Устройство для включения и отключения электрического освещения

 

Изобретение относится к техническим средствам автоматики, предназначенным для управления освещением различных территорий в довольно тяжелых температурных условиях (-60-85° С), осуществляющим с высокой степенью точности включение и отключение осветительных приборов в зависимости от степени естественной освещенности . Целью изобретения является повышение точности и помехоустойчивости сл С XI О VJ N VJ СЛ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (I 9) (I () (ss)s G 05 В 11/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

pevf i, п ) у;„3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Я """ -i! ::

5;45 r,;1О i Ег(л

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ фь. (21) 4616825/24 (22) 08.12.88 (46) 07,10.92. Бюл. ¹ 37 (72) Центральный научно-исследовательский и проектно-экспериментальный институт инженерного оборудования городов, жилых и общественных зданий (72) В.А.Мурга, О.Г.Лоодус. В.Д,Курбан и

В.Д.Шалимов (56) 1. Мухин С.И.. Цветков А,А. Способы и средства автоматического управления освещением жилых эдакий и территорий микрорайонов. Обзорная информация, М„ЦБНТИ

Минжилкомхоза РСФСР, 1986, с. 37;

2. Кунгс Я.А. Фотоавтомат для трехзначного управления освещением, Информационный листок о научно-техническом достижении ¹ 87-3, Красноярский межотраслевой территориальный центр научнотехнической информации и пропаганды, 1987.

3. Авторское свидетельство СССР № 1200237, кл, 6 05 В 11/16, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВКЛЮЧЕНИЯ И ОТКЛЮЧЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОСВЕЩЕНИЯ (57) Изобретение относится к техническим средствам автоматики, предназначенным для управления освещением разлйчных территорий в довольно тяжелых температурных условиях (-60-85 С), осуществляющим с высокой степенью точности включение и отключение осветительных приборов в зависимости от степени естественной освещенности. Целью изобретения является повышение точности и помехоустойчивости

1767475 устройства. Устройство содержит силовой преобразователь 1 переменного напряжения в постоянное, компенсационный стабилизатор напряжения 2, релейный усилитель

3, усилитель мощности 4, двухполярный параметрический стабилизатор напряжения 5, 6 и реверсивный орган сравнения 7. Преобразователь 1 переменного напряжения в постоянное включает входные клеммы 8 и 9 для подачи напряжения питания, токовый предохранитель 10, первичную обмотку 11 понижающего трансформатора, вторичные

12 и 13, диодный мост 14 — 17, конденсаторы фильтра 18 — 20. Электронный стабилизатор напряжения 2, предназначенный для питания транзисторных цепей 23 и 24, конденсатор фильтра 25. Транзисторный релейный усилитель 3 собран на полевых транзисто4 !. ( рах 26 и 27 и содержит стоковые резисторы 28 и 29, имп ульсные диоды 30 и 31, резистор связи 32. резистор автосмещения ЗЗ, низкочастотный RC-фильтр (34, 35), высокочастотный RC-фильтр (36, 37).

Усилитель мощности 4 содержит импульсные диоды 38 — 40, транзистор 41, обмотку электромех анического реле 42, замыкающие контакты 43. Параметрический стабилизатор положительного напряжения 5 сЬдержит балластный резистор 44, стабилитроны 45 и 46. Параметрический стабилизатор отрицательного напряжения 6 включает балластный резистор 47, стабилитроны 48 и 49. Реверсивный орган сравнения 7 содержит фоторезистор 50, резистор 51 и потенциометры 52 и 53. 1 ил.

Изобретение относится к техническим средствам автоматики, предназначенным для эксплуатации в открытом пространстве атмосферы и осуществляющим с высокой точностью включение и отключение осветительных приборов наружного или лестнич ного освещения, освещения окон

"магазинов, цехов, улиц, парков, речных, "морских и пассажирских вокзалов и подъез- дных путей, складов и других подобных объектов, а также для управления световыми сигналами аэропортов.

