Релейное устройство Советский патент 1982 года по МПК H03K17/567 

(Sf) РЕЛЕЙНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для автоматического регулирования температуры, освещенности, влажности, давления, то ка и других величин. Известно релейное устройство, содержащее три пороговых элемента, выполненных на однопереходных транзисторах, эмиттеры первого и второго транзисторов соединены с минусовой клеммой одного источника питания через конденсаторы, а первый и второй разделительные диоды с анодами двух тиристоров, катоды которых соединены с этой же клеммой источника питания, аноды тиристоров через коммутирующие конденсаторы и первый оезистор подключены к плюсовой клемме источника питания,подключенный к этому же источнику питания первый резисторныи делитель напряжения, средняя точка ко торого соединена с средней точкой вто рого резисторного делителя напряжения подключенного своими выходами к эммиттерам первого и второго транзисторов, параллельный RC-koHTyp, датчик входного сигнала и второй источник питания f 1 }. Однако известное устройство обладает недостаточной чyвctвитeльн9cтыo и ограниченной длительностью паузы, так как однопереходные транзисторы, используемые в нем по известной схеме, характеризуются ограниченным входным сопротивлением. Наиболее близким к изобретению по техническойсущности является релейное устройство, содержащее источники постоянного напряжения, подключенные через трансформатор к источнику питания, пороговые элементы на трех однопереходных транзисторах, генератор :Ммпульсов на четвертом однопереходном транзисторе, триггер на трех тиристорах, делители напряжения, параллельную и последовательные RC-цепи, потен56циометры, конденсаторы, диоды и реэис (горы t23. Недостатком этого устро. тдз являе tfl относительно низкая надежность, связанная с нарушением порядка работы при одновременном включении нескол ких тиристоров. Кроме того, наличие автономного генератора импульсов на четвертом ОПТ и третьего тиристЪра усложняет схему.« Целью изобретения является упрощение устройства и повышение надежности его работы. Для достижения цели в релейном уст (эойстве, содержащем два источника Постоянного напряжения, подключенных через траИсформатор к источнику питания,;три однопереходынх транзистора, два тиристо.ра, .четыре делителя напряжения, параллельную и три последова. -ельные RC-цепи, конденсаторы, диоды потенциометры, и резисторы, причем пе вый и второй потенциометры и первый делитель напряжения, содержащий третий потенциометр-, подключены К пер вому источнику постоянного напряжения .подвижные выводы первого и второго потециометров подключены к вторым базам первого и второго одноперёходных транзисторов соответственно, первые .базы которых соединены с управляющими электродами тиристоров и через первый и второй резисторы - с точкой соединения третьего резистора и конденсатора первой последовательной, RC-цепи второй вывод третьего резистора соединен с катодоми тиристоров, первой базой третьего однопереходного транзистора и первым полюсом первого источника постоянного напряжения, с вторым полюсом которого соединен ре зистор первой последовательности RC-цепи, эмиттеры первого и второго одноперёходных транзисторов соединены с катодами тиристоров через конден саторы второй и третьей последовательных RC-цепейj а через резисторы этих цепей - с выводами второго делителя напряжения, средняя точка кото.рого соединена с подвижным выводом третьего потенциометра, неподвижные выводы четвертого потенциометра подключены к второму источнику постоянного напряжения к подвижному выводу четвертого потенциометра подключен третий делитель напряжения, образованный датчиком входного сигнала и четвертым резистором, второй делит тель напряжения включен между средни 4, ми точками третьего и четвертого делит, телей напряжения, аноды тиристоров через конденсаторы соединены с первым выводом пятого резистора, второй вывод которого подключен к второму полюсу первого источника постоянного напряжения, средняя точка первой последовательной RC-цепи соединена с аноДами первого