Устройство для включения реле при пониженном напряжении питания Советский патент 1982 года по МПК H01H47/04 H02H3/06 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВКЛЮЧЕНИЯ РЕЛЕ ПРИ ПОНИЖЕННОМ НАПРЯЖЕНИИ ПИТАНИЯ

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах коммутации сети ответственных потребителей объекта, имеющего ограниченный энергоресурс источников питания.

Известные устройства для включения реле при пониженном напряжении питания 1, 2, 3 и 4, а также устройства автоматического повторного включения реле 5 и 61 не обеспечивают автоматического повторного включения реле при пониженном напряжении сети.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для включения реле при пониженном напряжении питания, которое содержит последовательно соединенные резистор и диод, включенные между общей шиной и обмоткой реле, второй вывод которой подсоединен к замыкающему контакту ключа, а общий вывод последнего подсоединен к шине питания, ключевой транзистор, эмиттер которого соединен с общей щиной, база через первый резистор - с вторым выводом об.мотки реле, второй резистор, соединенный первым выводом с шиной питания, а вторым выводом - с одной из обкладок конденсатора, другая обкладка которого соединена с первым выводом обмотки реле. Дополнительно устройство содержит полевой транзистор с изолированным затвором, сток которого соединен с коллектором ключевого тран5 зистора, исток подключен к точке соединения второго резистора и конденсатора, а затвор - к первому выводу обмотки реле. Однако это устройство не обеспечивает автоматическое повторное включение реле

