в ночное время. Перенапряжения в осветительных сетях приводит к значительному уменьшению срока службы ламп, перерасходу электрической энергии и увеличению затрат на обслуживание осветительных установок.

Цель изобретения - обеспечение плавного регулирования освещенности и ограничение напряжения на лампах в темное время суток до номинального при постоянном перенапряжении в электрических сетях, от которых питается осветительная установка, что позволит обеспечить номинальную освещенность рабочих мест при одновременной экономии электрической энергии на общее освещение,

уменьшит расходы на осветительнью приборы и их эксплуатацию,

Зто достигается тем, что устройство для регулирования освещенности в помешениях, содержащее фотодатчик, выполненный по схеме моста на резисторах с фоторезистором и потенциометром и силовые симисторные блокис-блоками управления, включенные в соответствующие фазы осветительной на грузки, снабжено дрполнительнь М «потенциометром и источником постоянного стабилизированного напряжения, подключенным к крайним выводам дополнительного потенциомера, подвижный контакт которого подключен к одной из точек входной диагонали мосза, фотодатчика, второй точкой которого является подвижный контакт потенциометра моста, соединенный с одним из крайних выводов дополнительного потенциометра, причем выходная диагональ моста фотодатчика соединена с блоками управления силовьми симисторными блоками через ограничивающий диод и шунтирована дополнительно введенными цепочкой из последовательно и согласно включенных диодсж и конденсатором блоке задержки сигнала управления.

Источник постоянного стабилизированного напряжения может быть выполнен; по схеме параметрического стабилизатора, к последовательно ограничивающему резистору которого подключенаобмотка дополнительно введенного реле, замыкающий контакт которого включен параллельно конденсатору блока задержки сигнала управления.

На чертеже схематично изображено предлагаемое устройство.

Первичная,обмотка трансформатора 1 источника постоянного стабилизированного напряжения 2, вьшолненного по схеме параметрического стабилизатора, включена на фазовое напряжение первой фазы на входе устройства. С вторичной обмотки трансформатора 1 после выпрямления диодным мостом 3 и сглаживания пульсаций П-образным фильтром, состоящим из конденсаторов 4 . и 5 и обмотки реле 6, стабилизации напря- жения с помощью стабилитрона 7 и ограничивающего резистора 8, стабилизированное постоянное напряжение, подается на потенцио/ метр 9. Диод 10 включен последовательно со

стабилитроном 7 для термокомпенсацни. К потенциометру 9 подключен фотодатчик 11, выполненный по схеме моста, плечи которого состоят из фоторезистора 12, потенциометра 13, постоянных резисторов 14 и 15. В выходную диагональ моста фотодатчика 11 последовательно включен ограничивающий диод 16. Выходная диагональ фотодатчика щунтируется двумя диодами 17 и 18, включенными последовательно и согласно, и конденсатором б

19 блока задержки сигнала управления, подключеннык к выходной диагонали через тумблер 20. Конденсатор 19 шунтируется размыкакнпнм контактом 21 реле 6. К вьпсодной диагонали фотодатчика 11 подключены параллельно входы блоков управления , 23, 24 симисторами всех трех фаз, питак le которых осуществляется ot соответствующего фазного напряжения. УnpaansoootHe электроды симисторо силовьк симисторных блоков 25, 26, 27 подключены к выходам своих блоков управления 22, 23, 24, а .с11мисторы включены последовательно с осветительной нагрузкой .. 28, 29, 30 своей фазы. В силовой симисторный блок кроме симистора входит защита от перенапряжений и коротких замььканий, а также помехозащищающие элементы

При величине естественной освещенности больше критической величина сопротивления фоторезистора 12 такова, что на выходе моста появляется напряжение обратной полярности, диод 15 заперт и на выходе фотодатчика 11 напряжение равно нулю. Под критической понимают такую естественную освещенность в месте установки фотодатчика, при которой в наихудший по условиям естественного освещения точке помещения, естественная освещенность равна нормируемой. По мере уменьшения естественной освещенности величина сопротивления фоторезистора 12 возрастает и при достижении критической освещенности становится такой, что мост находится в состоянии баланса. Уставка: величины критической освещенности задается потенциометром 13. При уменьшении естест венной освещенности от критической до нуля величина сопротивления фоторезистора 12 возрастает до темнового сопротивления; при этом разбаланс моста увеличивается и напряжение на .фотодатчика 11 изменяется от нуля до некоторого максимального напряжения, которое задается потенциометром 9. Резисторы 14 и 15 и потенциометр 13 вь1браны такими, чтобы обеспечить большую чувствительность моста при освещеиностях, близких к критическим , по сравнению с чувствительностью моста при освещенностях, близких к нулю. Колебания напряжения на вькоде фотодатчика 11, вызванные колебаниями естественной освещенности, сглаживаются конденсатором 19 большой емкости. Одновременно конденсатор 19 является звеном задержки сигнала управления, исключающим ложное срабатывание устройства при случайных затемнениях или засветках фоторезистора 12 фотодатчика 11. При наладке регулятора тумблер 20 отключае конденсатор 19.

