Устройство для формирования тока возбуждения реле Советский патент 1980 года по МПК H01H47/32 H02H3/08 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ТОКА ВОЗБУЖДЕНИЯ РЕЛЕ Изобретение относится к автоматике и предназначено для применения в . различных схемах автоматического управления и контроля, а также защиты различных электроустановок от перегрузки. Известно устройство для формирования тока возбуждения реле, выполненное на транзисторах, содержащее датчик тока с выпрямителем, RC-КОНтур в цепи базы транзистора и источник питания постоянного тока 1. Однако известное устройство харак теризуется недостаточной надежностью работы и чувствительностью. Наиболее близким по технической сущности является устройство для фор мирования тока возбуждения реле, содержащее датчик входного сигнала, к. которому подсоединен RC-контур, к конденсатору последнего подключен, вход порогового элемента, выполненно го на однопереходном транзисторе, пе вая базакоторого соединена с управляющим электродом тиристора, включен ного последовательно с реле, а втора подключена через резистор к плюсовой клемме источника питания постоянного тока, и разделительный диод 2. Известное устройство обладает недостаточной надежностью работы, так как в нем не обеспечивается автоматический возврат схемы в исходное состояние. Цель изобретения - повьшение надежности работы путем обеспечения автоматического возврата в исходное состояние. Для достижения этой цели устройство для формирования тока возбуждения реле, содержащее датчик входного сигнала, к которому подсоединен НС-контур, к конденсатору последнего подключен вход порогового элемента, выполненного на однопереходыом транзисторе, первая база которого соединена с управляющим электродом тиристора, включенного последовательно с реле, а вторая база подключена через резистор к плюсовой клемме источника питания постоянного тока, и разделительный диод, снабжено блоком возврата в исходное состояние и блоком снижения напряжения срабатывания, при этом блок возврата в исходное состояние выполнен на однопереходном транзисторе, эмиттер которого через , первый коммутирующий конденсатор и

резистор подключен к плюсовой клемме источника питания постоянного тока, к точке соединения которых через второй коммутирующий конденсатор подсоединен анод тиристора и эмиттеры транзисторов соединены разделительным диодом, блок снижения срабатывания выполнен в виде последовательно соедненных разделител1зного диода и резистора, включенных анодом тиристра и резистором в цепи второй базы однопереходного транзистора порогового элемента, а блок снижения напряжения срабатывания выполнен в виде третьего однопереходного транзисто.ра с RC-контуром в цепи эмиттера, при этом RC-контур. подключен к датчику входного сигнала, а эмиттер однопереходного транзистора соединен разделительными диодами с эмиттерами однопереходных транзисторов блоков возврата в исходное состояние и снижения напряжения срабатывания.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема устройства для формирования тока возбуждения реле; на фиг. 2 - схема устройства с более широким диапазоном регулировки коэфф-ициента возврата.

Устройство (фиг. 1) содержит датчик входного сигнала, например датчик тока, образованный трансформатоЕюм. тока 1, выпрямительным мостом 2 и конденсатором фильтра 3, к которому подключен потенциометр 4, пороговый элемент, выполненный на однопереходном транзисторе 5 с RC контуром 6, 7 в цепи эмиттера, первая база которого соединена с управляющим электродом тиристора 8, включенного последовательно с реле 9, источник питания постоянного тока, образованный трансформатором 10, выпрямительным мостом 11, конденсатором 12 фильтра и стабилитроном 13, разделительный диод 14,блок возврата устройства в исходное состояние, составленный однопереходным транзистором 15, коммутирующими конденсаторами 16, 17 и резисторами 18 и 19, и блок снижения напряжения срабатывания порогового элемента, выполненный в виде последовательно соединенных диода 20 и резистора 21. Блок снижения напряжения срабатывания, выполненный в виде однопереходного транзистора 22, НС-контура 23, 24, второго потенциометра 2.5 и разделительного диода 26 (фиг. 2).

ЬЬтройство работает следующим образом.

Поскольку порог отпирания транзистора 15 устанавливается ниже порога срабатывания транзистора 5, при подаче напряжения питания отпирается транзистор 15 и черезнего и резистор 18 заряжается конденсатор 16 практически до напряжения питания. Если напряжение на выходе датчика

входного сигнала, например напряжение на выходе потенциометра 4 и, следовательно , напряжение на конденсаторе 7 ниже порога отпирания транзистора 5, тиристор 8 заперт, а реле 9 .отключено. При возрастании напряжения на потенциометре 4, вызванного, например, увеличением контролируемого тока выше заданной величины, напряжение на конденсаторе 7 достигнет напряжения отпирания транзистора 5 и он отпирается, а конденсатор 7 разряжается на резистор 27. Под действием падения напряжения на резисторе 27 от разрядного импульса тока отпирается тиристор 8, вызывая включение реле 9. Под действием.постоянного выпрямленного тока, протекающего через резистор 18, реле 9 и тиристор 8, последний удерживается в открытом состоянии и после запирания транзистора 5, а коммутирующий конденсатор 16 заряжается. На резисторы 18 и 19 начинает разряжаться конденсатор 16.

Для создания дифференциала между напряжением включения и отключения устройства служат последовательно . соединенные диод 20 и резистор 21. До отпирания тиристора 8 диод 20 заперт потенциалом на аноде тиристора 8. После включения тиристора потенциал анода тиристора уменьшается практически .до нуля и диод 20 отпирается, шунтируя резистором ,21 резистор 28. За счет этого уменьшается порог срабатывания транзистора 5. Поэтому напряжение отключения транзистора 5 и, следовательно, значение контролируемого тока на соответствующую величину будет меньше тока включения реле.

