Реле времени Советский патент 1981 года по МПК H03K17/28 

(54) РЕЛЕ ВРЕМЕНИ

I

Изобретение относится к релейной защи те Н автоматике энергосистем, более конкретно - к органам выдержки времени.

Известно реле времени, содержащее времязадающую RC-цепочку и пороговый орган на биполярных транзисторах. Для уменьшения шунтирующего влияния входного сопротивления порогового органа на время задающую RC-цепочку в этом реле времени применен генератор коммутирующих импульсов (блокинг-генератор) 1.

Однако такое решение приводит к усложнению схемы и снижению помехоустойчивости реле,времени.

Реле времени с пороговыми органами на полевых трачзисторах практически не влияют на заряд (или разряд) конденсатора времязадающеч RC-цепи, т. е. на выдержку времени и потому эти реле времени в настоя щее время находят широкое применение.

Наиболее близким к предлагаемому является реле времени, которое в качестве порогового органа содержит полевой транзистор, исток которого смещен напряжением, снимаемым с стабилитрона, а сток подключен к управляющему электроду тиристора. Времязадающая RC-цепь подключена параллельно переходу исток-затвор полевого транзистора 2.

Недостатком этого реле времени является невысокая температурная стабильность, так

как напряжение отсечки полевого транзистора при изменении температуры окружающей среды существенно изменяется. Реле не имеет защиты от помех. Кроме того, ввиду применения тиристора это реле времени невозможно возвратить в несработанное состояние без снятия с него напряжения питания.

Известно реле времени, содержащее вре мязадающую RC-цепочку, триггер Шмитта с входным полевым и выходным биполярным транзисторами, выходной усилитель и герконы. Выдержка времени настраивается путем изменения напряжения, до которого заряжается конденсатор RC-цепи для срабатывания реле времени. Это напряжение обуславливается потенциалом средней точки потенциометра после пуска реле времени. Реле времени имеет упрощенную схему и повышенную надежность 3.

Однако известное реле времени недостаточно помехоустойчивое и, кроме того, не дает возможности установить выдержки времени меньше величины, определяемой напряжением срабатывания и возврата триггера Шмитта

t,v,MH rfn|-:- «,

(1)

где t(j,nH- минимальная выдержка времени;t - постоянная времязадающей RC

цепи;

Uep - напряжение срабатывания триггера Шмитта;

UBoiBp - напряжение возврата триггера

Шмитта; Е - напряжение источника питания

На выдержках времени, меньших определенной по формуле (1), реле времени при пуске срабатывает мгновенно, так как скачок потенциала на обкладке конденсатора, присоединенной к затвору полевого транзистора, меньше величины, необходимой для возврата триггера Шмитта.

Цель изобретения - повышение помехоустойчивости и расширение диапазона установок времени.

Поставленная цель достигается тем, что реле времени, содержаш.ее времязадающую RC-цепочку, триггер Шмитта с входным полевым и выходным биполярным транзистором, выходной усилитель, подключенный к выходу триггера Шмитта, пусковой контакт, включенный между клеммой источника питания и входом времязадающей RC-цепи и соединенный с выходным усилителем, введены два соединенных последовательно резистора, включенные между выходом времязадающей RC-цепи и входом триггера Шмит та, и два конденсатора, один из которых включен между точкой соединения введенных резисторов и через пусковой контакт с клеммой источника питания, другой подключен параллельно управляющему входу полевого транзистора триггера Шмитта.

На чертеже изображена принципиальная схема реле времени.

Устройство содержит времязадающую RC-цепочку на резисторе 1 и конденсаторе 2 триггер 3 Еймитта, выходной усилитель 4, пусковой контакт 5, потенциометр 6, резисторы 7, 8 и конденсаторы 9 и 10.

Резистор 8 и конденсатор 10 служат для повышения помехоустойчивости триггера 3 Шмитта.

Резистор 7 и конденсатор 9 обеспечивает надежный возврат триггера 3 Шмитта при пуске на малых уставках времени.

До пуска реле времени пусковой контакт 5 разомкнут. Триггер Шмитта находится в сработанном состоянии, т. е. входной полевой транзистор открыт, а выходной биполярный закрыт. Но усилитель 4 сигнала на выход не дает, так как на него не подается напряжение.

При замыкании пускового контакта 5, определяющем начало отсчета времени, на выходной усилитель 4 подается напряжение питания, а на вход триггера 3 Шмитта подается импульс возврата, .амплитуда которого равна напряжению питания, а длительность определяется конденсатором 9 и резистором 7.

При подключении к параллельно управляющему входу триггера Шмитта помехозащитного конденсатора 10, но при отсутствии конденсатора 9 минимальная возможная выдержка времени увеличивается еще больще, чем согласно форм-уле () Это происходит потому, что конденсатор 10.требует времени для своего перезаряда до величины напряжения, при .котором происходит возврат триггера Шмитта. Когда скачок потенциала на обкладке конденсатора RC-цепи невелик, конденсатор 10 перезаряжается медленно и выходной-усилитель 4 успевает срабатывать. Импульс, обеспечиваемый конденсатором 9, достаточен для возврата триггера Шмитта и при наличии помехозащитного конденсатора 10. Таким образом, при пуске реле времени триггер 3 Шмитта и выходной усилитель 4 сигнала не выдает.

Одновременно, при запуске, средняя точка потенциометра 6 получает скачок потенциала, а также обкладка конденсатора RCцепи, присоединенная к затвору полевого транзистора получают скачок потенциала. Триггер Шмитта срабатывает пока потенциал на упомянутой обкладке конденсатора не возрастает до величины напряжения срабатывания триггера Шмитта (в результате заряда конденсатора через зарядный резистор) . Конденсатор 2 начинает заряжаться и напряжение на входе триггера 3 Шмитта возрастает до напряжения срабатывания Ucp. При этом триггер 3 Шмитта срабать1вает и выходной усилитель 4 выдает сигнал, определяющий конец отсчета времени.

Таким образом, импульс запуска обеспечивает сформированный возврат триггера 3 Шмитта при наличии помехозащитного конденсатора 10, а также при скачке напряжения на среднем выводе потенциометра 6 меньше необходимого для возврата триггера Шмитта. Выдержка времени меньше времени 1мнн, определяемого формулой/(1).

Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает повышенную помехоустойчивость и расширяет диапазон уставок времени в сторону минимальных уста вок.

Формула изобретения

Реле времени, содержащее времязадающую RC-цепочку, триггер Шмитта с вход/ным полевым и выходным, биполярным трак3HCtopOM, выходной усилитель, подключенный к выходу триггера Шмитта, пусковой контакт, включенный между клеммой источника питания и входом времязадающей RC-цепи и соединенный с выходным усилителем, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и расширения диапазона установок времени, в него введены два соединенных последовательно резистора, включенные между выходом времязадаюш.ей RC-цепи и входом триггера Шмитта, и два конденсатора, один из которых включен между точкой соединения введенх резисторов и через пусковой контакт клеммой источника питания, другой подючен параллельно управляющему входу левого транзистора триггера Шмитта. Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 381169, кл. Н 03 К 17/56, 11.05.71. 2.Авторское свидетельство СССР 571905, кл. Н 03 К 17/28, 21.04.76. 3.Авторское свидетельство СССР 391735, кл. Н 03 К 17/56, 18.05.71 (проип).