Программное реле времени Советский патент 1980 года по МПК H03K17/28 

ИзоОрётениё относится к области а томатики и предназначено для создания nporpaNB i регулируемых в широких пределах выдержек времени. Известно реле времени, содержащее исполнительные реле, подключенные к сети через конденсаторы, а к источнику пульсирующего напряжения подсоединенные через тиратроны с RC-конту рами в цепях их сеток, подключенными через выпрямительные диоды к обмоткам реле fl. Однако известное реле времени об ладает недостаточной точностью работы из-за большого количества RC-контуров и их питания нестабилизированным напряжением, падающим на обмотках реле. В известной схеме ре ле времени в качестве нагрузки могут быть использованы лишь электромагнитные аппараты сравнительно мал мощности, что делает ограниченным применение известной схемы и снижав Нс1дежность ее работы. Известно реле времени, содержаще источник питания постоянного тока, которому подключены один однопереходный транзистор с RC-контуром в цепи эмиттера, второй транзистор, c ставляющий с вторым RC-контуром генератор импульсов, и тиристор, управляклций электрод которого подключен к базе первого транзистора Недостаток этого реле состоит в том, что оно не обеспечивает программное переключение нескольких исполнительных устройств автоматики. Известно программное реле времени, содержащее времязадающий генератор, распределитель импульсов, исполнительные аппараты, элемент . Однако известное программное устройство обладает существенным недостатком. Для его запуска в работу необходимо предварительно переключением контактов включить первый тиристор распределителя импульсов. Даже при кратковременном исчезновении напряжения питания известное устройстве отключится и для его запуска в работу необходимо переключить пусковую кнопку. Кроме тог,о из-за ограниченного входного сопротивления однопереходного транзистора времязадающего генератора реле времени обладает незначительной длительностью создавав - мых вьддержек времени и недостат 5чной их точностью. Цель изобретения - повышение точ ности и надежности устройства. Для достижения указанной цели в программное реле времени, содержаще времязадающий генератор, выход кото рого подключен к входу распределите ля импульсов , исполнительные аппараты/ подключенные к выходам распре делителя, элемент ИЛИ, включенный между входом времязадающего генера- тора и выходами распределителя, вве дены элемент ИЛИ, блок запуска распределителя импульсов и- релаксацион ный генератор, выход которого соеди нен с вторым входом генератора импульсов и через блок запуска распре делителя импульсов - с вторым входо распределителя импульсов, вход бло ка запуска распределителя импульсов через введенный элемент ИЛИ подключен к выходам распределителя импуль дов. На фиг. 1 представлена функциональная схема программного реле вре мени; на фиг. 2 - его принципиальная электрическая схема. Функциональная схема программного реле времени (фиг. 1) содержит времязадающий генератор 1, распределитель импульсов 2 с исполнительными .аппаратами 3-6 на выходе, два элемента ИЛИ 7 и 8, релаксационный генератор 9, блок запуска распределите ля импульсов 10 и источник питания постоянного напряжения 11. Принципиальная электрическая схема программного реле времени (фиг. 2 содержит времязадающий генератор, образованный однопереходным транзистором 12, конденсатором 13, времязадающими резисторами 14-17 и резисторами 18-20; распределитель импульсов, составленный тиристорами 21-24, резисторами нагрузки 25-23, коммутирующими конденсаторами 29-32 стабилитронами 33-36, конденсаторами 37-40, диодами 41-44, и резистором 45, резисторами 46-49, исполнительны аппараты, выполненные, например, в виде симисторов 50-53, к выходам которых (клеммы 54-57) и клемме 58 подключается нагрузка; релаксационный генератор, образованный однопереходным транзистором 59,- RC-контуром на резисторе 60 и конденсаторе 61 и резисторами 62 и 63, блок запуска распределителя импульсов, со ставленный диодом 64, конденсатором 65 и резистором 66, элементы ИЛИ, образованные диодами 67-70 и 71-73, и источник питания постоянного напря жения, включеющий в себя трансформа тор 74, выпрямительный мост 75, кон денсатор фильтра 76 и стабилитрон 7 Работает функциональная схема (фиг. 1) реле времени следующим образом. Как только включается реле вр мени, начинает релаксационный генератор 9 генерировать импульсы. Первый же импульс проходит через блок запуска 10 .