До тех пор пока напряжение на выхде датчика будет превышать уменьшенный на величину дифференциала порог отпирания транзистора 5, конденсатор 7 будет периодически через резистор б заряжаться и разряжаться через транзистор 5 на резистор 6, вызывая периодическое отпирание транзистора Этот транзистор через диод 14 вызывает периодический подзаряд конденсатора 16, не давая ему резрядиться до напряжения отпирания транзистора 15. Когда контролируемый ток умень- шится До ве Й1Чины, меньшей заданной/ напряжение на потенциометре 4 станет меньше порога отпирания транзистора 5. Следовательно, транзистор 5 не отпирается и конденсатор 16 разрядится на величину напряжения отпирания транзистора 15, который отпирается. Через резистор 18, конденсатор 16 и транзистор,15 проходит импульс, тока, .заряжающий конденсатор 16. Поскольку конденсатор 17 при этом заряжен за счет падения напряжения на резисторе 18 при заряде конденсатора 16 тиристор 8 запирается, отключая реле 9 Поскольку порог отпирания транзистоpa 15 при помощи резисторов 29 и 30 /станавливается меньше порога срабатывания транзистора 5, диод 14 будет заперт до тех пОр, пока напряжение на потенциометре 4 ниже порога отпирания транзистора 5,и через него тра зистор 5 отпираться не будет.В дальнейшем работа устройства повторяется

В устройстве с блоком снижения напряжения срабатывания, выполненным в виде однопереходного транзистора 22 (фиг. 2), значение тока срабатывания устройства задается при помощи потенциометра 4, а потенциометром 25 задается ток отключения реле,

Пока контролируемый ток будет выше значения тока отключенияреде, напряжение на выходе потенциометра 25 будет выше порога отпирания транзистора 22, и конденсатор 24, заряжаясь через резистор 23 до напряжения на потенциометре 25, будет периодически разряжаться на эмиттер-базу транзистора 22. При этом через диод 31 буде периодически подзаряжаться конденсатор 16. Когда контролируемый ток уменьшится до величины, меньшей заданной потенциометром 25, напряжение на потенциометре 25 станет меньше порога отпирания транзистора 22. Следовательно, транзистор 22 не отпирается и конденсатор 16 разрядится на величину напряжения отпирания транзистора 15. При этом транзистор 15 отпирается отключая реле. Поскольку порог отпирания транзистора 22 пр помощи резисторов 29 и 30 устанавливается меньше порога срабатывания транзистора 15, диод 31 будет до тех пор заперт, пока напряжение на потенциометре 25 ниже порога отпирания тиристора 8, и через него транзистор 15 отпираться не будет. В дальнейшем работа реле тока повторяется.

Для того, чтобы при напряжении на выходе датчика выше заданного значения происходил периодический заряд конденсатора 16, постоянная времени RC-контуров 6, 7 и 23, 24 выбирается не менее чем .на порядок меньше величины постоянной времени RC-контура, образованного конденсатором 16 и резисторами 18 и 19. Для компенсации разброса порога отпирания транзисторов 5, 22 служат подстроечные потенциометры 32 и 33-. Конденсатор 34 обепечивает помехозащищенность схемы устройства.

Предложенное устройство характеризуется высокой точностью работы при колебаниях в широких пределах напряжения питания и температуры окружающей среды, его схема проста и бескоктактна, что обусловливает надежность в работе, наличие подстроечных резисторов позволяет без изменения шкалы реле использовать различные датчики электрических и неэлектрических величин с значительными отклонениями по номиналу. Устройство характеризуется высокой чувствительностью. Все это обеспечит применение устройства в различных схемах контроля, защиты и автоматического управления. Формула изобретения

1.Устройство для формирования тока возбуждения реле, содержащее датчик входного сигнала, к которому подсоединен RC-контур, к конденсатору

0 последнего подключен вход порогового элемента, выполненного на однопереходном транзисторе, первая база которого соединена с управляющим электродом тиристора, включенного последо5вательно с реле, а вторая подключена через резистор к плюсовой клемме источника питания постоянного тока, и разделительный диод, отличающееся тем, что, с целью повыше0ния надежности работы путем обеспечения атоматического возврата в исходное состояние, оно снабжено блоком возврата в исходное состояние и блоком снижения напряжения срабатывания,

5 при этом блок возврата в исходноесостояние выполнен на однопереходном транзисторе, эмиттер которого через первый коммутирующий конденсатор и резистор подключен к плюсовой клемме

0 источника питания постоянного тока,к точке соединения которых через второй коммутирующий конденсатор подсоединен анод тиристора,а эмиттеры транзисторов соединены разделительным диодом.

2.Устройство по п. 1, отли5чающееся тем, что блок снижения напряжения срабатывания выполнен в виде последовательно соединенных разделительного диода и резистора, включенных между анодом тиристо0ра и резистором в цепи второй базы однопереходного транзистора порогового элемента.

3.Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что, с целью

5 расширения диапазона регулировки коэффициента возврата, блок-снижения напряжения срабатывания выполнен в виде однопереходного транзистора с КС-контуром в цепи эмиттера при этом

0 НС-контур подключен к датчику входного сигнала, а эмиттер однопереходного транзистора соединен разделительными диодами с эмиттерами однопереходных транзисторов блоков воз5врата в исходное состояние и снижения напряжения срабатывания.

Источники информации, принятые во внимание .при экспертизе

1.Федосеев A.M. Релейная защита

0 электрических систем. М., Энергия 1976, с. 119, рис. 2-52.

2.Тиристоры. Технический справочник.Лер.с англ.под ред.Лабунцова В.А. и др. Изд. 2-е, доп.М.,Энергия, 1971, с. 202-203, рис. 8-27.

5