Цифровое реле частоты

 

1. ЦИФРОВОЕ РЕЛЕ ЧАСТОТЫ, содержащее формирователь прямоугольных импульсов, соединенный через блок формирователя импульса сброса счетчика на нуль со входом установки на нуль счетчика импульсов и через формирователь коротких импульсов - с первым входом первого элемента И, вы-: ход которого через последовательно соединенные триггер и усилитель мощности соединен с выходным реле, задающий генератор, соединенный со счетным входом счетчика импульсов, выход которого соединен с входом дешифратора заполнения счетчика импульсов, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения , в него дополнительно введены блок пересчета и элемент ИЛИ, причем выход блока пересчета соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом дешифратора заполнения счетчика импульсов , а выход - с входом запрета счета счетчика импульсов, счетный вход блока пересчета соединен с выходом задающего генератора, его блокировочный вход соединен с выходом формирователя импульса сброса счетчика на нуль, а выход дешифратора заполнения счетчика импульсов соединен с вторым входом первого элемента И. 00 ю оо со HI 13 fui.l

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК з(51) Н 01 Н 47/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCXOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3593230/24-,07 (22) 23.05.83 (46) 30. 12.84. Бюл. Ф 48 (72) Е.И. Родионов, 10.А; Деревягин, С.И. Зайковский, Г.П. Гельфанд .и В.В. Семенов (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электромашиностроения (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. "Электрические станции", 1974, N- 11, с. 70-72.

2. Авторское свидетельство СССР

N - 661255, кл. G 01 6- 15/06, 1977.

3. Авторское свидетельство СССР

N- 498682, кл. Н 02 Н 3/10, 1974. (54)(57) 1. ЦИФРОВОЕ РЕЛЕ ЧАСТОТЫ, содержащее формирователь прямоугольных импульсов, соединенный через блок формирователя импульса сброса счетчика на нуль со входом установки на нуль счетчика импульсов и через формирователь коротких импульсов — с первым входом первого элемента И, вы-. ход которого через последовательно

SU„1132313 А соединенные триггер и усилитель мощности соединен с выходным реле, задающий генератор, соединенный со счетным входом счетчика импульсов, выход которого соединен с входом дешифратора заполнения счетчика импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области .применения, в него дополнительно введены блок пересчета и элемент ИЛИ., причем выход блока пересчета соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом дешифратора заполнения счетчика импульсов, а выход — с входом запрета счета счетчика импульсов, счетный вход блока пересчета соединен с выходом задающего генератора, его блокировочный вход соединен с выходом формирователя импульса сброса счетчика на нуль, а выход дешифратора заполнения. счетчика импульсов соединен с вторым входом первого элемента И.

1132313

2. Релепоп. 1, отличающ е е с я тем, что блок пересчета состоит из дополнительного счетчика импульсов дешифратора уставки срабатывания, дешифратора заполнения дополнительного счетчика импульсов и дополнительного триггера, причем первый вход дополнительного триггера соединен с выходом дешифратора уставки срабатывания, второй вход дополни. тельного триггера соединен с выхо-. дом дешифратора заполнения дополнительного счетчика импульсов, выход дополнительного триггера является выходом блока пересчета, входы дешифратора уставки срабатывания и дешифраторы заполнения дополнительного счетчика импульсов соединены с выходами дополнительного счетчика импульсов, счетный вход которого является счетным входом блока пересчета, 1

Изобретение относится к электро.технике, в частности к устройствам управления и защиты с автоматическим

:срабатыванием при определенной частоте, например к устройствам автоматики, контролирующим частоту гидроагре:гата во время его пуска, разгона .и остановки.

Известно импульсное реле частоты, В основу работы которого положен прин- 1О цип сравнения продолжительности периода напряжения контролируемой сети с заданным (эталонным) временем, определяемым необходимой установкой

;:срабатывания С13. !5

Недостатками устройства являются зависимость уставки срабатывания и отпускания реле от температуры окру-, жающей среды, напряжения питающей се ти, а также отсутствие настраивае- 20 Moro гистерезиса.

Известно также реле частоты измеЭ рительным элементом которого является RC-мост (2) . На одну диагональ этого моста подается напряжение пря- 25 моугольной формы, зависящее от измеряемого напряжения, а другая соединена с входами компаратора напряжения (23. а его вход установки на нуль является блокировочным входом блока пересчета.

3. Реле по пп. 1 и 2, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, блок пересчета дополнен дешифратором уставки отпускания, входы кото ого соединены с выходами дополнительного счетчика импульсов, а выход — с входом дополнительного триггера, в реле введен второй элемент И, причем его входы соединены с выходами дешифратора заполнения счетчика импульсов и формирователя коротких импульсов, а выход — с вторым входом триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены с блокировочными .входами соответственно дешифраторов уставок срабатывания и отпускания.

