Устройство задержки Советский патент 1982 года по МПК H01H47/18 

(St) УСТРОЙСТВО ЗАДЕРЖКИ

1

Изобретение относится к автоматике, в частности к устройствам для выдержки времени, и может быть ис пользовано в устройствах автоматичес кого управления и контроля.

Известно реле времени, содержащее времязадающую RC-цепь, пороговый транзистор, коллектор которого соединен с базой исполнительного транзистора с диодом в цепи эмиттера и обмоткой электромагнитного реле в цепи коллектора, ключ запуска, вклюценный последовательно с другим диодом в прямой проводимости и обмоткой электромагнитного реле между шинами, источника питания ГП.

Данное устройство обеспечивает управление одним электромагнитным, реле.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является реле времени, которое содержит времязадающую RCцепь, одна обкладка конденсатора которой соединена через резистор с перВОЙ шиной питания и через другой резистор - с общей шиной питания, а вторая обкладка - с базой порогового транзистора, эмиттер которого подсоединен к общей шине питания, а коллектор - к базе исполнительного транзистора, в цепь коллектора которого через последовательно соединенные гасящий резистор и свой первый замыкающий контакт включена обмотка электромагнитного реле с параллельно включенным диодом, причем один из выводов обмотки указанного реле соединен со второй шиной питания, второй замыкающий контакт этого реле включен между общей юинбй питания и первой обкладкой указанного конденсатора времязадаюцей RC-цепи, а между второй и общей шинами питания последовательно с обмоткой указанного реле включен ключ запуска С2..