Известны фотореле, которые предназначены для автоматического включения и отключения электрического освещения в зависимости от величины естественной осве щен ности (1,2).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому ре- зультату является устройство управления наружным освещением, содержащее токовый ограничитель, первый вывод которого подключен к первой входной клемме устройства, а второй вывод через первичную обмотку понижающего трансформатора — к второй входной клемме устройства, две вторичные обмотки понижающего трансформатора подключены первыми выводами к общей шине, а вторыми выводами к входной диагонали диодного моста, первый вывод выходной диагонали которого подключен через первый сглаживающий конденсатор к общей шине и через первый балластный резистор к катоду первого стабилитрона, а второй вывод выходной диагонали подключен через второй сглаживающий конденсатор к общей шине и через второй

35 балластный резистор к аноду второго стабилитрона, первый общий вывод параллельно соединенных фотЬрезистора и первого ограничительного резистора подключен к первому выводу потенциометра точной настройки, первый неподвижный вывод потенциометра грубой настройки подключен к его подвижному выводу, коллектор первого

1 и-р-п транзистора подключен через рези-! стор смещения к его базе и к катоду третьего стабилитрона, а эмиттер подключен к первому выводу второго ограничительного ре-! зистора, к первому выводу обмотки электромеханического реле и через третий сглаживающий конденсатор к общей шине, коллектор второго и-р-и транзистора подключен к второму выводу обмотки электромеханического реле, замыкающие контакты которого подключены к выходным клеммам устройства, первьй выводы третьего и четвертого ограничительных резисторов и первые обкладки четвертого и пятого сглаживающих конденсаторов подключены к общей шине, шестой сглаживающий конденсатор, пятый, шестой и седьмой ограничительные резисторы, первый, второй, третий, четвертый и пятый ограничительные диоды (1).

Целью изобретения является повышение точности, помехоустойчивости работы, значительное понижение потребляемой мощности питания во включенном состоянии за счет повышения чувствительности и коммутации силового напряжения питания к осветительным лампам без промежуточного силового звена, 1767475

На чертеже приведена принципиальная схема устройства для переключения электрического освещения различных территорий в зависимости от степени солнечного уровня световой энергии.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для включения и отключения электрического освещения, содержащем токовый ограничитель, первый вывод которого подключен к первой входной клемме устройства, а второй вывод через первичную обмотку понижающего трансформатора — к второй входной клемме устройства, две вторичные обмотки понижающего трансформатора подключены первыми выводами к общей шине, а вторыми выводами к входной диагонали диодного моста, первый вывод выходной диагонали которого подключен через первый сглаживающий конденсатор к общей шине и через первый балластный резистор к катоду первого стабилитрона, а второй вывод выходной диагонали подключен через второй сглаживающий конденсатор к общей шине и через второй балластный резистор к аноду второго стабилитрона, первый общий вывод параллельно соединенных фоторезистора и первого ограничительного резистора подключен к первому выводу потенциометра точной настройки, первый неподвижный вывод потенциометра грубой настройки подключен к его подвижному выводу, коллектор первого и-р-п транзистора подключен через резистор смещения к его базе и к катоду третьего стабилитрона, а эмиттер подключен к первому выводу второго ограничительного резистора, к первому выводу обмотки электромеханического реле и через третий сглаживающий конденсатор к общей шине, коллектор второго и-р-и транзистора подключен к второму выводу обмотки электромеханического реле, замыкающие контакты которого подключены к выходным клеммам устройства, первые выводы третьего и четвертого ограничительных резисторов и первые обкладки четвертого и пятого сглаживающих конденсаторов подключены к общей шине, шестой сглаживающий конденсатор, пятый, шестой и седьмой ограничительные резисторы, первый, второй, третий четвертый и пятый ограничительные диоды, в него введены четвертый, пятый и шестой стабилитроны с температурными коэффициентами стабилизации другой полярности по отношению соответственно к первому, второму и третьему стабилитронам, первый и второй полевые транзисторы, причем шестой сглаживающий конденсатор подключен к выходной диагонали диодного моста, катод четвертого стабилитрона подключен к аноду первого стабилитрона, а его анод — к общей шине, анод пятого стабилитрона подключен к катоду второго стабилитрона, а его катод — к общей шине, катод шестого стабилитрона подключен к аноду третьего стабилитрона, а его анод — к общей шине, первый вывод выходной диагонали диодного моста подключен к коллектору первого и-р-и транзи10 стора, первый неподвижный вывод потенциометра грубой настройки подключен к второму выводу потенциометра точной настройки, а его второй вывод — к катоду первого стабилитрона. второй общий вывод

