Устройство для автоматического переключения нагрузки Советский патент 1981 года по МПК H02J9/06 

36 близко к напр5скению срабатывания устрой ства. Целью изобретения является повышение надежности устройства в работе. Цель достигается тем, что в устройство для автоматического переключения нагрузки, содержащее исполнительное реле контакты которого включены между нагрузкой и зажимами основного и резервного источников питания, а катушка через бесконтактный датчик напряжения, мостовой вьшрямитель и трансформатор подключена к зажимам основного источника, причем бесконтактный датчик напряжения содержит выходной резистор и тран эистор, база которого подключена к средней точке резисторного делителя, введен дополнительный эамьшакшгай контакт испо нительного реле, а в бесконтактный датчи напряжения введены релаксационный генератор из Я С -цепи, стабюгазированный источник, конденсатор и диод, а в качестве транзистора применен однопереходный транзистор, другая база которого через выходной резистор подключена к одному выводу конденсатора RC -цепи, второй вывод которого подключен к эмиттеру однопереходного транзистора и к точке соединения первого резистора делителя и мое- тового вьшрямителя, а средняя точка резисторного делителя через диод пс ключена к положительному зажиму стабилизированного источника, причем второй резис тор делителя зашунтирован замыкающим контактом исполнительного реле. На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства, Датчик напряжения 1 содержит релаксационный генератор из резистора 2 и конденсатора 3 RС -цепи однопереходного транзистора 4 и выходного резистора 5, а также резисторный делитель из первого б и второго 7 резисторов, зашунтирован ный конденсатором 8, и диод 9. RC -цепь из резистора 2 и конденсатора 3 подключена к стабилизированному источнику 10 оперативного питания. Средняя точка RC -цепи соединена с эмиттером Одно- переходного транзистора 4, а второй вы, ход конденсатора 3 через выходной резис тор 5 подключен к базе рдноп еходного транзистора. От основной сети 11 напряжение через трансформатор 12 к резистор 13 поступает на выпрямительный мост 14, ас выхода моста - на конденсатор 8 и резисторный делитель, состоящий из резисторов 6 и 7. С резистора сигнал поступает на базу однопереходно- го транзистора 4. Выходной сигнал дат5чика 1 с выходного резистора 5 подается через диод 15 на вход промежуточного усилителя 16, к выходу которого подключено исполнительное реле 17. Размыкающий контакт 18 исполнительного репе 17 щунтирует резистор 7 резисторного делителя. Контакты 19 исполнительного реле используются для переключения нагрузки 20 с основной сети 11 на резервную сеть 21. Положительный полюс стабилизированного источника оперативного питания 10 связан через диод 9 со средней точкой резисторного делителя. Для контроля основной сети не только по напряжению, но и по частоте в устройстве может быть предусмотрен датчик частоты. Датчик частоты 22, выполненный на основе релаксационного ЕС -генератора, который включает в себя резисторы 23,24, конденсатор 25, однопереходной транзистор 26, установочный потеш.иометр 27 и выходной резистор 28, подключен к стабилизированному источнику 10 оперативного питания. Конденсатор 25 защунтирован транзистором 29, который управляется через резистор ЗО вторичной обмоткой трансформатора 12. ЭмиттерныЙ переход транзистора 29 зашунтирован в обратном направлении диодом 31. С выходного резистора 28 датчика частоты 2:2 через диод 32 сигнал поступает на вход промежуточного усилителя 16. Контакт 33 исполнительного реле 17 включен параллельно резистору 23. Устройство работает следующим образом. Когда напряжение основной сети 11 имеет номинальную величину, то напряжение, подаваемое с резистора 7 на базу однопереходного транзистора 4, выше значения, при котором транзистор включается. В результате на выходном резисторе 5 датчика напряжения 1 сигнал отсутствует и обмотка исполнвительного реле 17 обесточена, нагрузка 20 подключена к основной сети. При снижении напряжения основной сети, когда напряжение на базе транзистора 4 становится достаточным для включения транзистора, происходит срабатывание устройства. Транзистор 4 включается, конденсатор 3 разряжается на выходной резистор 5 датчика напряжения 1 и вход промежуточнохх) усилителя 16. На1фяжение основной сети, соответствующее моменту срабатывания, является напряжением срабатывания устройства. Сопротиьленив резистора 2 выбирается такой велнчины, чтобы ток, протекающий через эмиттер транзистора 4 после окончания разряда конденсатора 3, был меньше тока включения транзистора. Поэтому датчик напряжения 1 при срабатывании устройства работает в режиме генерации, когда транзистор 4 после окончания разряда конденсатора 3 запирается и отпирается вновь лишь при заряде конденсатора 3 (через резистор 2) до напряжения, достаточного для вюпочения транзис тора 4. Импульсы разряда конденсатора 3 в промежзггочном усилителе 16 преобразуются в напряжение питания исполнительного реле 17. В результате реле ср батывает и контактами 19 переключает пита1&е нагрузки 2О с основной сети 11 На резервную сеть 21. Таким образом, наступление режима генерашга сопровождается срабатыванием устройства, а переключение нагрузки с .