Устройство для контроля сетевого напряжения

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СЕТЕВОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее компаратор напряжения на операционном усилителе, исполнительный элемент, первый вывод которого соединен с выходом компаратора, двухполупериодный выпрямитель, подключенный к фазам сети через балластные элементы , к выходу которого подключен измерительный мост, два смежных плеча которого выполнены на последовательно сЬединенных первом и втором стабилитронах, подключенных к плюсовой шине выпрямителя через первый резистор и к минусовой шине выпрямителя непосредственно, а два других смежных плеча выполнены на последовательно соединенных втором и третьем резисторах, включенных между плюсовой и минусовой шинами вьшрямите;ля , причем общая точка первого и второго стабилитронов соединена с инвертирующим входом компаратора, общая точка второго и третьего резисторов - с прямым входом компаратора , общая точка первого резистора и первого стаб1№итрона - с положительной шиной питания компаратора , отрицательная шина питания которого непосредственно соединена с минусовой шиной выпрямителя, а также конденсатир, включенный между плюсовой и минусовой шинами выпрямителя , и четвертьш резистор, включенньш между выходом компаратора и его положительной шиной питания, отличающееся тем, что,с целью обеспечения надежного контроля при повышении сетевого напряжения вьш1е допустимого уровня,в него введены пятый, шестой, седьмой резисторы и второй компаратор на операционном усилителе, у которого выход соединен с вторым выводом исполнительного элемента, а инвертирующий вход, положительная и отрицательная шины питания соединены соответственно с инвертирующим дом, положительной и отрицательной 4;; 4 шинаьш питания первого компаратора, пятый и шестой резисторы соединены последовательно: и подключены паСО раллельно плечу измерительного мосCf та, состоящему из последовательно соединенных второго и третьего резисторов , при этом общая то-.а пятого и шестого резисторов соединена с прямым входом второго компаратора , между выходом и отрицательной шиной питания которого иключен седьмой резистор.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 4(5l) Н 02 Н 3/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3666396/24-07 (22 ) 21,11,83 (46) 23.02.85. Бюл. М 7 (72) И.И.Филиппов и А.И,Ляпунов (53) 621.316.925(088,8 ) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

М 1035718, кл.Н 02 Н 7/09, 1983.

2. Авторское свидетельство СССР

М 862306, кл. H 02 Н 7/09,,1981.

3. Авторское свидетельство СССР

М 746803, кл. Н 02 Н 3/24, 1980, 4. Авторское свидетельство СССР по заявке 1(t 3581176/24-07, кл, Н 02 Н 3/24, 21.04.83. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

СЕТЕВОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее компаратор напряжения на операционном усилителе, исполнительный элемент, первый вывод которого соединен с выходом компаратора, двухполупериодный выпрямитель, подключенный к фазам сети через балластные элементы, к выходу которого подключен измерительный мост, два смежных плеча которого выполнены на последовательно соединенных первом и втором стабилитронах, подключенных к плюсовой шине выпрямителя через первый резистор и к минусовой шине выпрямителя непосредственно, а два других смежных плеча выполнены на последовательно соединенных втором и третьем резисторах, включенных между плюсовой и минусовой шинами выпрямите;ля, причем общая точка первого и второго стабилитронов соединена с инвертирующим входом компаратора, общая точка второго и третьего резисторов — с прямым входом компаратора, общая точка первого резистора и первого стабилитрона — с положительной шиной питания компаратора, отрицательная шина питания которого непосредственно соединеча с минусовой шиной выпрямителя, а также конденсатор, включенный между плюсовой и минусовой шинами выпрямителя, и четвертый резистор, BKJIN ченный между выходом компаратора и его положительной шиной питания, отличающееся тем, что,с целью обеспечения надежного контроля при повышении сетевого напряжения выше допустимого уровня,в него введены пятый, шестой, седьмой резисторы и второй компаратор на операционном усилителе, у которого выход соединен с вторым выводом исполнительного элемента, а инвертирующий вход, положительная и отрицательная шины питания соединены соответственно с инвертирующим вхо- дом, положительной и отрицательной шинами питания первого компаратора, пятый и шестой резисторы соединены последовательно".и подклю .ены параллельно плечу измерительного моста, состоящему из последовательно соединенных второго и третьего резисторов, при этом общая то:-.а пятого и шестого резисторов соединена с прямым входом второго коипаратора, между выходом и отрицательной шиной питания которо .о включен седьмой резистор.