Недостатком этого реле является влияние на точность срабатывания реле температурной нестабильности и старения элементов КС-моста.!

Наиболее близким по технической сущности.и достигаемому результату является цифровое реле частоты, содержащее формирователь прямоугольных импульсов, соединенный через блок сброса со счетчиком импульсов, задающий генератор, подключенный к входу этого счетчика, выход которого через дешифратор соединен с входом триггера, причем с целью повышения точности другой выход счетчика через дополнительный дешифратор соединен с вторым входом указанного триггера, выход которого подключен к одному из входов схемы И, второй вход которой соединен с выходом упомянутого формирователя через дополнительный формироватепь коротких импульсов.

Недостатками этого реле являются узкий диапазон контролируемых частот, а при расширении диапазона — значительное усложнение конструкции.

Целью изобретения является расширение области применения путем

11323!3 расширения диапазона контролируемых частот, упрощение конструкции и настройки реле.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровое реле частоты, содержа- . eå формирователь прямоугольных импульсов, соединенный через блок формирования импульса сброса счетчика на нуль с входом установки на нуль счетчика импульсов и через формиро- 10 ватель коротких импульсов — с первым входом первого элемента И, выход которого через последовательно соединенные триггер и усилитель мощности соединен с выходным реле, задающий 15 генератор, соединенный со счетным входом счетчика импульсов, выход которого соединен с входом дешифратора заполнения счетчика импульсов, дополнительно введены блок пересчета и элемент ИЛИ, причем выход блока пересчета соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого сое1 динен с выходом дешифратора заполнения счетчика импульсов, а выход — с 25 входом запрета счета счетчика импульсов,. счетный вход блока пересчета соединен с выходом задающего генератора, его блокировочный вход соединен с выходом формирователя импуль-3б са сброса счетчика на нуль, а выход дешифратора заполнения счетчика импульсов соединен с вторым входом первого элемента И.

Блок пересчета состоит из дополнительного счетчика импульсов, де шифратора уставки срабатывания, . дешифратора заполнения дополнительного счетчика импульсов и дополнительного триггера, причем первый вход до-40 полнительного триггера соединен с выходом дешифратора уставки срабатывания, второй вход дополнительного триггера соединен с выходом дешифратора заполнения дополнительного счетчика импульсов, выход дополнительного триггера является выходом блока пересчета, входы дешифратора уставки срабатывания н дешифраторы заполнения дополнительного счетчика импульсов сое- 0 динены с выходами дополнительного счетчика импульсов, счетный вход которого является счетным входом блока пересчета, à его вход установки на нуль является блокировочным входом блока пересчета.

Блок пересчета дополнен дешифратором уставки отпускания, входы кото рого соединены с выходами дополнительного счетчика импульсов, а выход— с входом дополнительного триггера, в реле введен второй элемент И, причем его входы соединены с выходами дешифратора заполнения счетчика импульсов и формирователя коротких импульсов, а выход — с вторым входом триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены с блокировочными входами соответственно дешифраторов уставок срабатывания и отпускания.

На фиг. I приведена блок-схема цифрового реле частоты, на фиг. 2— блок-схема блока пересчета 7; на фиг. 3 — вариант принципиальной элек трической схемы блока пересчета 7; на фиг. 4 — блок-схема блока пересчета 7 для реле частоты с гистере- зисом, на фиг. 5 — блок-схема реле частоты с гистерезисом, на фиг. 6— вариант принципиальной электрической схемы блока пересчета 7 для реле частоты с гистерезисом.

Цифровое реле частоты (фиг.1) содержит разделительный трансформатор

1, формирователь 2 прямоугольных импульсов, формирователь 3 импульса сброса счетчика на нуль, формирователь 4 коротких импульсов измерения периода частоты сети, задающий генератор 5 эталонной частоты, счетчик 6 импульсов, блок 7 пересчета, дешифратор 8 заполнения счетчика, элемент ИЛИ 9, первый элемент И 10, триггер 11, усилитель 12 мощности, выходное исполнительное реле 13.

Блок-схема блока 7 пересчета (фнг. 2) состоит из дотйтительного счетчика 14 импульсов, рассчитанного: на определенное количество иипульсов, из которых на вход счетчика 6 импуль .1сов проходит только часть импульсов, определяемая величиной уставки, дешифратора 15 уставки срабатывания, дешифратора 16 заполнения дополнительного счетчика импульсов, дополнительного триггера 17.

Реле работает следующим образом.