основной сети на резервную и гфекращекие генерации соответствует возврату устройства и подключению нагрузки вновь к основной сети. Исполнительное реле 17 при своем включении контактами 18 дешунтирует, резистор 7 резисторного делителя. Это вызывает снижение напряжения на базе транзистора 4, и режим генерации прекращается уже при более низком напряжении основной сети, т.е. при котором о .начался. Тем напряжение возврата устройства будет ниже напряжения срабатывания. Разность между напряжениями срабатывания и возврата опреде-. ляется соотношением сопротивлений резисторов 6 и 7. В случае полного ис ;езновения напряжения основной сети режим генерации датчика нагфяжения 1 сохраняется, так как на базу транзистора 4 поступает напряжение от стабилизированного источни ка 1О оперативного питания через диод Ток обмотки исполнительного реле обусловлен сигналом с релаксационного генератора датчика напряжения. Поскольку параметры этого генератора практически не зависят от превышения напряже ния срабатывания устройства над фактическим напряжением основной сети; то и ток обмотки исполнительного реле от ука занного превышения не зависит. Конденсатор 8 обеспечивает сглажива ние пульсаций выходного напр51жения мос тового выпрямителя. Резистор 13 и конденсатор 8 составляют фильтр, предотвра щающий проникновение на базу транзисто ра 4 высоких гармонических напряжений основной сети. Диод 15 предотвращает 56 поступление сигнала на выход датчика напряжения 1 от другого датчика при их совместной работе. Основную сеть можно контролировать не только по напряжению, но и по частоте (в виде примера изображено включение датчика 22 частоты). Датчик 22 выполнен | например, на основе RC -генератора. Подключение датчика показано пунктирными линиями. Работает датчик частоты следующим образом. В один полупериод напряжения основной сети, например отрицательный, транзистор 29 открыт и напряжение на конденсаторе 25 близко к нулю. В другой полупериоп (положительный), когда транзистор 29 закрывается обратным напряжением на эмиттере, конденсатор 25 заряжается через резисторы 23, 24 от стаби- лизированного источника 10 оперативного питания. При номинальной частоте основной сети за положительный полупериод конденсатор 25 не успевает зарядиться до напряжения включения однопереходного транзистора 26, в силу чего сигнал с выходного резистора 28 не поступает. При снижении частоты длительность полупериода увеличивается и наступает момент срабатывания датчика частоты, когда напряжение на конденсаторе 25 за положительный полупериод нарастает до величины напряжения включения транзистора 26. Транзистор включается и с выходного резистора 28 через диод 32 в промежуточный усилитель 16 поступает сигнал, что приводит к включению исполнительного реле 17 и переключению нагрузки с основной сети на резервную. Одновременно замыкающий, контакт 33 исполнительного реле шунтирует резистор 23, что уменьшает посто5шную цепи заряда конденсатора 25. Теперь напряжение на конденсаторе 25 будегг нарастать быстрее и потре ется большая частота основной сети, при которой транзистор 26 перестанет включаться, т.е. при которой датчик частоты возвратится в исходное состо5тие, чем та, при которой он сработал. Разница между частотой срабатывания и возврата зависит от соотношения сопротивлений резисторов 23 и 24. Диод 32 предотвращает поступление выходного сигнала от датчика напряжения 1 на выход датчика частоты. Одновременно диоды 32 и 15 исключают проникновение на вход промежуточного усилитеЛя остаточного напряжения с выходных резисторов 7 при юс срабвпги28 и 5 22 и 1 датчиков веошв. Применение предлагаемого устройства позволит осуществить автоматическое переключение потребителя с основной сети на резервную и автоматический , врат его на основщгю cieTi рри восстано лешга напряжения после/жей . Это способ ствует повышению качества и надежности энергоснабжения потребителей. Формула изобретения Устройство для автоматического пе рекшочения нагрузки, содержащее испол нительное реле, контакты которого включены между нагрузкой н зажимами осно& ного и резервного источника питйния, а катушка через бесконтактный датчик на- пр1асения, мостовой выпрямитель и трансформатор подключена к зажимам основноJCXJ источника, причем бесконтактный датчик напряжения содержит выходной резистор и транзистор, база которого подключена к средней точйё резисторного делите ля, отличающееся тем, что, с 8 5 цепью повашиевия надежности устгройства в работе, в него введен дополнительный замыкавиоиЙ контакт исполнительного реле, а в бесконтактный датчик напряжения введены репаксащюнный генератор из RC , стабилизированный источник, конденсатор и диод, а в качестве транзистора пруим юн однопереходный транзистор, другая база которого через выходной резистор подгапочена к одному выводу конденсатора RC -лепи, второй вывод которотю подключен к эмиттеру однопереходного транзистора, и к точке соедтаения первого резистора делителя и мостового выпря митепц а средняя точка резисторного делителя через диод подключена к положительному зажиму стабилизированного источника, причем второй резистор делителя зашунтирован размыкающим контактом испо шитепьного реле. Источники информагога, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N5 584391, кл. Н О2Л 9/06, 1977. 2.Авторское свидетельство СССР № S51759, кл. Н 02: 9/06,1975.

.I a / Па