Блок защиты с адаптацией

 

Изобретение относится к области электротехники , в частности, к устройствам, обеспечивающим отключение нагрузки от источника, если ток превысил значение рабочего тока заданного режима Цель изобретения - расширение диапазона адаптации При превышении рабочим током заданного значения усилитель 21 имеет на выходе высокий уровень, при этом на выходе усилителя 14 также присутствует высокий уровень , Если через некоторое время амплитуда тока изменяется, срабатывает дополнительное корректирующее звено на усилителе 25 Если ток имеет амплитуду, достаточную для срабатывания усилителя 21 первого основного корректирующего звена то усилитель 14 выдает сигнал в исполнитепьный орган на транзисторе 6. В результате срабатывает реле 7 и ключ 5 размыкает силовую шину, обесточив нагрузку 1.2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ч)з Н 02 Н 3/08, 7/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ KOM_#_TET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,:, ::,:.

Д

1.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4697330/07 (22) 01.06.89 (46) 30.12.91, Бюл. N 48 (72) Ю. Н. Худорожков (53) 621.316.925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 125>004466, кл. Н 02 Н 7/10, 1984, Авторское свидетельство СССР йв 1446672, кл. Н 02 Н 7/10, 1986, (54) БЛОК ЗАЦИТЫ С АДАПТАЦИЕЙ (57) Изобретение относится к области электротехники, в частности, к устройствам, обеспечивающим отключение нагрузки от источника, если ток превысил значение ра бочего тока заданного режима. Цель иэо„„е Ы,„, 1702474 А1 бретения — расширение диапазона адаптации. При превышении рабочим током заданного значения усилитель 21 имеет на выходе высокий уровень, при этом на выходе усилителя 14 также присутствует высокий уровень. Если через некоторое время амплитуда тока изменяется, срабатывает дополнительное корректирующее звено на усилителе 25. Если ток имеет амплитуду, достаточную для срабатывания усилителя

21 первого основного корректирующего звена, то усилитель 14 выдает сигнал в исполнительный орган на транзисторе 6. В результате срабатывает реле 7 и ключ 5 размыкает силовую шину, обесточив нагрузку 1.2 ил, 1 г02 174

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам, обеспечивая>щим слежение за циклограммой тока в нагрузке и отключение нагрузки от источника, если в какой-либо момент времени ток превысил значение рабочего тока заданного ре>кима.

Цель изобретения — расширение диапа-зона адаптации.

На фиг. 1 г1оказана схема устройства; на фиг, 2 — циклограмма тока, которую отслеживает устройство (буквами а, б, . лп обозначены уровни рабочих TQKGB. а буквами с

d, ...гп,.отрезки времени действия ToK08).

Цепь 1 нагрузки включена между входными клеммами 2 и 3, обрааующими поло><ительную и отрицательную шины питания, ерез датчик 4 тока и ключ 5 исполнительнога органа, выполненного на транзисторе 6, коллектором подсоединенного к поло>ки1ельной шине питания через обмотку реле

7„шунтированную диодом B„a эмиттером— к отрицательной (общей) шине питания чеIIle3 диод 9. анодом подсоединенный K lloflG>кительной шине питания через резистор 10.

База транзистора подсоединена к отрица тельной шине питания через резистор 11, л к выходу реагирующего органа — через резистор 12 и пороговый элемент 13, Реагирующий орган выполнен на усилителе 14 с полох<ительной обратной связью, оба входа которого включены в выходную диагональ измерительного реэистивногс моста из резисторов 15- IB, плечи которого подсоединены к выходу датчика тока и к положительной шине питания. Выход усилителя реагирующего органа соединен с собственным неинвертирующим входом через диод "9, катодом соединенный с отрицательной шиной питания через конденсатор 20. Основные корректирующие звенья выполнены на усилителях — компарагорах 21, э дополнительные корректирующие звенья — на усилителях — компараторах

25 и 26 (далее — усилители), Входы усилителей основных корректирующих звеньев подсоединены к выходным диагоналям измерительных резистивных мостов из резисторо в 27-30; 31-34; 35-38; 39-42 соответственно, а входы дополнительных усилителей подсоединены к выходным диагоналям измерительных резистивных мос"ов из резисторов 43-46; 45-48 соответственно, плечи которых соединены с выходом датчика тока, Выходы основных короектирующих звеньев соединень1 с неинвертирующим входом усилителя реагирующего органа через резисторы 49-52 соответственно. Вы«од дополнигельного корректирующего

30 и

55 звена на усилителе 25 соединен с полуплеами мостов, выходы которых соединены с неинвертирующими входами усилителей основных корректирующих звеньев, а также через диоды 53 и 54 с инвертирующим входом усилителя 21 и собственным неинвертиоующим входом соответственно, Выход дополнительного корректирующего звена на усилителе 26 соединен с инвертирующими входами усилителей 22 — 24 основных корректирующих звеньев через диоды 5557 соответственно, а собственным неинвертирующим входом — через диод 58.