Недостатком указанного реле времени являются его ограниченные функ39циональные возможности, выражающиеся в том, что она позволяет в определенн е моменты времени управлять ком мутациями только одного электромагнитного реле. Цель изобретения.- расширение функциональных возможностей устройст ва путем обеспечения управления коммутациями нескольких исполнительных электромагнитных реле. Поставленная цель достигается тем что устройство задержки, содержащее врёмязажающую RC-цепь, одна обкладка конденсатора которой соединена через резистор с первой шиной питания и через другой резистор - с общей шиной питания, а вторая обкладка - с базой порогового транзистора, эмиттер которого подсоединен к общей шине питания, а коллектор - к базе исполнительного транзистора, в цепь коллектора которого через гасящий ре зистор и свой первый замыкающий контакт включена обмотка электромагнитного реле с параллельно соединенным диодом, причем один из выводов обмот ки этого реле соединен со второй шиной питания, ключ запуска, одним выводом подключенный к общей шине пита ния, снабжено несколькими ячейками по числу управляемых электромагнитны реле, каждая из которых содержит одно из указанных электромагнитных реле, второе электромагнитное реле, первый и второй логические элементы ИЛИ, первый и второй коммутационные элементы, в каждой из ячеек-выход пе вого логического элемента-ИЛИ через указанный первый замыкающий контакт первого электромагнитного реле соединен с выводом указанного гасящего резистора,- а через размыкающий конта второго электромагнитного реле - со вторым выводом обмотки первого элёк|Тромагнитного реле, первые входы nepBbix логических элементов ИЛИ всех ячеек объединены и через ключ запуска подключены к общей шине питания, второй вход первого логического элемента ИЛИ в каждой из ячеек через гРамыкающий контакт первого коммутационного элемента эт&й же ячейки также подключен к общей шине питания, кроме этого, второй вход первого логического элемента ИЛИ первой ячейки соединен с первыми входами вторых логических элементов ИЛИ всех последующих ячеек, второй вход первого ло йческого элемента ИЛИ каждой из двух 2 ячеек, кроме последней, соединен в предшествующих ячейках с теми входами вторых логических элементов ИЛИ, порядковые номера которых на единицу меньше порядкового номера рассматриваемой ячейки, а в последующих ячейках - с теми входами вторых логических элементов ИЛИ, порядковые номера которых совпадают с порядковым номером рассматриваемой ячейки, второй вход первого логического элемента ИЛИ последней ячейки соединен в предшествующих ячейках со входами вторых логических элементов ИЛИ, порядковые номера которых на единицу меньше порядкового номера последней ячейки, выход второго логического элемента ИЛИ в каждой из ячеек подключен к первому выводу обмотки второго электромагнитного реле и через замыкаю 1дий контакт второго коммутационного элемента этой же ячейки - к общей шине питания, а второй вывод обмотки .второго электромагнитного реле соединен со второй шиной питания, при этом между первой обкладкой указанного конденсатора времязадающей RC-цепи и общей шиной питания включены параллельно соединенные вторые замыкающие контакты первых электромагнитных реле всех ячеек. На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства для выдержки времени в работе реле. Устройство задержки содержит времязадающую RC-цепь, состоящую из конденсатора 1 и резистора 2. Одна обкладка конденсатора 1 соединена через резистор 3 с первой шиной 4 питания и через другой резистор 5 с общей шиной 6 питания. Вторая обкладка конденсатора 1 соединена с базой порогового транзистора 7, эмиттер которого подключен к общей шине 6 питания, а коллектор соединяется с базой исполнительного транзистора 8 и через резистор - с первой шиной 4 питания. Эмиттер исполнительного транзистора 8 через диод 9 соединен с общей шиной 6 питания и через резистор 10 с первой шиной А питания. коллектору исполнительного транистора 8 подключен гасящий резистор 11. Устройство соДержит также нескольо ячеек 12-1-12-21 по числу управяемых электромагнитных реле. Каждая зеячеек 12-i (здесь и в дальнейшем ,2,...,n) состоит из управляемого электромагнитного реле второго электромагнитного реле H-i, первого логического элемента ИЛИ, второго логического элемента l6-i ИЛИ, первого коммутационного элемента (не показан) с замыкающим контактом 17-1, второго коммутационного элемента (не показан) с замыкающим контактом l8-i. Параллельно обмотке электромагнитного реле подключен диод 19-i« Первый логический элемент t5-i ИЛИ выполнен на диодах 20-i и 21-i . В состав второго логического элемента 16-1 ИЛИ входят диоды 22-1,23-1,24-1 Количество диодов, входящих в состав второго логического элемента 16-1 ИЛИ, равно п-1, т.