и второго диодов и через включенные последовательно шестой резистор и третий ;чиод - с эмиттером третьего однопереходного транзистора, который через включенные последовательно четвертый, диод и параллельную RC-цeпь соединен с первым выводом пятого резистора, а катоды первого и второго диодов соединены с анодами тиристоров, подключенными через пятый и шестой диоды к эмиттерам первого и второго однопереходного транзисторов. На чертеже приведзна принципиальная электрическая схема релейного устройства . Релейное устройство содержит однопереходные транзисторы 1-3, параллельную RC-цепь из резистора Ц и конденсатора 5i первую, вторую и третью последовательные из резисторов и кондесато.ров соответственно: 6 и 7i 8 и 9j 0 и П, тиристоры 12 и коммутирующие кондесаторы 1й и 15 первый 16 и второй 1 источники постоянного напряжения, разделительные диоды 18-23, первый, второй и третий резисторы 24-26, первый 27 и второй 28 потенциометры, подключенные к источнику 16, третий потенциометр 29, образующий совместно с резисторами 30 и 31 первый делитель напряжения, подключенный также к источнику 1б, четвертый потенциометр 32, подключенный к источнику 17, второй делитель напряжения, составленный резисторами 33 и 3- и подключенный через резисторы 8 и 10 к эмиттерам транзисторов 1 и 2, третий делитель напряжения , образованный датчиком си1 нала 35 и четвертым резистором 36 и подключенный к подви.жному выводу потенциометра 32. Второй делитель напряжения 33 и 3 включен между средними точками третье го делителя напряжения 35 и 36 и четвертого дели- еля напряжения 37 и 38. Средняя точка делителя 33 и 3 соединена с подвижным выводом потенциометра 29. Подвижные выводы потенциометров 27 и 28 подключены к вторым базам транзисторов 1 и 2, первые базы которых соединены с управляющими электродами тиристоров 12 и 13 и через резисторы 2 и.25 с точкой соединения резистора 2б и конденсатора 7. Второй вывод резистора 2б соединен с катодами тиристоров 12 и 13, первой базой транзистора 3 и - источника 1б, с + которого соединен ре.зистор 6. Эмиттеры транзисторов 1 и 2, соединены с. катодами тиристоров 12 и 13 через кондесаторы 9 и 11 и с анодами этих же тиристоров через дио ды 22 и 23. Источники 16 и 17 через трансформатор 39 подключены к источнику 40 питания. Аноды тиристоров 12 и 13 соединены с катодами диодов 18 и 19 и через l Qн eнcatopы И и 15 с первым выводо пятого резистора 1. Средняя точка КС-цепи 6 и 7 соединена с анодами ди дОв 18 и 19 и через включенные после довательно шестой резистор и диод 20 с эмиттером транзистора 3, который через включенные последовательно диод 21 и параллельную RC-цепь А и 5 соединен с первым выводом резистора Ц, второй вывод которого подключен к + источника 16 и через резистор ЦЗ к второй базе транзистора 3. Нагрузочные резисторы i и 45 могут быть подключены к управляющим электродам симисторов 46 и 47, к выходам которых (клеммы 48-50 подсоединяются обмотки исполнительного орг на, например, двухфазного электродвигателя не (показан) . Релейное устройство работает следующим образом. Падение напряжения на датчике 35,, например термррезисторе, сравнивается с напряжением, снимаемым с резистора 38. Алгебраическая сумма падени напряжений на терморезисторе 35 и ре сторе 38 делится на резисторах 33 и 34 пополам и складывается с напряжением смещения, снимаемым с потенциометра 29 и резистора 31. Напряжение смещения устанавливается такой велич ны, чтобы порог срабатывания транзис торов 1 и 2 был выше этого напряжени на зойу нечувствительности релейного устройства. . При подаче напряжения питания отп рается транзистор 3 поскольку его эмиттер подключен к + источника 16 через конденсатор 5 и резистор 41. При этом конденсатор 5 заряжается до напряжения источника 16. Поскольку тиристоры 12 и 13 заперты, под действием напряжения на их анодах заперты разделительные диоды 18 и 19 и через резистор 6 заряжается кондеса|тор 7 до напряжения отпирания транзистора 3 Постоянная времени заряда конденсатора 7 через резистор 6 на j 1-2 порядка меньше постоянной времени разряда конденсатора 5 через резистор 4. При каждом заряде конденсатора 7 до порога отпирания транзисто-. ра 3 и разряде его через резистор 42 и разделит..