Выходы усилителей 22-24 основных корректирующих звеньев соединены с собственными неинвертирующими входами через резисторы 59-61 соответственно. Плечо измерительного моста на резисторах 47 и 48 соединено с выходом усилителя 24 через диод 62, Выход 63 дополнительного корректирующего звена на усилителе 26 соединяегся далее с плечами измерительных резистивных мостов последующих основных корректирующих звеньев, обеспечивающих контрол тока от максимального значения до минимального, входы которых соединень через соответствующие резисторы с зажимом 64 (на фиг. основные короектирующие звенья, обеспечивающие контроль гоков после подачи на их измерительные мосты напряжения с выхода 63 усилителя 26, не показаны, так как они по хеме повторяют схему усилителей 22-24, т. е. построение схемы идентично и опререляется конкрет;. ыми трсбованиями цикло граммь рабочего тока), Между входом " -" усилителя

21 и зажимом 3 включен конденсатор 65, устройство функционирует следующим образом.

При подаче напряжения на входные зажимы 2 и З.с полярностью, указанной на чертеже„ через цепь нагрузки 1 идет ток, определяемый сопротивлением:той цепи плюс сопро-:.ивление датчика TcI<à 4 л сопротивление ключа 5, В начальный момент и в течение отрезка времени С ток в цепи нагрузки возрастает до амплитуды ià +. hj (h.— отклонение величины тока), показано пунктиром, Датчик 4 тока на своем выходе имеет такой потенциал, что усилитель 21 первого основно-о корректирующего авена на выходе имеет низкий уровень, так как на инвертирую цем его входе напряжение выше, чем на неинвертирующем. При этом усилитель 14 реагирующего органа имеет на выходе низкий потенциал, так как на его инвертирующем входе потенциал выше,.чем на неинвертирующем.

1702а74. Уставка измерительного моста из резисторов 15 — 18 выполнена таким образом, что если в цепи 1 нагрузки ток будет больше амплитуды (б+ Л ), то усилитель 14 будет иметь нэ выходе высокий уровень напряже- 5 ния, которое подается на его вход "+" через диод 19, обеспечивая положительную сбрэтную связь, Через базу транзистора 6 идет ток, транзистор открывается, реле 7 срабатывает, разрывая контактом 5 сило- 10 ву .о шину 2 и обесточивая цепь 1 нагрузки, Усилитель 14 после этого остается включенным благодаря положительной обратной связи, удерживая реле 7 в включенном состоянии, Корректирующее звено нэ макси- 15 мальный рабочий ток отсутствует, так как устэвка усилителя 14 имеет уровень, соответствующий сигналу с датчика 4 тока при максимально допустимом рабочем токе.

Свыше этого уровня усилитель меняет свое 20 состояние, при котором у него на выходе появляется высокий уровень напряжения, При превышении рабочим током значения (а+ Л ) усилитель 21 будет иметь на выходе высокий уровень, который через ре- 25 эистор 49 подается на вход "л" усилителя 14.

Если рабочий ток просто превысит:значение (а+ Л), но будет иметь амплитуду меньше, чем (б- h,), то усилитель 14 будет иметь на выходе высвкий уровень. Однако если изме- 30 нение амплитуды тока будет иметь через некоторое время значение (б +. hj, то срабатывает дополнительное корректирующее звено на усилителе 25, который обеспечивает удержание усилителя 21 в состоянии ниэ- 35 .кого выходного напряжения подачей высокого уровня напряжения на вход через диод 53. Для того, чтобы усилитель 21 не смог сразу при изменении уровня тока в цепи нагрузки, что одно и то же, через дат- 40 чик 4 тока отреагировать и изменить свое состояние, установлен конденсатор 65, постоянная времени заряда которого выбрана больше, чем время переходного процесса при изменении тока от амплитуды (а - Л)) до амплитуды (б + Л)).

Дополнительное корректирующее звено на усилителе 25 имеет уставку на срабатывание при амплитуде тока в цепи нагрузки (б — Л). Если ток не имеет зту амп- 50 литуду, но превышает амплитуду (а+ Л), усилитель 21 имеет на своем выходе высокий уровень, что приводит к увеличению на входе "+" усилителя 14 уровня напряжения, соответствующего уровнютока, превы- 55 шающего амплитуду (б+ Л), и усилитель 14 выдает высокий уровень в исполнительный орган на транзисторе 6. Последний открывается, срабатывает реле 7 и ключ 5 размыкает силовую шину, обесточивая цепь 1 нагрузки.

Рассмотрим нормальный режим, Ток в цепи 1 нагрузки равен (б + Л), усилитель 25 выдает высокий уровень напряжения на своем выходе, что приводит к его удержанию в этом состоянии благодаря положи-. тельной обратной связи через диод 45, удержанию усилителя 21 в исходном состоянии по указанной причине и подаче на плечи измерительных мостов из резисторов 31, 32, 3,".:, 36, 39 и 40 напря>кения высокого уровня. Усилители 22, 23, 24 и 26 на своих выходах имеют низкий уровень, так как на их входах "—" напряжение выше, чем на их входах +

При уменьшении рабочего тока по истечении времени о до амплитуды (в+ Л) срабатывает основное корректирующее звено на усилителе 22, который выдает высокий уровень на своем выходе, а через резистор 50— на вход "+" усилителя 14 реагирующего органа. Это состояние не будет меняться, так как усилитель 22 имеет положительную обратную связь, обеспечиваемую резистором

59. Если теперь рабочий ток превышает значение (в+ Л), то усилитель 14 реагирующего органа выдает на своем выходе высокий уровень напряжения, так как на его входе

"+" потенциал возрастает благодаря увеличению выходного напряжения с датчика 4 тока и превышает напряжение на входе "-".