е. на единицу меньше количества ячеек в устройстве. В каждой из ячеек 12-1 выход 25-1 первого логического элемента 15-1 ИЛИ через первый замыкающий контакт 26-1 первого электромагни1 1ого реле 13-1 соединен с выводом гасящего резйстора 11. В цепь обмотки реле 13-1 включен размыкающий контакт 27-i второго электромагнитного реле 14-1. Первые входы 28-1, 28-2,..., 28-п первых поТическйх элементов 15-1, 15-2, ИЛИ объединены и через ключ 29 запус КЗ подключены к общей шине 6 питания. Второй вход 30-1 первого логического элемента 15-1 ИЛИ в каждой из ячеек 12-1 через замыкающий контакт IJ-i Первого коммутационного элемента (не показан) этой же ячейки также подключен к общей шине 6 питания. Кроме этого, второй, вход 30-1 первого логического элемента 15-1 ИЛИ первой ячей ки 12-1 соединен с первыми входами 31-3, 31-п, вторых логических элементов 16-2,..., 1б-п Или всех последующих ячеек 12-2-12-п. Второй вход (например, 30-2) первого логического элемента (например, 15-2) ИШ каждой из других ячеек (например, 12-2)кроме последней 12-п соединен в: предшествующих ячейках в соответствии с примером 12-1 с теми входами вторых логических элементов 1б-1 ИЛИ, номера которых на единицу меньше порядкового номера рассматриваемой ячейки (в примере рассматривается ячейка 12-2, следовательно, порядковый номер ее второй, поэтому второй вход 30-2 элемента 15-2 соединен в предшествующей ячейке 12-1 со входом 31-1 элемента 16-1, т.е. с первым входом этого эле1мента). В последующих ячейках (в третьей, четвертой и т:.Д. до п-ной) второй вход (30-2) первого логического элемента (15-2).ИЛИ соединен с теми входами вторых логических элементов ИЛИ (до 1б-п), номера которых совпадают с порядковым номером рассматриваемой ячейки (для приведенного примера второй вход 30-2 элемента 15-2 соединен в последующих ячейках третьей, четвертой и т.д. до п-й со вторыми входами 32-П элементов 1б-1т). Второй вход 30-п первого логического элемента 15-п ИЛИ последней ячейки 12-п соединен в предшествующих ячейках 12-1, 12-2,..., и т.д. до п-1 ячейки со входами 33-1, 33-2 вторых алогических элементов 16-1,16-2 ИЛИ, номера которых на единицу меньше порядкового номера последней ячейки 12-п, т.е. номера входов должны быть равны п-1. Выход 34-1 второго логического элемента 16-1 ИЛИ в каждой из ячеек 12-1 подключен к первому выводу обмоТки второго электромагнитного реле Н-1 и через замыкающий конконтакт 18-1 второго коммутационного элемента (не показан) этой же ячейки 12-1 - к общей шине 6 питания. Вторые замыкающие контакты 35-1, 35-2,..., 35-п первых электромагнитных реле ;13-1, 13-2,.., З-п соединены параллельно и включены между первой обкладкой конденсатора 1 времязажающей RCцепи и общей шиной 6 питания, Другие выводы обмотбк реле 13-1, 14-1 подключены ко второй шине 36 питания. Устройство выдержки времени в работе реле работает следующим образом . nptj. подаче напряжения на шины 4,6 и Зб питания открывается и входит в .состояние насыщения пороговый тра нзистор 7. Конденсатор 1 заряжается соста зляющей базового тока этого транзистора до напряжения, равного по величине падению напряжения на резисторе 5 который совместно с резистором 3 образует делитель напряжения. Цепь, заряда конденсатора 1 следующая: общая шина 6 питания - открытый эмиттерный переход порогового транзистора 7 - конденсатор 1 - резистор 3 - первая шина 4 питания. Коллекторная цепь исполнительного транзистора 8 пока разомкнута, так как разомкнуты замыкающие контакты 26-1, 26-2,.., 2б-п, реле 13-1,...,13-2,..,13-п. При замыкании ключа 29 запуска срабатывают