ый диод 20 на транзистор 3 через диод 21. подзаряжается конденсатор 5. При этом импульсы напряжения, выделяемые на резисторе 25, кратковременно снижают пороги срабатывания транзисторов 1 и 2 и тем самым увеличивают входные сопротивления этих транзисторов как пороговых элементов. Если стабилизируемая температура ниже заданной величины, падение напряжения на терморезисторе 35 выше падения напряжения на резисторе 38. Разность этих напряжений, выделяемая на резисторах 33 и 34, и напряжение на потенциометре 29 и резисторе 31 суммируются. При atoM через резисторы 33 и 8 до этой суммы напряжений заряжается конденсатор 9. Как толькр. напряжение накондесаторе 9 превысит порог срабатывания транзистора 1, последний отпирается и под действием импульса напряжения, выделяемого на резисторе 24, отпирается тиристор 12. Через катод-управляющий электрод симистора 46, резистор 44 и тиристор 12 протекает ток, удерживающий тиристор 12 во включенном состоянии. Исполнительный орган (не показан) включается в сторону увеличения подачи теплоносителя к объекту регулирования. Через диод 22 эмиттер транзистора 1 соединен с анодом тиристора 12. Поэтому до тех пор, пока .тиристор 12 отперт, конденсатор 9 будет находиться в разряженном состоянии. Поскольку тиристор 12 отперт, откроется диод 18 и конденсатор 7 заряжаться не будет. По- ; этому транзистор 3 не отпирается, а конденсатор 5 разряжается через резистор 4. Через интервал времени, опрег деляемый постоянной времени цепи 4 и 5, конденсатор 5 разрядится -на велимину напряжения, равную порогу отпирания транзистора 3 и транзистор 3 отпирается. За счет тока заряда конденсатора 5 через резистор 41-и имеющегося напряжения на 1 рммутируюи)м конденсаторе 1А тиристор 12 закрывае ся. Запирается симистор k€ и исподни ;тельный орган выключается. Процесс пе .рирдического отпирания тиристора 12 симистора 46 повторяется до тех пор, пока регулируемая температура не достигнет заданной величины, т.е. разность напряжений на датчике 35 и ре зисторе 38 не снизится ниже зоны нечувствительности устройства. Время включенного состояния исполнительного органа может быть из-, менено резистором 4. Время паузы при отработке возмущений зависит от величины возмущения, снижаясь с ростом его амплитуды. При контролируемой тем пературе, равной заданной, оба тиристора 12 и 13 отключены, диоды 18 и 19 заперты и конденсатор 7 периодически заряжается и разряжаётся натранзистрр с частотой, значительно превышающей частоту переключений тиристоров ,12 и 13. Изменение подачи теплоносителя прекращается. Когда температура в зоне регулирования бозрасгет,- сопротивление датчика 35 снижается и уменьшается падение напряжения на нем. В этом слу чае падение напряжения на резисторе 38 превышает падение напряжения на датчике 35- Разность этих напряжений складывается с напряжением на потенциометре 29 и резисторе 31 и через резисторы 34 и 10 поступает на конден сатор 11. Транзистор 2 отпирается, . включая тиристор 13. Теперь ток проходит через переход катод-управляющий электрод симистора 47, резистор 45 и тиристор 13. Симистор 47 открывается и включается исполнительнь|й электродвигатель, осуществляющий уменьшение подачи тепла к объекту регулирования Так как диод 19 открывается, заряд конденсатора 7 не происходит. Через диод 23 и-открытый тиристор 13 конден сатор 11 будет поддерживаться s разряженном состоянии. Исполнительный орган перемещается в сторону уменьшения подачи теплоносителя пока конденсатор 5 не разрядится на резистор 4. Затем откроется транзистор 3, а тиристор симистор 47 закроются. Периодическое включение и отключение исполнительного устройства происходит до тех пор, пока, регулируемая температура не снизится до заданной величины. Время паузы между включениями элект родвигателя исполнительного органа зависит от абсолютного значения разности между задаваемой, и фактической температурой, логарифмически уменьшаясь при ее увеличении, а также от постоянных времени заряда конденсаторов 9 и 11. Диоды 18 и 19 служат для блокировки релаксационного генератора, образованного RC-цепью 6 и 7 и транзистором 3 когда один из тиристоров отопрется, и исключения при этом подзаряда конденсатора 5. Диоды 20 и 21 исключают влияние КС-цепей 6 и 7 и 4 и 5 Друг на друга. Потенциометры 27 и 28 служат для корректировки порогов срабатывания транзисторов 1 и 2. При помощи резистора 4 регулируется длительность времени включенного состояния дополнительного органа, т.