распределителя импульсов и включается первая ячейка распределителя импульсов 2, вызывая срабатывание исполнительного аппарата 3. Питание времязадающего генератора 1 осуществляется через элемент ИЛИ 7 с выхода распредели1;еля импульсов 2. Поэтому после срабатывания первой ячейки распределителя импульсов начинается заряд конденсатора генератора 1, и когда он зарядится, импульс с его выхода поступает на вход распределителя импульсов 2, вызывая переключение его на вторую ячейку. При этом исполнительный аппарат 3 отключается, а 4 включается. Снова начинается заряд конденсатора генератора 1 и происходит переключение распределителя. С выхода распределителя импульсов через элемент ИЛИ 8 осуществляется закрывание блока запуска распределителя импульсов, и после срабатывания любой (кроме первой) ячейки распределителя импульсы от релаксационного генератора через этот блок не проходят на вход распределителя. Релаксационный генератор 9 обеспечивает кроме запуска реле времени в работу повышение входного сопротивления генератора 1 и тем самым повышение точности работы реле времени. Принципиальная электрическая схема реле времени (фиг. 2) работает следующим образом. Как только реле времени включается в сеть, конденсатор 61 релаксационного генератора начинает периодически через резистор 60 заряжаться и разряжаться через открывающийся транзистор 59, и на резисторах 62 н 63 выделяются импульсы напряжения. Под действием падения напряжения на резисторе 63 от первого разрядного импульса тока через открытый диод 64 и конденсатор 65 импульс тока проходит через промежуток управляющий электрод.катод тиристора 21 распределителя импульсов-, вызывая его отпирание. Тиристор 21 вызывает открывание симистора 50 и включение нагрузки, подсоединяемой в анодную цепь симистора 50. При этом на. резисторе 25 появляется напряжение, под действием которого через диод 67 первого элемента ИЛИ времязадающий резистор 14 . начинает заряжаться времязадающий конденсатор 13. Через резисторы 20, 46 и 62 конденсатор 38 заряжается до напряжения пробоя стабилитрона 34. Величина резистора 46 устанавливается такой, чтобы ток, протекающий через него и промежуток управляющий электрод-катод тиристора 22 под действием падения напряжения на резисторе 25, был меньше тока отпирания тиристора 22. Аналогично выбираются сопротивления резисторов 47-49. Поскольку из всех тиристоров . 21-24 распределителя импульсов отперт лишь тиристор 21, до напряжения пробоя стабилитронов 33-36 заряжен лишь конденсатор 38, Когда через интервал времени, определяемый постоянной времени RC-контура на конденсаторе 13 и резисторе 14 конденсатор 13 зарядится до порога отпирания транзистора 12, последний отпира ется, и конденсатор 13 разряжается н резисторы 20 и 62. Амплитуда импульса напряжения, падающего от разряда конденсатора 13 на резисторы 20 и 62, меньше напряжения пробоя стабили тронов 33-36, поэтому хотя напряже - ние этого импульса поступает через конденсаторы 37-40 на все опорные ди оды, откроется лишь тиристор 22, так как суммарное напряжение на конденса торе 38 и напряжение импульса на резисторах 20 и 62 выше напряжения про боя стабилитрона 34. За счет резисто 45, через который анодные цепи всех тиристоров подключены к плюсовой кле ме источника питания постоянного ток и коммутирующих конденсаторов 29и 30 тиристор 21 закрывается, отключая симистор.50 и исполнительный аппарат. Когда включается любой из тиристоров 22-24 распределителя импуль СОВ) заряжается через разделительные диоды 71-73 и резистор 66 конденсатор. 