Электронное реле частоты Советский патент 1979 года по МПК G05G15/06 

1

Изобретение относится к измерительной технике, к устройствам управления с автоматическим срабатыванием при определенной скорости вращения, например, к устройствам автоматики, контролирующим скорость вращения гидроагрегата в период его пуска, остановки и разгона.

Известно реле частоты, в основу работы которого положен принцип сравнения продолжительности периода напряжения контролируемой сети с заданным (эталонным) временем, определяемым необходимой уставкой срабатывания flj. --;.-,

Недостатками этого устройства являются зависимость уставки срабатывания и отпускания реле от температуры окружающей среды, напряжения питающей сети, а также отсутствие настраиваемого гистерезиса.

Известно также устройство, содержащее делитель частоты, соединенный через формирователь с источником сигнала, интегратор, первый вход которого соединен с выходом делителя частоты, а второй - с выходом релейного элемента, компаратор, соединенный одним входом с выходом интегратора, а другим - с эталонным напряжением, и

включенные последовательно между выходом компаратора и входом релейного элемента одновибратор и накопитель импульсов

2.

Недостатком этого устройства является нестабильность уставки срабатывания и отпускания реле-, обусловленная нестабильностью напряжения питания, зависящего от напряжения сети, температуры окружающей среды, нагрузки и дрейфа стабилизатора, нестабильностью падений напряжения на выходных ключевых элементах делителя частоты, зависящих от температуры окружающей среды и нестабильностью задатчика эталонного напряжения.

; -Целью изобретения является у.лучщение стабильности уставок срабатывания и отпускания реле частоты.

Поставленная цель достигается тем, что в электронное реле частоты, содержащее делитель частоты, вход которого через формирователь соединен с источником сигнала, компаратор и последовательно соединенные накопитель импульсов и релейный элемент, введены RC-мост, логический блок и блок образования гистерезиса, причем к одной диагонали RC-моста,

первым входам логического блока и найопителя импульсов подключен выход делителя частоты, ко второй диягонали моста подключены входы компаратора, выход которого подключен к второму входу логического блока, выход логического блока подключен ко второму входу накопителя импульсов, а выход релейного элемента через блок образования гистерезиса подключен к RC-мосту.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого реле частоты; на фиг. 2 - упрощенная принципиальная схема основной части реле.

Источник 1 сигнала через формирователь 2 и делитель 3 частоты соединен с RCмостом 4. Выход RC-моста через коыпаратор 5 соединен с одним из входов логического блока 6, другой вход которого подключен к выходу делителя частоты и одному из входов накопителя 7 импульсов. Второй вход накопителя подключен к выходу логического блока, а выход накопителя через релейный элемент 8 и блок 9 образования гистерезиса подключен к RC - мосту.

Для повышения помехозащищенности реле частоты накопитель 7 импульсов целесообразно выполнить в виде двух счетчиков, причем счетный вход первого подключен к выходу делителя 3 частоты; а установочные входы к выходу логического блока 6, счетный вход второго подключен к выходу логического блока 6, а установочные входы подключены к выходу одного из промежуточных триггеров первого счетчика. Выходы счетчиков соединены с установочными входами релейного элемента 8.

Работа предлагаемого реле частоты может быть проиллюстрирована на примере конкретной реализации. RC - мост включает в себя конденсатор 10 и резисторы 11-13. С помощью резистора 12 настраивается уставка срабатывания (при повышении частоты), а с помощью резистора 13 - гистерезис. Логический блок содержит инверторь 14 и 15. Накопитель выполнен в виде лвух счетчиков 16 и 17, а релейный элемент в виде RS-триггера, состоящего из элементов Й-НЕ 18-19. Блок образования гистерезиса собран на транзисторах 20 и 21, которые могут щунтировать резистор 13 моста.

Пусть измеряемая частота меньше уставки реле. За половину периода напряжения, которое поступает на RC-мост от делителя частоты, конденсатор успевает перезарядить ся до уровня потенциала на движке резистора 12, и компаратор 5 срабатывает, на выходе инвертора 15 будут появляться раз в период импульсы логической единицы. Эти импульсы каждый раз сбрасывают

счетчик 16 в нуль, а счетчик 17 работает в режиме делителя частоты и периодически подтверждает состояние RS-триггера, на выходе которого (выход элемента 19) - логический нуль. При этом транзисторы 20 и 21 открыты, а резистор 13 шунтируется каналом открытого транзистора 21.

Если измеряемая частота выше уставки реле, конденсатор 10 не успевает перезарядиться до порога срабатывания компаратора, и импульсы сброса от логического блока

не поступают нь. счетчик 16, последний включается в режим деления частоты основных импульсов и в процессе их счета осуществляет периодический сброс счетчика 17 в нуль. Выходы счетчиков подключены к установочным входам RS-триггера, который

фиксирует ситуацию переполнения счетчика 16 изменением уровня выходного сигнала. Использование RC-моста значительно улучшает стабильность характеристик. В результате реже возникает необходимость корректировать уставки частоты.

Формула изобретения

Электронное реле частоты, содержащее делитель частоты, вход которого через формирователь соединен с и сточником сигнала, компаратор и последовательно соединенные накопитель импульсов и релейный элемент, отличающееся тем, что, с целью повышения стабильности характеристик, в него введены RC - мост, логический блок и блок образования гистерезиса, причем к одной диагонали RC-моста, первым входам логического блока и накопителя импульсов подключен выход делителя частоты, ко второй диагонали моста подключены входы компартора, выход которого подключен к второму входу логического блока, выход логического блока подключен ко второму входу накопителя импульсов, а выход релейного элемента через блок образования гистерезиса подключен к RC-мотту

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Электрические станции М., «Энергия, 1974,-№ 11, с. 70-72.

2. Электрические станции М., «Энергия, 1976, № 6, с. 63-65.

iJfwSiJ lr

DH

Фиг. 2