Исполнительный орган отключает цегь 1 нагрузки от входного зажима 2, обесточив ее, Таким образом функционируют основные корректирующие звенья на усилителях

23 и 24, Усилитель 24 после срабатывания выдает уровень на дополнительное корректирующее звено через диод 62, выполненное на измерительном реэистивном плече моста из резисторов 47 и 48 и усилителе 26.

Если после возрастания тока в этом режиме до уровня, большего, чем (о+ Л), но меньше о, чем (е — Л), то усилитель 14 реагирующего органа выдает высокий уровень напря>кения на своем выходе, Если уровень тока возрастает до уровня (е — Л), то срабатывает дополнительное корректирующее звено на усилителе 26 и выдает на входе "—" усилителей 22 — 24 высокий уровень напряжения, превышающий напряжение на входах "+". Усилители занимают состояние с низким уровнем напряжения на своих выходах. Усилитель "4 не успевает выдать на своем выходе высокий уровень, так как постоянная заряда конденсатора 20 больше, чем время переходного процесса от уровня тока (о +. Л) до уровня тока (е-Л).

Дополнительное корректирующее звено включают в режим контроля, подавая Высокий. уровень напряжения на выход 63, основное корректирующее звено по уровню тока (е Ь), дополнительное коррек- 5 тирующее звено, ведущее контроль тока по уровню (ж — Л), и основное кс рректирующее звено, контролирующее уровень тока (wê +. ® Выходы этих основных корректирующих звеньев выводятся через резисторы 10 на вход 64. Их логика работы та же, что и звеньев на усилителях 21 и 25. При больших

Временах переходных процессов с одного режима на другой можно использовать устройства временной задержки срабатывания 15 реагирующего органа на усилителе 14. Питание усилителей можно обеспечить путем их подсоединения к входным зажимам, но можно применить и отдельный источник, что лучше, так как при небольших токах по- 2G требления его легко стабилизировать и при этом измерительные мосты запитагь такх<е

От отдельного источника вместе с усилителями.

Таким образом, данное устройство ве- 25 дет контроль и ри любой циклограмме режима тока, что обеспечивает расширение диапазона адаптации устройства к условиям различных режимов, отключая цепь нагрузки от источника, когда режим тока на 30 любом участке его циклограммы отличается о ..рабочего режима.

Формула изобретения

Блок защиты с адаптацией, содержаший датчик то<а, к выходам которого под- 35 ключены одни выводы плеч измерительного резистиВнОГО мОста, друГие 6bl80+bI кОтОрых пОдключ6ны к Kfl6MMBM для соединения с положительной шиной питания, к Выходной диагонали измерительного резистивно- 4О го моста подключен реагирующий орган, Выполненный на операционном усилителе, ВЫХОД КОТороГО ЧЕРЕЗ ПороГОВЫй ЭЛВМВНТ И резистор соединен с входом исполнительного органа, основные корректирующие званья, выполненные на усилителях-компарятОрах, Входы которых подсоединены к со ответствующим диагоналям измерительных резистивных мостов, полуплечи которых подсоединены одними выводами к выходу датчика тока, а другими — к клемме для соединения с положительной шиной питания, а выходы основных корректирующих звеньев подключены через соответствующие резисторь. к неинвертирующему входу реагиру:,ощего органа, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона адаптации, введены дополнительные корректирующие звенья при переходах от нижнего порога тока к Высокому, выполненных на усили"елях-компараторах с соответствующими дополнительными измерительными резиcTpfBHbIMM мостами, при этом входы допол lv 6nbI;bl.«Орректирующих звеньев подсоединены к выходным диагоналям дополнительных измерительных резистивных мостов, полуплечи которых соединены с выходами датчика тока и с клеммой для соединения с положительной шиной питания, а выход первого дополнительного корректирующего звена подключен через введенн ы и диод к и н верти рующ = му входу первого основного корректирующего звена. через другой Введенный диод — к своему неинвертирующему входу, а также соединен с полуплечами измерительных резистивных мостов, выходы которых соедиНЕНЫ е НВИ ВВРТИРУЮЩИМИ eXOPaMm усилителей-компараторов основных корректирующих звеньев, а Выход других дополнительных корректирующих звеньев соединен с соответствующими инвертирующими входами других основных корректиоующих звеньев, 1 02474

Составитель Т. Щеголокова

Редактор И, Касарда Техред М.Моргентал Корректор Л. Патай

Заказ 4549 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород. ул,Гагарина, 101