е. вермя импульса. Конденсаторы 52 и 53 предназначены для защиты схемы регулятора от помех. Зона нечувствительности устройства может изменяться потенциометром 29 за счет уменьшения смещения, суммируемого с сигналом схемы сравнения. Температура стабилизации задается при помощи потенциометра 32. Резистором 36 компенсуется разброс сопротивления терморезистора 35, а резистором 5 компенсируется разброс коэффициента температурного сопротивления терморезистора. Поскольку времязадающий конденсатор 5 непосредственно соединяет эмиттер транзистора 3 с выводом резистора 41, к которому подключены через коммутирующие конденсаторы 14 и 15 аноды тиристоров 12 и 13, исключается одновременное включение двух тиристоров, а следовательно, повышается на-, дежность работы устройства в целом. Упрощение схемы достигается тем, ч.то на том же транзисторе 3 выполнен генератор, стабилизирующий пороги срабатывания транзисторов 1 и 2. Формула изобретения Релейное устройство, содержащее два источника постоянного напряжения, подключенные через трансформатор к источнику питания, три однопереходных транзистора, два тиристора, четыре делителя напряжения, параллельную и 99 три последовательные RC-цепи, конден саторы, диоды, потенциометры и резисторы, причем первый и второй поне циометры и первый делитель напряжени содержащий третий потенциометр, подключены к первому источнику постоянн го напряжения, подвижные выводы первого и второго потециометров подключены к вторым базам первого и второго однопереходных транзисторов соответственно, первые базы которых соединены с управляющими электродами тиристоров и через первый и второй резисторы - с точкой соединения третьего резистора и конденсатора первой последовательной RC-цепи, второй вывод третьего резистора соединен с катодами тиристоров, первой базой третьего однопереходиого транзистора и первым полюсом перовго источника постоянного напряжения, с вторым полюсом которого соединен резистор первойпоследовательной RC-це пи, эмиттеры первого и второго однопереходных транзисторов соединены с катодами тиристоров через конденсатр.ры второй и третьей последовательн НС-цепей, а через резисторы этих цепей - с выводами второго делителя напряжения, средняя точка которого соединена с подвижным выводом третье го потенциометра, неподвижные выводы четвертого потенциометра подключе ны к второму источнику постоянного напряжения, к подвижному выводу четвертого потенциометра подключен третий делитель напряжения, образованный датчиком входного сигнала и четвертым резистором, второй делитель напряжения включен между средними точками третьего и четвертого делителей напряжения, аноды тиристоров через конденсаторы соединены с первым выводом пятого резистора, второй вывод которого подключен к второму полюсу первого источника постоянного напряжения, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности работы, средняя точка первой последовательной RC-цепи соединена с анодами первого и второго диодов и через включенные последовательно шестой резистор и третий диод - с эмиттером третьего однопереходного транзистора, который через включенные, последовательно четвертый диод и параллельную RC-цепь соединен с первым ВЫВОДОМ пятого резистора, а катоды первого и второго диодов соединены с анодами тиристоров, подключенными через пятый и шестой диоды к эмиттерам первого и второго однопереходного транзисторов. Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе 1;. Авторское свидетельство СССР № , кл. G 05 В 11/16, 1975. 2. Авторское свидетельство СССР W , кл. G 05 В 11/16, 1977.