В начале каждого периода измерения происходит сброс всех счетчиков на нуль и установка дополнительного триггера 17 в положение, при котором счетчик 6 импульсов открыт. На входы счетчиков 6 и 14 импульсов поступают импульсы от задающего генератора 5 ° Входы дешифратора 15 уставки срабатывания соединены.с соответству313

Э 1132

l ющими выходами дополнительного счетчика 14 импульсов, которые определяют частоту срабатывания схемы. После того, как дополнительный счетчик 14 импульсов просчитает соответствую- 5 щее количество импульсов, с выхода дешифратора 15 уставки срабатывания поступает на вход дополнительного триггера 17 сигнал, измеряющий его состояние. При этом счетчик 6 импуль-1О сов запирается. Дополнительный счетчик 14 импульсов продолжает считать, переполнившись, он изменяет состояйие дополнительного триггера 17 и открывает счетчик 6 импульсов. Ча- 15 стота задающего генератора 5 и емкость дополнительного счетчика 14 импульсов таковы, что этот процесс многократно повторяется. Если в конце измеряемого периода (в момент 20 появления импульса на выходе формирователя коротких .импульсов 4) счетчик

6 импульсов заполнился и заперт сигналом с дешифратора 8 заполнения счетчика, а на вход первого элемента 5

И 10 дешифратора 8 заполнения счетчика поступает нулевой сигнал, то и на выходе первого элемента И 10— нулевой сигнал и состояние триггера

11 не меняется. Когда измеряемый пе- ЗО риод уменьшается настолько, что счетчик 6 импульсов не успевает заполниться и в момент появления импульса на выходе формирователя 4 коротких импульсов с дешифратора 8 запол- З нения счетчика на вход первого элемента И 10 поступает единичный сигнал, то на выходе первого элемента

И 10 также будет единичный сигнал и триггер 11 изменит свое состояние, 4g что означает — измеряемая частота равна или больше частоты срабатывания.

Схема блока 7 пересчета (фиг.3) собрана на двух десятичных счетчи- 45 ках с дешифратором и четырех элемен" тах 2И-НЕ.

Настройка на любую уставку от 0 до 100Х номинальной частоты. сети с дискретностью 17 заключается в под- 1О ключении к соответствующему выводу микросхемы.

Недостатком рассмотренной схемы является отсутствие гистерезиса, т.е

ВозможнОсти Отдельно настрОить устаВ 55 ки срабатывания и отпускания, что необходимо для ряда применений. Этот недостаток можно устранить дальнейшим усовершенствованием предложенного реле частоты.

Блок-схема блока 7 пересчета для реле частоты с гистерезисом состоит из дополнительного счетчика 14 импульсов, дешифратора 15 уставки срабатывания, дешифратора 16 заполнения дополнительного счетчика, дополнительного триггера 17, дешифратора t8 уставки отпускания.

Блок-схема реле частоты с гистерезисом (фиг. 5) содержит разделительный трансформатор 1, формирователь 2 прямоугольных импульсов, формирователь 3 импульса сброса счетчиков на нуль, формирователь 4 коротких импульсов измерения периода частоты се". ти, задающий генератор 5 эталонной частоты, счетчик 6 импульсов, блок 7 пересчета, дешифратор 8 заполнения счетчика, элемент ИЛИ 9, первый элемент И 10, триггер 11, усилитель 12 мощности, выходное исполнительное реле 13, второй элемент И. 19.

Реле работает следующим образом.

В зависимости от состояния выходов триггера 11 на сигналы, поступающие с дополнительного счетчика 14 импульсов, реагирует дешифратор 15 уставки срабатывания или дешифратор

18 уставки отпускания, изменяющие состояние дополнительного триггера 17

На фиг. 6 показан вариант принципиальной электрической схемы.

Дешифраторы уставки срабатывания .и отпускания блока 7 пересчета для реле частоты с гистерезисом (фиг. 6) состоят из двух трехвходовых логических элементов, каждый из которых собирает единичные сигналы на своих входах для переключения дополнительного триггера 17. Третьи входы элементов используются как блокировочные, т.е. для запрета дешифрации.

При этом прямой выход триггера 11 соединен с блокировочным входом дешифратора уставки срабатывания 15, а инверсный — с блокировочным входом дешифратора уставки отпускания 18.

В зависимости от состояния триггера

11 блокируется срабатывание или логического элемента 18 или 15.

Использование изобретения позволяет применить цифровое реле частоты в качестве реле частоты вращения вала в устройстве автоматики и гидроагрегатов, что исключает необходимость установки специального тахогенератора.

1132313

Ол mpuzzepa 11

Puz.4

1132313

Редактор M. Недолуженко

Заказ 9799/42

4Ь арм

Ралар

Составитель Е. Пантелькин

Техред О.Неце; Корректор С. Шекмар

Тираж 682 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород-, ул. Проектная, 4