Устройство последовательной коммутации нагрузок

ОПИCАНИE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 13.11.81 (21) 3353091/18-21 fS1) М.КЛ.з

Н 03 К 17/28 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по делам изобретений. и открытий (23) Приоритет (53) УДК 621. 382 (088.8) Опубликовано 07 03 83,бюллетень ¹ 9

Дата опубликования описания 07,03.83 (72) Автор изобретения

В.П. Акимов (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ПОСЛЕПОВАТЕЛЬНОЙ КОИс УТАЦИИ

НАГРУЗОК

Изобретение относится к автома-. тике, в частности к устройствам для автоматической последовательной коммутации различных токовых нагруЗок, и может быть использовано в устройствах автоматического управления и контроля..

Известно устройство для поочередного включения механизмов, содержащее реле управления, подключенные к механизмам и реле фиксации coct тояния. Обмотка каждого реле фиксации состояния соединена с одним из выходов соответствующего механизма, размыкающие пары переключающих контактов всех реле фиксации состояния включены последовательно, вход каждого реле управления соединен с замыкающей парой переключающего контакта соответствующего реле фиксации состояния непосредственно, а с размыкающей парой его переключающего контакта через собственный замыкающий контакт (1 j.

Недостатком устройства является пониженная надежность, обусловленная большим количеством электромеханических контактов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности .является устройство для очистки ветрового стекла автотранспортного средства, содержащее три электромагнитных реле, первые выводы обмоток которых объединены и подключены к первой шине источника питания, а вторые выводы обмоток первого и второго реле подключены соответственно к первому.и второму выходам блока временных задержек, электродвигатели стеклоомывателя и стеклоочистителя, включенные соответственно через замыкающие контакты первого и третьего электромагнитных реле между первой и общей шинами питания, кнопку управления, при этом блок временных задержек включает в себя первую, вторую и третью времязадающую ячейки, каждая из которых содержит хронирую 0 щую йС-цепь и транзистор, эмиттер которого соединен с общей шиной питания, коллектор — c соответствующим выходом блока временных задержек, а база — через резистор с вхо2 дом соответствующей .ячейки, причем второй вывод обмотки третьего электромагнитного реле подключен к тре-. тьему выходу блока временных задержек, вход первой.;времязадающей ячейки

З0 через кнопку управления соединен

1003340 задающую ячейку введены дополнительный транзистор, переменный резистор и два резистора, вход ячейки регулируемой задержки соединен через замыкающий контакт третьего электромагнитного реле с общей шиной, а выход — с первым выводом конденсатора первой времязадающей ячейки, второй вывод конденсатора соединен через первый резистор с второй шиной питания и с базой дополнительного транзистора непосредственно, эмиттер дополнительного транзистора соединен с общей шиной, а коллектор — с первым выводом конденсатора второй времязадающей ячейки и через второй и третий резисторы с второй шиной питания и базой транзистора первой времязадающей ячейки соответственно, вывод подвижного контакта переменного резистора соединен с общей шиной, а вывод неподвижного контакта соединен с первым выводом конденсатора первой времязадающей ячейки и общей шиной, второй вывод конденсатора второй времязадающей ячейки соединен с базой транзистора второй времязадаюшей ячейки и через резистор с второй шиной питания, при этом параллельно обмотке третьего электромагнитного реле включен конденсатор, а последовательно с обмоткой — резистор.

На чертеже приведена электрическая принципиальная схема устройства последовательной коммутации токовых нагрузок.

Устройство содержит три электромагнитных реле 1 — 3, блок 4 временных задержек, первую и вторую нагрузки 5 и 6, первую и вторую шины 7 и 8 питания, общую шину 9, кнопку 10 с фиксацией,первую и вторую времязадающие ячейки 11 и 12, ячейку 13 регулируемой задержки, замыкающий контакт 14 первого электромагнитного реле 1,- замыкающий и размыкающий контакты 15 и 16 второго электромагнитного реле 2, первая времязадаюшая ячейка 11 содержит конденсатор 17, первый, второй и третий резисторы 18 — 20, дополнительный транзистор 21, транзистор

22, переменный резистор 23, вторая времязадающая ячейка 12 содержит конденсатор 24, резистор 25, транзистор 26, ячейка 13 регулируемой задержки содержит конденсатор 27, транзистор 28, резисторы 29 — 31, переменный резистор 32, кроме того, в устройстве имеются замыкающий контакт 33 третьего электромагнитного реле 3, конденсатор 34 и резистор 35, для уменьшения перегрузки транзисторов 22 и 26 включены дибды 36 и 37.