1141496

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для контроля сетевого

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для выявления отклонений сетевого напряжения, превьппающих допустимые значения. 5

Известно устройство для контроля трехфазной сети, содержащее выпрямитель, положительный вывод которого соединен с анодом диода, а отрицательный - с отрицательныМ выводом конденсатора и первым выводом делителя напряжения, выход которого подключен к базе транзистора, резис-. тор, стабилитрон и тиристорный оптрон, анод светодиода которого соеди- 15 нен с первым выводом ограничительного резистора, а фототиристор включен в цепь сигнализации I.lj.

Недостатком данного устройства является то, что оно реагирует толь- щ ко на значительное снижение напряжения какой-либо из фаз (обрыв фазы).

Известно устройство для защиты электроустановок, содержащее подключенный к фазам сети однополупери- 25 одный выпрямитель, к выходу которого через балластный резистор подключена первичная обмотка насыщающегося трансформатора, вторичная обмотка которого соединена с выпрямителем, подключенным через интегрирующую цепочку к реагирующему элементу f2).

Недостатком этого устройства является то, что оно реагирует толь35 ко на исчезновение напряжения одной фазы и содержит дополнительный источник питания.

Известно устройство для контроля сетевого напряжения, содержащее измеритель, к выходу которого подключен делитель, к делителю через пороговый элемент подключен первый транзисторный ключ с емкостью к которому, через дополнительЭ

45 ный пороговый элемент подключен второй транзисторньп1 ключ (3 1.

Недостатком данного устройства является то,.что оно реагирует только на понижение напряжения и обрыв фазы или только на повьппение напряжения, характеризуется значительными потерями энергии в делителе и требует применения дополнительного источника. питания,. напряжения, содержащее компаратор напряжения на операционном усилителе, исполнительный элемент, первий вывод которого соединен с выходом компаратора,двухполупериодный выпрямитель, подключенный к фазам сети через балластные элементы, к выходу которого подключен измерительный мост, два смежных плеча которого выполнены на последовательно соединенных первом и втором стабилитронах, подключенных к плюсовой шине выпрямителя через первйй резистор.и к минусовой шине выпрямителя непосредственно, а два других смежных плеча выполнены на последовательно соединенных втором и третьем резисторах, включенных между плюсовой и минусовой шинами выпрямителя, причем общая точка первого и второго стабилитронов соединена с инвертирующим входом компаратора, общая точка второго и третьего резисторов — с прямым входом компаратора, а общая точка первого резистора и первого стабилитрона — с положительной шиной питания компаратора, отрицательная шина питания которого непосредственно соединена с минусовой шиной выпрямителя, а также конденсатор, включенный между плюсовой и минусовой шинами выпрямителя, и четвертый резистор, включенный между выходом компаратора и его положительной шиной питания (41.

Недостатком известного устройства является то, что оно срабатывает только при снижении сетевого напряжения и не реагирует на повышение напряженности выше допустимого уровня.

Цель изобретений — обеспечение надежного контроля при повьппении сетевого напряжения выше допустимого уровня.

Цель достигается тем, что в устройство введены пятый, шестой, седьмой резисторы и второй компаратор на операционном усилителе, у которо-. го выход соединен с вторым выводом исполнительного элемента, а инвер- тирующий вход, положительная и отрицательная шина питания соединены соответственно с инвертирующим входом, положительной и отрицательной шинами питания первого компаратора, пятый и шестой резисторы соI 141

Устройство содержит выпрямитель подключенный через балластные элементы (конденсаторы) 2 к зажимам

3 фаз А,В,и С"сети, измерительный мост 4, два смежных плеча которого. выполнены на последовательно соединенных стабилитронах 5 и 6, подключенных.. к плюсовой шине выпрямителя 1 через резистор 7 и к минусовой шине выпрямителя 1 непосредственно. Два других смежных плеча измерительного моста 4 выполнены на последовательно соединенных резисторах 8 и 9, включенных между плюсовой и минусовой шинами выпрямителя „1. Параллельно этому плечу измерительного моста подключены последовательно соединенные резисторы 10 и ll, Общая точка стабилитронов 5 и