65, вызывая запирание диода 64. Поэтому при разряще конденсатора 61 на резистор 63 тиристор 21 не отпирается. Времязадающий конденсатор 13 начинает теперь заряжаться через диод 68. и резистор 15. Из всех конденсаторов 37-40 заряжается теперь конденсатор 39 до напряжения пробоя стабилитрона.35. Поэтому при разряде конденсатора 13 через открывающийся транзистор 12 на резисторы 20 и 62 из всех тиристоров откроется тиристо 23, а тиристор 22 запирается. Третий разрядный импульс вызовет отпирание тиристора 24, а четвертый - тиристора 21, и процесс работы программного реле времени повторяется. Для подстройки порога срабатывани транзистора 12 с целью настройки реле времени на шкалу выдержек служит резистор 18. Времязадающие резисторы определяющие выдержку времени каждог из исполнительных аппаратов программного реле времени, могут быть выполнены в виде набора постоянных резисторов, подсоединяемых переключателями. Релаксационный генератор импульсов, выполненный на однопереходном транзисторе 59, позволяет существенно увеличить входное сопротив ление порогового устройства - транзистора 12, входящего во времязадающий генератор и тем самым повысить длительность создаваемых выдержек за счет увеличения сопротивления время- задающих резисторов 14-17 до десятков мегом. С этой целью база транзистора 12 подключена через резистор 20 к резистору 62, на котором выделяются отрицательные по отношению к минусоой клемме источника питания импульы, кратковременно снижающие порог рабатывания транзистора 12. Для норальной работы схемы необходимо, чтобы постоянная времени RC -контура на резисторе 60 и конденсаторе 61 была не менее, чем на порядок меньше постоянных времени RC-контуров, образованных конденсатором 13 и. резисторами 14-17/ Диоды 41-44 предотвращают протекание через промежутки катоды-управляющие электроды тиристоров 21-24 обратных токов под действием потенциала на резисторах 25-28, Вместо резисторов 25-28 в схему программного реле времени непосредственно могут быть включены электромагнитные реле. В этом случае симисторы 50-53 из схемы могут быть исключены. В случае включения на вы ходы схемы (клеммы 54-57) электромагнитных аппаратов переменного тока, например, магнитных пускателей, они после срабатывания за счет контактов могут самоблокироваться, не влияя на порядок работы всего устройства. Принципиальная схема программного реле времени не изменится, если в ней будет использован распределитель импульсов не с общим анодным резистором 45, ас коммутирующими конденсаторами, соединяющими катоды смежных тиристоров. Программное реле времени характеризуется бесконтактностью схемы, широким диапазоном регулировки независимых друг от друга выдержек времени, высокой выходной мощностью и надежностью работы,что обеспечит ему практическое применение в различных устройствах программного управления. формула изобретения Программное реле времени, содержащее Времязадающий генератор, выход которого подключен к входу распределителя импульсов, исполнительные аппараты, подключенные к выходам распределителя, элемент ИЛИ, включ.енный между входом времязадающего генератора и выходами распределителя, отличаю щеес я тем, что, с целью повышения точности и -надежности, в него введены элемент ИЛИ, блок запуска распределителя импульсов и релаксационный генератор, выход которого соединен с вторым входом генератора импульсов и через блок запуска распределителя импульсов - с вторым входом распределителя импульсов, вход блока запуска распределителя импульсов через введенный элемент ИЛИ подключен к выходам распределителя импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Дмитренко Л. П. Тиратронные релейные устройства. М., Энергия, 1973, с. 75, рис. 46.

2.Тиристоры. Технический справочник. Пер. с англ, под ред. В. А. Лабунцова и др. .Изд. 2-е доп М., Энергия, 1971, с. 201, рис. 2-86.

3. Патент Японии 1288, кл. 98(5) У о, 1971 (прототип).