Устройство работает следующим образом. с первой шиной источника питания, вхсды второй и третьей времязадающих ячеек через замыкающие контакты соответственно первого и второго электромагнитных реле соединенЫ .с первой шиной источника питания. 5

Однако укаэанное устройство имеет недостаточную надежность, обусловленную тем, что после включения первой токовой нагрузки (электродвигателя стеклоомывателя ) передача 10 командного сигнала для включения второй токовой нагрузки (электродвига- теля стеклоочистителя j осуществляется через промежуточную времязадающую ячейку с электромагнитным реле на выходе, замыкающий контакт которого и определяет начало временного интервала включенного состояния второй токовой нагрузки. Вследствие этого при отказе в работе электромагнитного реле промежуточной времязадающей ячейки может возникнуть нежелательная ситуация, при которой первая токовая нагрузка включилась. на заданное время, а вторая не получает питания. Этот недостаток усугубляется тем, что в устройстве не обеспечивается автоматическая циркуляция коммутаций токовых нагрузок, т.е. для повторных включений коммутируемых нагрузок требуются пов- 30 торные ручные воздействия на кнопку управления. К недостаткам прототнпЗ, следует отнести и ограниченные функциональные возможности, виражающиеся в том, что процесс коммута. — 35 ции токовых нагрузок начинается сразу же после замыкания кнопки управления, т.е. не обеспечиваются возможности коммутации с предварительной регулируемой задержкой. 40

Цель изобретения - повышение надежности устройства и расширение его функциональных воэможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство последователь- 45 ной коммутации нагрузок, содержащее три электромагнитных реле, две нагрузки и блок временных задержек, причем первые выводы обмоток электромагнитных реле и нагрузок соеди нены через кнопку с фиксацией с первой шиной питания, вторые выводы на» грузок соединены с общей шиной через замыкающий контакт первого и размыкающий контакт второго электромагнитных реле соответственно, блок временных задержек включает в себя первую и вторую времязадающие ячейки, каждая из которых содержит конденсатор, резистор и транзистор, эмиттер транзистора соединен с об- 60 щей шиной, а коллектор — с вторым выводом обмотки соответствующего электромагнитного реле, в блок временных задержек введена ячейка регулируемой задержки,а в.первую время-65

1003340

При подаче напряжения на шины 8 и 9 питания открываются и входят в состояние насыщения транзисторы 21 и 28. Составляющей базового тока транзистора 28 заряжается конденсатор 27. При этом конденсатор 27 заря- 5 жается до напряжения, равного падению напряжения на переменном резисторе 32, который совместно с резистором 29 образует делитель напряжения. Конденсатор 17 в первой 10 времязадающей ячейке 11 остается практически незаряженным. Эмиттерный переход транзистора 26 во второй времяэадаюшей ячейке 12 также открыт, но коллекторная.цепь транзистора

26 остается пока разомкнутой.

При подаче напряжения на первую шину 7 питания и замыкания кнопки

10 управления замыкается коллекторная цепь транзистора 26, срабатывает второе электромагнитное реле

2, которое разрывает свой контакт

16 и замыкает контакт 15. Через контакт 15 срабатывает третье электромагнитное реле 2, которое разрывает свой контакт 16 и замыкает контакт 15. Через контакт 15 срабатыва}ет третье электромагнитное реле 3, замыкающим контактом 33 вход ячейки

13 регулируемой задержки подключается к общей шине 9. При этом заряженный конденсатор 27 включается параллельно переходу эмиттер — база транзистора 28, который запирается. На коллекторе запертого транзистора 28 появляется высокий отрицательный потенциал. Следовательно, конденсатор 17 в первой ячейке 11 заряжается до напряжения, равного падению напрях<ения на переменном резисторе 23. Длительность импуль- 40 са, в течение которого на выходе ячейки 13 поддерживается высокий отрицательный потенциал, определяется временем перезаряда конденсатора 27. Время регулируемой задерж- 45 ки регулируется переменным резистором 32.

Когда в процессе перезаряда хронируюшего конденсатора 27 напряжение, между его обкладками достигает порога отпирания транзистора 28, последний открывается и входит в состояние насыщения — формируется задний фронт импульса задержки на выходе ячейки 13. Через насыщенный тран- 55 эистор 28 заряженный конденсатор 17 в первой ячейке 11 шунтирует переход эмиттер — база транзистора 21, которь1й запирается. Следовательно, на коллекторе транзистора 21 появля- 60 ется высокий отрицательный потенциал, отпирающий транзистор 22, через который срабатывает первое реле 1.

Замыкающим контактом 14 реле 1 включается первая нагрузка 5. Время, в течение которого первая нагрузка 5 остается во включенном состоянии, определяется временеи перезаряда хронирующего конденсатора 17 в первой ячейке 11.

При закрытом состоянии транзистора 21 потенциал его коллектора относительно обшей шины 9 равен сумме напряжений на открытом переходе эмиттер — база транзистора 22 и резисторе 20. Конденсатор 24 второй времяэадаюшей ячейки 12 заряжается составляющей базового тока открытОro транзистора 26 до указанной суммы напряжений.В практических случаях напряжение на открытом эмиттерном переходе транзистора 22 значительно меньше по абсолютному значению падения напряжения на резисторе 20, т.е. с достаточной степенью точности можно считать, что конденсатор 24 заряжается до напряжения, равного падению напряжения на резисторе 20.

