Устройство для контроля чередования фаз Советский патент 1981 года по МПК G01R29/18 

Изобретение относится к измерению электрических величин и может быть использовано для контроля чередования фаз трехфазной сети переменного тока. Известны устройства контроля чередования фаз трехфазной сети с использованием реактивных фазосдвйгающих элементов, например конденсаторов l . Недостатком этих устройств является недостаточная надежность при из менении частоты напряжения сети, необходимость подбора величины емкости для создания оптимального фазового сдвига. Известны также устройства на тиристорах без фазосдвигающих кон.денсаторов, в которых используется частичное совпадение во времени фазных напряжений, подаваемых на анод и управляющий электрод тиристора. Эт устройства содержат тиристор с подкл ченной к аноду нагрузкой и резистор. подключенный к управляющему электроду тиристора, а также второй резистор и диод Г2 . Недостатком, устройств является недостаточная надежность, обусловленная чувствительностью устройств не только к чередованию, но и величине сдвига фаз и амплитуде напряжения трехфазной сети. Цель изобретения - повышение надежности устройства при изменении параметров трехфазной сети (сдвига фаз и амплитуды напряжения). Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля чередования фаз содержащее тиристор, к аноду которого подключена нагрузка и первый резистор, подключенный к управляющему электроду тиристора, а также второй резистор и диод, введены два биполярных транзистора, один вывод второго резистора соединен с нулевой клеммой источника трехфазного напряжения, а второй вывод соединен с пер3вой фазой источника трехфазного напряжения через переход база-эмиттер первого транзистора, со второй фазой источника трехфазного напряжение через диод, с третьей фазой - через переход база-эмиттер второго транзистора, коллектор первого транзистора соединен со вторым выводом нагрузки, коллектор второго транзистора соединен со вторым вьшод ом первог резистора, а кагод тиристора - с одной клеммой источника питания нагруз ки. На чертеже приведена схема устрой ства контроля чередования фаз. Устройство контроля чередования фаз содержит тиристор 1 с подключенн к аноду нагрузкой 2. К управляющему электроду тиристора 1 подключен резистор 3. Один вывод резистора 4 сое динен с -нулевой клеммой 5 источника трехфазного напряжения, второй вывод - с фазой 6 трехфазного источника напряжения через переход базаэмиттер транзистора 7, с фазой 8 через диод 9, с фазой 10 - через переход база-эмиттер транзистора 11. Коллектор транзистора 7 соединен со вторым выводом нагрузки 2. Коллектор транзистора 11 соединен со вторым выводом резистора 3. Устройство работает следующим образом. Переход эмиттер-база транзистора 7, диод 9 и переход эмиттер-база транзистора 11 вместе с резистором 4 образуют трехфазный однополупериодны выпрямитель, в котором указанные переходы база-эмиттер транзисторов 7 и 11 и диод 9 отпираются поочередно один раз за период питающей сети. При этом происходит поочередное умен шение сопротивления коллекторного пе рехода транзисторов 7 и 11, в резуль тате чего на коллекторах транзистор появляются импульсные напряжения положительной полярности. Когда открыт транзистор 11 в цепи управляющего электрода тиристора 1 через ограничительный резистор 3 проходит ток, д статочный для перевода тиристора в крытое состояние, однако при этом транзистор 7 закрыт и ток через нагрузку 2 отсутствует. При определен ном чередовании фаз, когда после за пирания транзистора I1 отпирается диод 9, а затем транзистор 7, ток через нагрузку 2 всегда будет равен нулю, поскольку в течение промежутк 2 времени, соответствующего открытому состоянию диода 9, напряжение на аноде тиристора и ток управляющего электрода отсутствуют, течение промежутка времени, соответствующего открытому состоянию транзистора 7, напряжение на анод тиристора поступает, то тока управляющего электрода нет. При указанном чередовании фаз изменение сдвига фаз питающей сети может привести лишь к некоторому изменению промежутка времени, в течение которого открыт транзистор 7 и транзистор I1, однако появление тока в нагрузке полностью исключено. Ток через нагрузку 2 проходит лишь при определенном чередовании фаз, когда промежуток времени, в течение которого открыт транзистор 7, следует за промежутком времени, в течение которого открыт транзистор 11. Это объясняется тем, что время переключения транзисторов 11 и 7, отключающих ток управляющего электрода тиристора и подающих напряжение в цепь анода, существенно меньще времени выключения тиристора, что обеспечивает надежное прохождение тока через нагрузку и тиристор после отпирания транзистора 7. Изменение амплитуды сетевого напряжения и сдвига фаз не влияет на процесс отпирания тиристора, который имеет место лишь при определенном чередовании фаз трехфазной сети. В рассмотренном случае источником питания нагрузки 2 является фазное напряжение, действующее между клеммами 5 и 6. Однако таким же образом устройство может работать и при питании нагрузки от отдельного источника постоянного напряжения. В этом случае катод тиристора также соединяется с одной клеммой источника питания, а вторая его клемма подключается к точке соединения резистора 4 с транзисторами 7 и 11, переходы база-эмиттер которых подсоединяются к резистору 4 эмиттером. При этом потребление тока от трехфазной сети минимально (ток проходит только через резистор 4). В качестве нагрузки 2 могут быть использованы лампа накаливания, светодиод или газоразрядная лампа с балластным резистором, обмотка электромагнитного реле, при необходимости щунтированйая конденсатором, светодиод тиристорного оптрона и др. Если 5 напряжение фазы больше напряжения, допустимого для переходов транзистора, то последовательно с перехода.ми включают диоды. В аппаратуре, содержащей трехфазные выпрямители 27 или 12 В для питания элементов автоматики, фазы 6, 8 и 10 устройства по ключаются к фазам вторичных обмоток трансформатора вьшрямителя, а клемма 5 г к средней точке указанных обмоток трансформатора. Благодаря предлагаемым составу и функциональным связям обеспечивает ся высокая надежность работы устройства контроля чередования фаз. Формула изобретения Устройство для контроля чередования фаз, содержащее тиристор, к ано ду которого подключена нагрузка и первый резистор, подключенный к управляющему электроду тиристора, а также второй резистор и диод, о т лич ающе е с я тем, что, с 2 целью повьгаения надежности устройства в него введены два биполярных транзистора, один вывод второго резистора соединен с нулевой клеммой источника трехфазного напряжения, а второй выВОД соединен с первой фазой источни-. ка трехфазного напряжения через переход база-эмиттер первого транзистора, со второй фазой источника трехфазного напряжения - через диод, с третьей фазой источника трехфаз нрго напряжения - через переход базаэмиттер второго транзистора, коллектор первого транзистора соединен со вторым выводом нагрузки,.коллектор второго транзистора соединен со вторым выводом первого резистора, а катод тиристора соединеи с одной из клемм источника питания нагрузки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 421087, кл. G 01 R 29/18, 1976. 2.Авторское свидетельство № 391500, кл. G 01 R 29/18, 1972.

/

5/

/

V