6 соединена с инвертирующим вхо» дом компаратора 12, к которому подключен инвертирующий вход компарато- 35 .ра 13, Общая точка резисторов 8 и 9 соединена с прямым входом компаратора 12. Общая точка резистора 7 и стабилитрона 5 соединена с поло,жительной шиной питания компаратора 40

l2, к которой подключена положитель ная шина питания компаратора 13, Мину,совая шина выпрямителя соединена с отрицательной шиной питания компаратора 12 и к ней подключена от- 45 ., рицательная шина питания компара:тора 13. Резисториые делителй 8,9 и 10 11 подключены к минусовой шине выпрямителя- 1 через резистор 14, а .общая точка резисторов 9,11 и 14 50 соединена с выходом компаратора 12 через резистор 15 и с выходом коммпаратора 13 через резистор 16. Иеж- . ду выходом компаратора 12 и .его положительной шиной питания включен 55 резистор 17, а между выходом ком:паратора 13 и его отрицательной шиной питания включен резистор 18.

20

3 ,единены последовательно и подключены параллельно плечу измерительного моста, состоящему из последовательно соединенных второго и третьего резне; торов, при этом общая точка пятого и шестого резисторов соединена с прямым входом второго компаратора, между выходом и отрицательной шиной питания которого включен седьмой резистор. 10

На чертеже представлена схема устройства для контроля сетевого напряжения.

496

Исполнительный элемент .19 первым вы водом подключен к выходу компарато. ра 12, а вторым выводом - к выходу компаратора 13, Устройство работает следующим образом, Если напряжение контролируемой сети находится в пределах допустимых значений, по потенциал точки соединения резисторов 8 и 9 выше, га потенциал точки соединения резисторов 1О и 11 ниже потенциала точки соединения стабилитронов 5 и 6.

Напряжение на выходе операционного усилителя 12 близко к напряжению питания, а напряжение на выходе операционного усилителя (компаратора) 13 близко к нчлю. Исполнительный элемент 19, подключенный к выходам операционных усилителей, находится под напряжением питания и формирует сигнал исправности контролируемой сети.

При снижении сетевого напряжения ниже минимального допустимого уровня потенциал точки соединения резисторов 8 и 9 становится ниже. потенциала точки соединения стабилитронов 5 и 6, и напряжение на выходе операционного усилителя (компаратора ) 12 становится близким к нулю. Близко к нулю и выходное напряжение операционного усилителя 13.

В результате напряжение на исполнительном элементе 19, подключенном к выходам операционных .усилителей, также близко к нулю.

Исполнительный элемент 19 отключается и формирует сигнал неисправно» сти сети, а вместо исполнительного элемента 19 к положительной шине питания подключается резистор !7 °

В результате, суммарное сопротивле-. ние . устройства при срабатывании и отпускании исполнительного элемента 19 остается неизменным,, что исключает воэможность возникновения режима генерации в зоне минимального напряжения срабатывания, При повышении напряжения конт» ролпрчемой сети вьш е максимально допустимого уровня потенциал в точке соединения резисторов 10 и 11 как и в точке соединения резисторов 8 и

9, становится выше потенциала в точке соединения стабилитронов 5 и 6, H напряжения на выходах операционных усилителей 12 и 13 становятся близки1141496

Составитель 0,Орлов

Техред О.Ващншина Корректор М.Леонтюк

Редактор Н.Яцола

Заказ 508/41 Тираж 620 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!

13035, Москва, ll-35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ШП! "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 ми к напряжению питания, а разность потенциалов, приложенная к обмотке исполнительного элемента, близка к нулю. Исполнительный элемент находится в отключенном состоянии и фор- 5 мирует сигнал неисправности сети, а вместо исполнительного элемента 19 под напряжением находится резистор

18, исключающий возможность возникновения режима генерации в зоне максимального напряжения срабатывания устройства.

При обрыве одной из фаз.контролируемой сети происходит резкое (почти в 2 раза) уменьшение тока, от- 15 даваемого сетью через балластные элементы 2. Напряжение на выходе выпрямителя уменьшается, стабилитроны закрываются, Выходные напряжения компараторов 12 и 13 близки к нулю, и исполнительный элемент 19 обесточен. Резисторы 14-16 обеспечивают формирование зоны гистерезиса, улучшающей четкость срабатывания устройства в зонах напряжений срабатывания. Защита устройства от ложных срабатываний, которые могут быть вызваны кратковременными отклонениями напряжения контролируемой сети, осуществляется конденсатором 20.

Положительный эффект изобретения заключается в том, что оно обеснечи« вает надежный контроль сетевого напряжения как при его снижении, так и при повышении выше допустимо« го уровня.