Блоки управления симисторами 22, 23, 24 преобразуют сигнал управления фотодатЧика Ив пачку импульсов, начало которых совпадает с моментом перехода переменного фазового напряжения каждой фазы через нуль а ширина зависит от величины сигнала управ ления фотодатчика 11, При изменении сигнала управления от нуля до -максимума ширина пачки импульсов (угол отпирания симисторов) изменяется от нуля до величины, равной или меньшей 180 , зависящей от уставки ограничения, задаваемой потениио- метром 9. Пачки импульсов от блоков управления 22j 23, 24 подаются на управляющие электроды симисторов соответствующей фазы в каждый полупериод переменного напряжени rtpn изменении угла отпирания симисторов изменяются напряжение на выходе силовых симисторных блоков 25, 26, 27, ток, проте кающий через осветительную нагрузку 28, 29, 30, и, следовательно, световой поток ламп и освещенность помещения, Устройство работает следующим . При уменьшении естественной освещеннос ти в помещении ниже допустимой, после некоторой выдержки времени, на лампы плавно подается напряжение. Для уменьшения време ни работы ламп при небольших напряжениях, когда светоотдача мала, диоды 17 и 18 уменьшают крутизну вольт-амперной характеристики фотодатчика .11 при освещенности, близкой к нулю. По мере уменьшения естественной освещенности напряжение на лампах возрастает, увеличивается световой поток и возрастает составляющая искусственной освещенности. При уменьшении естественной освещенности ниже порога чувствительности фотоцатчика 11 процесс регулирования освещенности переходит в процесс ограничения напряжения на зажимах осветительной нагрузки; уцтавка ограничения предваритель- но выбирается на основании данных по изменению напряжения на осветительной нагрузке в вечернее и ночное время. При увеличении естественной освещенности происходит об-. ратный процесс постепенного уменьшения напряжения на лампах. При кратковременных отключениях устройств, например для заменьг ламп, для исключения возможности включения блоков управления 22, 23, 24 на неполностью разряженный конденсатор бпока19 задержки сигнала управления, что может привести к про бою симисторов из-за броска пускового тока холодных ламп накаливания, используется токо вое реле 6, размыкающий контакт 21 Koi-opqro шунтируют конденсатор 19 с целью его разрядки при отключении устройства от сети. Формула изобретения 1,Устройство для регулирования освещенности в помещениях, содержащее фотодатчик, выполненный по схеме моста на резисторах, с фоторезистором и потенциометром, и силовые симисторные блохой с блоками управления, включенные в соответствующие фазы осветительной нагрузки, отличающееся тем, что, с целью обеспечения плавного регулирования освещенности и ограничения напряжения на лампах, оно снабжено дополнительным потенциометром и источником постоянного стабилизирующего напряжения, подключенным к крайним вьшоцам дополнительного потенциометра, подвижный контакт которого подключен к одной из точек входной диагонали моста фотодатчика, второй точкой которого является подвижный контакт потенциометра моста, соединенный с одним из крайних вьгоодов дополнительного потенциометра, причем вьь ходкая диагональ моста фотодатчика соединена с блоками управления силовыми симисторными блоками через ограничивающий диод и шунтирована дополнительно введенными цепочкой из последовательно и согласно включенных диодов и конденсатором блока задержки сигнала управления. 2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что источник постоянного стабилизированного напряжения выполнен по схеме параметрического стабилизатора, к последовательно ограничивающему резистору которого подключена обмотка дополнительно введенного реле, размыкающий контакт которого включен параллельно конденсатору блока задержки сигнала управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Патент США № 3609451, 315-151, 1971. 2. Патент Швеции № 348315, кд. Н 01 Н 43/00, 1972.