электромагнитные реле , 13-2,.., во всех ячейках 12-1, 12-2,.., 12-п, Например, для ячейки 12-1 ток срабатывания реле протекает по следующей цепи: общая шина 6 питания замкнутый ключ 29 запуска - первый вход 28-1 элемента 15-1 ИЛИ - диод 20-1 - выход 25-1 элемента 15-1 ИЛИ замкнутый размыкающий контакт 27-1 реле ТА-1 - обмотка реле 13-1 - вторая шина 36 питания. После этого клю 29 запуска может быть выключен. Реле 13-1-13-п, срабатывая, замыкают свои контакты (соответвенио 26-1 и 35-1, 26-2 и 35-2,., 2б-п и 35-г Через KO такты 26-1, 26-2,..,26-п и гасящий р зистор И обмотки реле 13-t - 13-п включaюtcя в коллекторную цепь испол нительного транзистора 8, а замыкающ ми контактами - 35-п первая обкладка заряженного конденсатора 1 со димйется с o6 iieJt шиной 6 питания, Таким образом заряженный конденсатор Т включается параллельно эмитте ному переходу порогового транзистора 7. При этом транзистор 7 резко запирается и на его коллекторе появляется 8Ем:ркий отрицательный потенциал. Следовательно,. открывается исполнительный транзистор 8, коллекторным током которого реле 13-1 - 13-п удерживаются е ср.аботанном состоянии.Например, для ячейки 12-1 ток удержания реле протекает по следующей цепи: общая шина 6 питания - диод 9 участок эмиттер - коллектор насыщенного транзистора 8 - гасящий резистор It - замкнутый контакт 2б-1 - замкнутый контакт 27-1 реле Й-1 - обмотка реле 13-1 - вторая шина 36 питания . С момента срабатывания реле 13-1 13П (замыкания их контактов 35-1 35-п) начинается процесс перезарядки конденсатора 1 по цепи общая шина 6 питания - параллельно соединенные замыкающие контакты 35-1 - 35-п конденсатор 1 - резистор 2 - первая шина 4 питания. Длительность процесса перезаряда пропорциональна посТ9ЯННОЙ времени, опре,:,еляемой выражениемf Сх, X Rrj, где г - постоянная времени; С) - емкость конденсатора 1; R - сопротивление резистора 2. Устройство обеспечивает 3 варианта дальнейшего развития временной выодержки в работе реле. Во-первых,одновременное отпускание реле ... во всех ячейках 12-1 - 12-п в момент истечения интервала времени, задаваемого хронирующими элементами устройства; во-вторых, отпускание реле в одной или в нескольких ячейках 12-i до истечения интервала времени, задаваемого хронирующими элементами устройства, т.е. в процессе перезаряда конденсатора 1.; в-третьих, сработанное состояние реле в одной из ячеек 12-i, которое сохраняется и после истечения интервала времени, задаваемого хронирующими элементами устройства, но при этом реле 13-i в остальных ячейках - в отпущенных состояниях. Одновременное отпускание реле 13-1 - 13-п во всех ячейках 12-1 12-п происходит следующим образом, Когда напряжение на конденсатрре 1, уменьшаясь при перезаряде, достигает порога отпирания транзистора 7, последний открывается и входит в состояние насыщения. Исполнительный транзистор 8 при этом запирается,так как база его соединяется с общей шмной 6 питания через насьнденный транзистор 7 а эмиттер имеет отрицательный (запирающий) потенциал относительно Общей шины 6, обусловленный протеканием тока по диоду 9 смещения. При запирании исполнительного транзистора 8 разрывается цепь удержания реле 13-1 - , следовательно, эти реле отпускают, размыкая соответственно свои контакты 26-1 и 25-1, 26-2 и 35-2,/., 26-п и 35-11. Конденсатор 1 снова заряжается через эмиттерный переход транзистора 7 до исходного напряжения, устройство готово для отработки очередной выдержки времени. Отпускание реле 13-i в одной или в нескольких ячейках 12-i до истечения интервала времени, З адаваемого хронирующими Элементами устройства,т.е. в процессе перезаряда конденсатора t, происходит следующим образом. Если конкретные условия временной npoi- раммы для некоторых реле (например, для реле з-1 и 13-2) требуют, чтобы эти реле (13-1 и 13-2) разомкнулись раньше, чем кончится указанный интервал времени, то должны сработать коммутационные элементы (не показаны) с замыкающими контактами 18-1- 18-1 и 1,8-2 в этий ячейках 12-1 и 12-2. При замыкании, например, кон991тактов 18-1 и 18-2срабатывают соответственно реле H-l и 14-2, разрывая свои контакты 27-1 и 27-2 в цепи обмоток реле 13-1 и 13-2. Таким образом реле 13-1 и 13-2 отпускают, размыкаютсп их контакты 26-1 и 35-1, 26-2 и 35-2. Но перезаряд конденсатора Т продолжается,так как,несмотря на размыкание контактов 35-1 и 35-2, первая обкладка конденсатора 1 имеет соединение с общей шиной 6 питания через оставшиеся замкнутыми контакты реле третьей, четвертой и т.д. до п-ой ячеек (). Отпускание оставшихся (13-1 и )32) реле произойдет в момент окончания имтервала времени , задаваемого хронирующими элементами, при отпирании порогового транзистора 7 и запирании исполнительного транзистора, 8. Сработанное состояние реле ТЗ-i в одной из ячеек 12-1, которое сохраняется и после окоймания интервала времени, задаваемого хронирующими элементами устройства, обеспечивается следущйм образом. Если конкретные условия временной программы для некоторого реле (например 13-п). требуют, чтобы это реле осталось в сработанном состояний, то должен сра ботать коммутационный элемент (не показан) с замыкающим контактом 17-п в этой же ячейке t2-n. При замыкании контакта 17-п возникает другая цепь удержания реле 13-л в сработанном состоянии: общая шина &- замыкающий контакт 17-п, второй вход JO-n логического элемента 15-п ИЛИ - диод 21-п - выход 25-п логического элемента 15-п ИЛИ - размыкающий контак 27-п-обмотка реле 13-п - вторая шина Зб питания. Одновременно при замыкании контакта 17-П срабатывают реле 1tTl, Й-2... во всех предыдущих яче ках (до п-1-ой). Например, реле первой ячейке t2-1 срабатывает по следующей цепи: общая шина 6 - замыкающий контакт 17-П - вход 33- логи ческого элемента 16-1 ИЛИ - диод 21 выход логического элемента 16-1 ИЛИ - обмотка реле - вторая ши на 36 питания. Следовательно, испол нительные реле 13-1 13-2... во всех предыдущих ячейках (до л-1-ой) отпус кают, так как разрываются контакты 27-1, 27-2 соответственно реле 14-1, Н-2. Для того, чтобы подготовить устройство к следующему циклу работы. необходимо перевести коммутационный элемент (не показан) с замыкающим контактом 17-п в разомкнутое состояние. При этом реле 13-П отпускает, размыкая свои контакты 2б-п и 35-п, конденсатор 1 заряжается через эмиттерный переход транзистора 7 до исходного перед следующей выдержкой времени напряжения. Так как коллекторная цепь исполнительного транзистора 8 разомкнута в исходном перед выдержкой времени состоянии (контакты 26-1 - 2б-п par зомкнуты), то влияние на функционирование устройства неуправляемого обг ратного тока через коллекторный переход этого транзистора значительно уменьшено. Это обеспечивает повышенную надежность устройства и расширенный температурный диапазон его работы. Формула изобретения Устройство задержки, содержащее времязадйющую RC-цепь, одна обклад- , ка конденсатора которой соединена через резистор с первой шиной питания и через другой резистор - с общей шиной питания, а вторая обкладка - с базой порогового транзистора, эмиттер которого гюдсоединен к общей шине питания, а коллектор - к базе исполнительного транзистора,в цепь коллектора которого через гасящий резистор и свой первый замыкающий контакт включена обмотка электромагнитного реле с параллельно соединенным диодом, причем один из выводов обмотки этого реле соединен с второй шиной питания ключ запуска, одним выводом подключенный к шине питания, о т л и ч а , е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения управления коммутациями нескольких электромагнитных реле,оно снабжено несколькими ячейками по числу этих электромагнитных реле, каждая из которых содержит одно из указанных электромагиитАых реле, второе электромагнитное реле, первый и второй логические элементы ИЛИ, первый и второй коммутационные элементы, в каждой из ячеек выход первого логического элемента ИЛИ через указанный первый замыкающий контакт первого электромагнитного реле соединен с выходом

