Реле минимального напряжения Советский патент 1981 года по МПК H01H83/12 H02H3/24 

Изобретение относится к устройст вам защиты и автоматики, в частност к устройствам обеспечения беспере о ного питания ответственных потребителей переменного тока, не допускающих длительного перерыва питания. Известны реле напряжения, используемые в устройствах защиты сетей от пропадания питающего напряжения или снижения последнего ниже уставов ленного значения, например, устройство контроля .напряжения, содержащее выпрямитель и преобразователь выпрям ленного напряжения в импульсное, в котором переменное напряжение сначала выпрямляют, а затем преобразуют в импульсное, скважность которого пропорциональна амплитуде входного сигнала Х. Недостатком данного устройства является низкое быстродействие, обус ловленное инерционностью процессов преобразования переменного напряжеВИЯ в постоянное и последующего преобразования постоянного в импульсное. . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является реле напряжения, содержащее трансфор матор, двухполупериодный выпрямитель, емкостный фильтр, в котором контролируемое напряжение с выходной обмотки трансформатора поступает на один из входов компаратора через последовательно соединенные выпрямитель и емкостный фильтр, а на второй вход компаратора поступает постоянное опорное напряжение L JНедостатком данного реле является низкое быстродействие, обусловленное инерционностью емкостного фильтра. Цель изобретения - повышение быстродействия. Поставленная цель достигается тем, что реле минимального напряжения переменного тока, содержащее входной трансформатор, ко вторичной обмотке которого подключен один из входов компаратора, нагруженного на исполнительный орган, снабжено последовательно соединенными синхронизированным генератором прямоугольных биполярных импульсов удвоенной частоты по отношению к частоте входного напряжения реле, интегратором и ограничителем напряжения, включенными между выходной обмоткой трансформатора и вторым входом компаратора.

Синхронизированный генератор прямоугольных биполярных импульсов I содержит на входе нуль-орган, выход которого подключен к одному из входов схемы совпадения полярностей импульсов непосредственно, а ко второму ее входу через последовательно соединенные интегратор и второй нульорган. Таким образом, в устройстве исключается дополнительная погрешность, обусловленная изменением частоты входного напряжения.

На фиг. 1 представлена схема реле.

Устройство содержит входной трансформатор 1, ко вторичной обмотке которого подключен синхронизированный генератор 2 прямоугольных импульсов удвоенной частоты, интегратор 3, ограничитель 4 напряжения и компаратор 5, нагруженный на исполнительный орган; на фиг. 2 - временная диаграмма напряжений, действующих на выходахфункциональных узлов реле/ на фиг.З представлена схема синхронизированного генератора прямоугольных импульсов удвоенной частоты.

Синхронизированный генератор содержит нуль-орган б и 7, интегратор. 8, схему совпадения полярностей выходных импульсов нуль-органов б и 7,

На фиг. 4 - временная диаграмма, поясняющая принцип действия генератора 2.

Принцип действия данного реле заключается в сравнении входного синусоидального напряжения с синфазным импульсным напряжением трапецеидальной формы, используемым в качестве опорного напряжения.

На выходе генератора 2 (фиг.1) , после каждого перехода входного синусоидального напряжения (Ugj) через нелевое значение, формируется положительный прямоугольный импульс длительностью четверть периода/ колебаний (напряжение U фиг. 2) . Данное напряжение i поступает на интегратора 3, на выходе которого появляются при этом импульсы треугольной формы (напряжение 1)2). Преобразование треугольной формы импульсов в трапецеидальную осуществляется с помощью ограничителя 4 напряжения, где амплитуда входного напряжения ограничивается на уровне . Сигнал срабатывания на выходе реле появляется при снижении выходного напряжения ниже опорного, данное сравнение напряжений осуществляет элемент 5. Максимальная погрешность апрокскмации синусоидального напряжения трапецеидальным может составить

(при - ) порядка 14.

Геме атор 2 (фиг. 1) наиболее раионально выполнить по схеме, привеенной на фиг. 3. Здесь на выходе уль-органа 6 появляются прямоугольные импульсы, длительность которых равна полупериоду колебаний входного напряжения. На выходе интегратора 8 формируются импульсы треугольной формы (фиг. 4), поступающие на с вход другого нуль-органа 7. Прямоугольные импульсы на выходе нуль-органа 7, аналогичные выходным импульсам нуль-органа б, имеют длительность, равную полупериоду, но сдвинуты от носительно моментов перехода входного напряжения через нулевое значение на четверть периода. Выходные сигналы нуль-органов 6 и 7 поступают на вход логической схемы совпадения полярностей импульсов, на выхо5 де которой появляются прямоугольные импульсы удвоенной, частоты.

Время срабатывания предлагаемого реле не зависит от фазы снижения входного напряжения ниже установленного значения и практически равно нулю, что весьма важно при использовании реле в установках бесперебойного питания повышенного быстродействия, поскольку в данном случае достигает5 ся существенное повышение надежности электроснабжения наиболее ответс;гвенных потребителей переменного тока.

Формула изобретения

1. Реле минимального напряжения переменного тока, содержащее входной трансформатор, ко вторичной Обмотке

которого подключен один из входов

компаратора нагруженного на исполнительный орган, отличающеес я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно снабжено последовательно соединенными синхронизирован-ным генератором прямоугольных биполярных импульсов удвоенной частоты по отношению к частоте входного напряжения реле, интегратором и ограничителем напряжения, включенными межЯУ обмоткой трансформатора и вторым входом компаратора.

2. Реле по п. 1, отличающее с я тем, ЧТОсинхронизированный генератор прямоугольных биполярных импульсов содержит на входе нульорган, выход которого подключен к одному из входов схемы совпадения полярностей импульсов непосредствен- . но, а ко второму ее входу через последовательно соединенные интегратор .

и второй нуль-орган.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3852731, кл. 340-248 В, 1974.

2.Грейвулис Я.П. и др. Полупроодниковые реле тока и напряжения. . , Энергия, 1970, с. 12-41 (проотип) .