,0 при исчезновении и последующем восстановлении питающего напряжения. Известно, что на объекте с ответственными потребителями питание последних осуществляется от двубортной (основной и резервной) сети через автоматические переключатели сети (АПС). Конечное время переключения АПС и, соответственно, создаваемая им токовая пауза в питающей сети после каждого переключения приводят к отключению реле и для повторных включений требуютсяприсутствие и частое вмещательство оператора. Действительно, в момент токовой пayзы в питающей сети при замкнутом ключе управления конденсатор разряжен, транзисторы заперты, а реле отключено. Восстановление напряжения приводит к одновремен ному открыванию транзисторов, которые замыкают на общую шину положительную обкладку конденсатора, тем самым препятствуя его заряду. Для того, чтобы обеспечить заряд конденсатора после.восстановления напряжения, необходимо разомкнуть ключ и после заряда конденсатора вновь замкнуть его. При этом к обмотке реле прикладывается удвоенное напряжение источника питания и реле срабатывает. Недостатками известного устройства являются также повышенное потребление мощности от питающей сети и низкая надежность. Действительно, при отключенном положении ключа из-за утечки токов имеются потери мощности на резисторах, конденсаторе и транзисторах. При включенном положении ключа основные потери мощности в устройстве обусловлены наличием в цепи обмотки реле резистора, сопротивление и, соответственно, мощность рассеивания которого соизмеримы с теми же парёметрами обмотки реле. В известном устройстве потери составляют почти половину мощности, потребляемой от питающей сети. Кроме того, целый ряд элементов в выключенном положении ключа (устройство отключено) находятся под напряжением сети, что в свою очередь снижает надежность их работы. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства путем обеспечения автоматического повторного включения, а также экономия электроэнергии. Указанная цель достигается тем, что в устройство для включения реле при пониженном напряжении, содержащее токоограничивающий и зарядный резисторы, вольтодобавочный конденсатор, диод, транзистор и ключ управления, причем один из выводов токоограничивающего резистора соединен с эмиттером транзистора и с одним из выводов для подключения источника питания, другой вывод - с катодом диода, анод которого подключен к одной из обкладок вольтодобавочного конденсатора, другая обкладка которого соединена с одним из выводов зарядного резистора, один из выводов ключа управления соединен с другим выводом для подключения источника питания, а другой вывод - с одним из выводов для подключения обмотки реле, введены тиристор и RC-цепь, анод тиристора соединен с другим выводом для подключения обмотки реле, катод тиристора соединен с анодом диода, управляющий электрод тиристора подключен к точке соединения одного из выводов резистора и одной из обкладок конденсатора RC-цепи, другой вывод резистора RC-цепи соединен с одним выводом для подключения обмотки реле, другая обкладка конденсатора RC-цепи подключена к одному .выводу токоограничивающего резистора, коллектор транзистора соединен с одним выводом зарядного резистора, база транзистора подключена к катоду диода. Кроме того, токоограничивающий резистор зашунтирован замыкающим контактом реле, а другой вывод зарядного резистора соединен с другим выводом ключа управления. На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства. Устройство содержит токоограничивающий резистор 1 и диод 2, включенные между :общей щиной и отрицательной обкладкой вольтодобавочного конденсатора 3, положительная обкладка которого соединена с одним из выводов зарядного резистора 4 и коллектором ключевого транзистора 5. Включение устройства осуществляется ключом 6 управления, один из- выводов которого соединен с одним из выводов обмотки реле 7 и другим выводом зарядного резистора 4, а другой вывод - с щиной питания. Другой вывод обмотки реле 7 соединен с анодом тиристора 8, катод которого соединен с анодом диода 2, а управляющий электродссредней точкой времязадающей цепи, состоящей из резистора 9 и конденсатора 10. При этом отрицательная обкладка конденсатора 10 подключена к общей щине, а другой вывод резистора 9 - к замыкающему контакту ключа. Токозадающий резистор 1 зашунтирован замыкающим контактом 11 реле 7, а общая точка резистора 1 и диода 2 соединена с базой транзистора 5. Устройство работает следующим образом. В начальном состоянии ключ 4 разомкнут, все элементы устройства обесточены. При замыкании ключа 4 начинается заряд вольтодобавочного конденсатора 3 через зарядный резистор 4, токозадающий резистор 1 и диод 2. Одновременно через резистор 9 начинает заряжаться времязадающий конденсатор 10, длительность заряда которого больше, чем у конденсатора 3. При достижеНИИ напряжением на конденсаторе 10 величины отпирания тиристора 8 последний включается, подключая к второму выводу обмотки реле 7 отрицательную обкладку заряженного конденсатора 3. Одновременно к базе ключевого транзистора 5 прикладывается отпирающее напряжение, снимаемое с токоограничивающего резистора 1. Транзистор 5 открывается, подключая положительную обкладку конденсатора 3 к общей шине. Таким образом, к обмотке реле 7 прикладьгвается удвоенное напряжение источника питания, образованное последовательным соединением источника напряжения Е и напряжением заряженного конденсатора 3. Реле срабатывает и своим замыкающим контактом 11 щунтирует резистор 1. При этом к базе транзистора 5 приклады.вается потенциал общей Шины и он запирается, препятствуя перезаряду конденсатора 3 обратным напряжением. Диод 2 бло1 ирует цепь разряда конденсатора 3 на общую шину при открытом транзисторе 5. Очевидно, что введение в устройство тиристора 8 и подключение зарядного резистора 4 к замыкающему контакту ключа 6 позволяет свести процесс автоматического повторного включения реле к обычному процессу его включения. Шунтирование резистора 1 контактом 11 реле 7 позволяет практически исключить потери мощности в устройстве, а также предотвращает возможность перезаряда конденсатора 3 обратным напряжением. Предлагаемое устройство обеспечивает автоматическое повторное включение реле при пониженном напряжении питания и позволяет существенно повысить надежность и уменьшить потребляемую мощность от сети. Формула изобретения Устройство для включения реле при пониженном напряжении питания, содержащее токоограничивающий и зарядный резисторы, вольтодобавочный конденсатор, диод, транзистор и ключ управления, один из выводов токоограничивающего резистора соединен с эмиттером транзистора и с одним из выводов для подключения источника питания, другой вывод токоограничивающего резистора соединен с катодом диода, а анод диода подключен к одной из обкладок вольтодобавочного конденсатора, другая обкладка которого соединена с одним из выводов зарядного резистора, один из выводов ключа управления соединен с другим выводом для подключения источника питания, другои вывод ключа управления соединен с одним из выводов для подключения обмотки реле, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства в работе путем обеспечения автоматического повторного включения, в него введены тиристор и RC-цепь, анод тиристора соединен с другим выводом для подключения обмотки реле, катод тиристора соединен с анодом диода, управляющий электрод тиристора подключен к точке соединения одного из выводов резистора и одной из обкладок конденсатора RC-цепи, другой вывод резистора RC-ueffпи соединен с одним выводом для подключения обмотки реле, другая обкладка конденсатора RC-цепи подключена к одному выводу токоограничивающего резистора, коллектор транзистора соединен с одним выводом зарядного резистора, база транзистора подключена к катоду диода. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью экономии электроэнергии, токоограничивающий резистор зашунтирован замыкающим контактом реле, а другой вывод зарядного резистора соедийен с другим выводом ключа управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 767855, кл. Н 01 Н 47/02, 1978. 2.Авторское свидетельство СССР 748557, кл. Н 01 Н 47/02, 1977 3.«Радио, 1971, № 1, с. 43. 4.«Электроника, 1976, № 25, с. 61-62. 5.Авторское свидетельство СССР 739681, кл. Н 02 Н 3/06, 1978. 6.Авторское свидетельство СССР 433582, кл. Н 02 Н 3/06, 1972. 7.Авторское свидетельство СССР 725111, кл. Н 01 Н 47/04, 1978.