Устройство для сигнализации отклонения отношения величины переменного напряжения к его частоте

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслуолин

>545935 (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08.05.75 (21) 2132813/24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.02.77. Бюллетень № 5 (45) Дата опубликования описания 27.04.77 (51) М.Кл. 6 01 1т, 29/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 681.325 (088.8) оо делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения

Н. И, Олейник и А. И. Захаров (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИГНАЛИЗАЦИИ

ОТКЛОНЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ

ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ К ЕГО ЧАСТОТЕ

Изобретение относится к области автоматики и может найти применение при проектировании устройств контроля состояния низкочастотных источников переменного тока.

Известны устройства для сигнализации отклонения отношения величины переменного напряжения к его частоте. Наиболее простые устройства такого типа содержат насыщающийся трансформатор, выполняющий одновременно роль блока интегрирования и элемента сравнения верхнего допустимого значения отношения. Г1ри превышении допустимого значения на выходе трансформатора формируется сигнал, предотвращающий аварийное состояние источника переменного напряжения, выполненного в виде инвертора (1).

Известно также устройство для сигнализации отклонения отношения величины переменного напряжения к его частоте, содержащее источник питания, соединенный с блоком интегрирования, элемент сравнения нижнего допустимого значения отношения, подключенный к первому входу элемента ИЛИ через последовательно соединенные триггер формирования тревожного сигнала и элемент И, элемент сравнения верхнего допустимого значения отношения, соединенный непосредственно со вторым входом элемента ИЛИ, выпрямитель и исполнительный элемент, подключенный к выходу элемента ИЛИ. Элементы сравнения, триггер формирования тревожного сигнала тт элемент И выполнены на полупроводниковых элементах, а также содержат емкостные фильтры. Элемент ИЛИ реализован на полупроводниковых диодах и тирнсторе, B силовую цепь которого включен исполнительный элемент реле, контакты которого соединены последовательно с сигнальной лампой накаливания. Наличие емкостных фильтров в составе устройства порождает основной его недостаток — низкое быстродействие, так как отклонение отношения величины переменного напряжения к его частоте может быть зарегистрировано лишь по истечении нескольких по15 лупериодов питающего напряжения, когда выходной сигнал логических блоков достигнет величины, достаточной для срабатывания исполнительного элемента.

20 Для повышения быстродействия в предлагаемое устройство введены блок дифференцирования, блок определения знака производной и генератор одиночных импульсов, выпрямитель включен между выходом блока интегрирования и входами элементов сравнения верхнего и нижнего допустимых значений отношения и блоком дифференцирования, выход которого через блок определения знака производной подключен к одному из входов элеЗ0 мента И и к генератору одиночных импульсов, 545935 выход которого соединен со входом триггера формирования тревожного сигнала.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройства.

Источник питания 1 подключен ко входу блока интегрирования 2, выход которого через выпрямитель 8 соединен с входами элементов сравнения 4 и 5 нижнего и верхнего допустимых значений соответственно, а также с входом блока дифференцирования б. Элемент сравнения 4 через последовательно соединенные триггер формирования тревожного сигнала 7 и элемент И 8 подключен к первому входу элемента ИЛИ 9. Элемент сравнения 5 соединен непосредственно со вторым входом элемента 9, выход которого соединен с исполнителы-:ым элементом 10. Выход блока дифференцирования б через блок определения знака производной 11 подключен к одному из зходов элемента И 8 и к генератору одиночных импульсов 12, выход которого соединен со входом триггера 7.

Напряжение источника питания 1 U„,. подводится к блоку интегрирования, выходное напряжение которого U„,„â одном из полупериодов питающего напряжения возрастает, а в другом — уменьшается, Амплитуда напряжения U„„, увеличивается по мере роста отношения U„/ f, где f — частота питающего напряжения. При увеличении напряжения и, соответственно, отношения U„,,f до нижнего допустимого значения элемент сравнения 4 формирует сигнал, который подается на один из входов триггера 7. Достижение напряжением U „„, верхнего допустимого значения сопровождается появлением сигнала на выходе элемента сравнения 5. (В том случае, когда отношение U,„f меньше нижнего допустимого значения, устройство работает следующим образом. По мере увеличения мгновенного значения питающего напряжения и роста напряжения блок дифференцирования б формирует сигнал, полярность которого соответствует знаку производной.

Блок 11 реагирует на этот сигнал, своим первым выходом запускает генератор 12, который переводит триггер 7 в единичное состояние. Сигнал триггера 7 через его

"диничный выход поступает на один из входов элемента И 8 и подготавливает его к работе. По истечении полупериодов питающего . апряжения напряжение U„.„, достигает своего максимального значения и затем начинает уменьшаться, а знак производной изменяется на противоположный. На втором выходе блока определения знака производной 11 формируется сигнал, который открывает второй вход злемента И 8. На выходе этого элемента пс является сигнал, который через элемент ИЛИ

9 включает исполнительный элемент.

В случае, когда отношение U, / выше нижнего допустимого значения, моменту изменения знака производной и соответственно формирования сигнала на втором блоке 11 предшествует срабатывание элемента сравне5 ния 4, который переводит триггер 7 в исходное, нулевое состояние, чем обеспечивается запирание элемента И 8 и исключается появление сигнала на входе элемента ИЛИ 9.

10 Превышение контролируемых отношением верхнего допустимого значения сопровождается срабатыванием элемента сравнения 5, который через элемент ИЛИ 9 подает сигнал на исполнительный элемент 10.

Поскольку напряжение на выходе интегратора выпрямляется, то описанные процессы повторяются в каждом полупериоде переменного напряжения, Соответственно в каждом

20 полупериоде формируются сигналы, характеризующие отношение величины переменного напряжения к его частоте. Этим достигается повышение быстродействия устройства для сигнализации отклонения этого отношения от

25 заданного допуска, что наиболее важно в случаях, когда кратковременное отклонение этого отношения от допустимого значения способно вызвать аварийное состояние источника.

30 Формула изобретения

Устройство для сигнализации отклонения отношения величины переменного напряжения к его частоте, содержащее источник пи35 тания, соединенный с блоком интегрирования, элемент сравнения нижнего допустимого значения отношения, подключенный к первому входу элемента ИЛИ через последовательно соединенные триггер формирования тревожно40 го сигнала и элемент И, элемент сравнения верхнего допустимого значения отношения, соединенный непосредственно со вторым входом элемента ИЛИ, выпрямитель н исполнительный элемент, подключенный к выходу элемен45 та ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены блок дифференцирования, блок определения знака производной и генератор одиночных импульсов, выпрямитель включен между

50 выходом блока интегрирования и входами элементов сравнения верхнего и нижнего допустимых значений отношения и блоком дифференцирования, выход которого через блок определения знака производной подключен к одному пз входов элемента И и к генератору одиночных импульсов, выход которого соединен со входом триггера формирования тревожного сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Нежданов Н. В. Инверторы на тиристорах, «Энергия», 19б5 г., стр. 38 — 39.

2. Патент CILIA № 3703717, 340 — 253, 65 21.11.72..

545935

Составитель И. Назаркина

Техред В, Рыбакова

Корректор И. Симкина

Редактор Л. Лепилина

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент>

Заказ 115/302 Изд. М 427 Тира к 1Оо4 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, iK-35, Раушская наб., д. 4/5