указанного гасящего резистора, а через размыкающий контакт второго электромагнитного реле - со вторым выводом обмотки первого-электромагнитного реле, первые входы первых логических элементов ИЛИ всех ячеек объединены и через ключ запуска подключены к общей шине питания, второй вход первого логического элемента ИЛИ в каждой из ячеек через замыкающий контакт первого коммутационного элемента этой же ячейки также подключен к общей шине питания, кроме этого, второй вход первого логического элемента ИЛИ первой ячейки соединен с первыми BXOдами вторых логических элементов ИЛИ всех последующих ячеек, второй вход первого логического элемента ИЛИ каждой из двух ячеек, кроме последней, соединен в предшествующих ячейках с теми входами вторых логических элементов ИЛИ, порядковые номера которых на единицу меньше порядкового номера рассматриваемой ячейки, а в последующих ячейках - с теми входами вторых логических элементов ИЛИ, порядковые номера которых совпадают с порядковым номером рассматриваемой

ячейки, второй вход первого логического элемента ИЛИ последней ячейки соединен в предшествующих ячейках с входами вторых логических элементов ИЛИ, порядковые номера которых на единицу меньше порядкового номера последней ячейки, выход второго логического элемента ИЛИ в каждой из ячеек подключён к первому выводу обмотки второго электромагнитного реле и через Замыкающий контакт второго коммутационного элемента этой же ячейки - к общей шине питания, а второй вывод обмотки второго электромагнитного реле соединен с второй шиной питания, при этом между первой обкладкой указанного конденсатора времязадающей RC-цепи и общей шиной питания включ1ены параллельно соединенные вторые замыкающие контакты первы электромагнитных реле всех ячеек.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

03.07.79 (прототип).