Процесс перезаряда конденсатора

17 в первой ячейке 11 прекращается, как только напряжение между его обкладками достигает порога отпирания транзистора 21, который .отпирается и вновь насыщается. При насыщенном состоянии этого транзистора запирается транзистор 22, разрывая цепь обмотки реле 1, которое отключает первую нагрузку 5 от шины 7 питания.

В это время через насыщенный транзистор 21 заряженный конденсатор 24 во второй ячейке 12 включается параллельно переходу эмиттер — база транзистора 26, который закрывается, разрывая цепь обмотки второго реле 2 ° Реле 2 размыкает контакт

15 и замыкает контакт 16. Через замкнутый контакт 16 подключается к шинам 7 и 9 вторая нагрузка 6.

Время, в течение которого вторая токовая нагрузка 6 подключена к шинам 7 и 9 питания, определяется временем перезаряда конденсатора 24 во второй ячейке 12.

Контакт 15 разрывает цепь обмотки третьего реле 3, которое контак-. том 33 отключает вход ячейки 13 от общей шины 9. Конденсатор 27 снова заряжается до напряжения, равного падению напряжения на переменном резисторе 32. Благодаря тому, что параллельно обмотке реле 3 включен конденсатор 34, реле 3 при размыка" нии контакта 15 отпускает с некоторой задержкой. Указанная задержка необходима для придания. устройству устойчивости в работе, так как оно по своей структурной схеме представляет собой замкнутую систему, в которой обратная связь осуществляется с помощью реле 3.

Когда в процессе перезаряда хронирующего конденсатора 24 транзис1003340

30

Формула изобретения

Устройство последовательной коммутации нагрузок, содержащее три электромагнитных реле, две нагрузки и блок временных задержек, причем первые выводы обмоток электромагнитных реле и нагрузок соединены через кнопку с фиксацией с первой шиной питания, вторые выводы нагрузок соединены с общей шиной через замыкающий контакт первого и размыкающий, контакт второго электромагнитных реле соответственно, приэтом блок временных задержек включает в себя первую и вторую времязадающие ячейки, каждая из которых содержит конденсатор, резистор и транзистор; эмиттер транзистора

45 тор 26 открывается и насыщается, второе реле 2 снова срабатывает, т.е. вторая нагрузка 6 отключается от шин 7 и 9 питания, а третье реле 3 через замыкающий контакт 15 срабатывает. Через замыкающий контакт 33 реле 3 вход ячейки 13 снова подключается к общей шине 9.;и начинается следующий цикл в последовательной коммутации токовых нагрузок 5 и 6 и т.д.

Использование непосредственной бесконтактной ) связи между первой: и второй времяэадающими ячейками, функционирование которых определяет последовательность и интервалы вре- 15 мени коммутации нагрузок, и использование третьего электромагнитного реле для задания автоматической циркуляции коммутаций этих Нагрузок повышает надежность данного устройства.

Предварительная (перед каждым циклом последовательной коммутации токовых нагрузок ) регулируемая задержка, осуществляемая благодаря введению в устройство ячейки регулируемой задержки, позволяет расширить функциональные воэможности устройства. соединен с общей шиной, а коллекторс вторым выводом обмотки соответствующего электромагнитного реле, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства и расширения его функциональных возможностей, в блок временных задержек введена ячейка регулируемой задержки, а в первую времязадающую ячейку введены дополнительный транзистор, переменный резистор и два резистора, вход ячейки регулируемой задержки соединен через замыкающий контакт третьего электромагнитного реле с общей шиной, а выход — с первым выводом конденсатора первой времяэадающей ячейки, второй вывод конденсатора соединен через первый резистор с второй шиной питания и с базой дополнительного транзистора непосредственно, эмиттер дополнительного транзистора соединен с общей шиной, а коллектор — с первым выводом конденсатора второй времязадающей ячейки и через второй и третий резисторы с второй шиной питания и базой транзистора первой времязадаюшей ячейки соответственно, вывод подвижного контакта переменного резистора соединен с общей шиной, а вывод неподвижного контакта соединен с первым выводом конденсатора первой времязадающей ячейки и общей шиной, второй вывод конденсатора второй времязадающей ячейки соединен с базой транзистора второй времязадающей ячейки и через резистор с .второй шиной питания, при этом параллельно обмотке третьего электро.магнитного реле включен конденсатор, а последовательно с обмоткой— . резистор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 402165, кл. Н 04 L 13/12, 1973.

2. Акцептованная заявка Великобритании Р 1374996, кл. Н 03 К 17/28, 1974 (прототип), 1003340

Составитель И..ПарФенов

Редактор В. Петраш Техред О.Неце Корректор Г.. OraP

Заказ 1589/45 Тираж 934, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4