"5 параллельно соединенных фоторезистора и первого ограничительного резистора подключен к аноду второго стабилитрона, подвижный вывод потенциометра точной настройки подключен через пятый ограни20 чительный резистор к затвору первого полевого транзистора и к второй обкладке четвертого сглаживающего конденсатора, сток первого полевого транзистора подключен к второму выводу ограничительного ре25 зистора, к аноду первого ограничительного резистора и к катодам второго и четвертого ограничительных диодов, катод первого ограничительного диода подключен к второй обкладке пятого сглаживающего конденса"-0 тора, к второму выводу четвертого ограничительного резистора и через шестой ограничительный резистор к затвору второго полевого транзистора, исток которого подключен к аноду второго ограничительно35 го диода, а сток через седьмой ограничительный резистор — к первому выводу второго ограничительного резистора и через третий ограничительный диод к базе второго и-р-и транзистора, эмиттер которо40 ro подключен к аноду четвертого ограничительного диода. а коллектор — к аноду пятого ограничительного диода, катод которого подключен к первому выводу обмотки электромеханического реле.

45 Устройство содержит преобразователь

1 переменного напряжения в постоянное, компенсационный стабилизатор напряжения 2, релейный усилитель 3, усилитель мощности 4, двухполярный параметриче50 ский стабилизатор напряжения 5, 6 и реверсивный нуль-орган сравнения 7.

Преобразователь 1 снабжен клеммами

8, 9 и содержит токовый ограничитель 10, первичную сетевую обмотку 11 понижающе55 го трансформатора, его выходные обмотки

12, 13 нагружены на первый 14 — четвертый

17 диоды выпрямительного моста с средней точкой питания, который соединен с первым

18, вторым 19, третьим 20 конденсаторами, Стабилизатор 2 содержит первый транзи1767475

20

30

50

55 стор 21, первый резистор 22, первый 23, второй 24 стабилитроны и четвертый 25 конденсатор, Пороговый усилитель 3 состоит из второго 26 и третьего 27 полевых транзисторов, второго 28, третьего 29 резисторов, импульсного диода 30, пятого 31 диода, четвертого 32. пятого 33 резисторов, пятого

34 конденсатора, шестого 35, седьмого 36 резисторов, шестого 37 конденсатора. В состав усилителя мощности 4 входят шестой

38, седьмой 39, восьмой 40 диоды, силовое электромагнитное реле 41 с релейными контактами 42, 43, четвертый 44 транзистор.

Параметрический стабилизатор положительного напряжения 5 образован восьмым балластным резистором 45, третьим 46, четвертым 47 стабилитронами, Параметрический стабилизатор отрицательного напряжения 6 выполнен на девятом 48 баластном резисторе, пятом 49, шестом 50 стабилитронах. Реверсивный нуль — орган 7 содержит чувствительный элемент 51, десятый 52 резистор, одиннадцатый 53, двенадцатый 54 переменные регулировочные резисторы, Устройство работает следующим образом.

Напряжение питания 220 В 50 Гц подается на клеммы 8 и 9 и при помощи силового трансформатора 11 — 13 понижается до требуемой величины, затем выпрямляется диодным мостом 14 — 17, фильтруется емкостями 18 — 20 и подается на компенсационный стабилизатор 21 — 25, который осуществляет питание порогового усилителя

26-44, а также на параметрический двухполярный стабилизатор 45-50 для образования управляющего и эталонного напряжения с целью их подачи на орган сравнения 51 — 54, В дневной период времени уровень све-товой энергии Солнца непрерывно преобразуется чувствительным элементом 51, сенсибилизированн ым под спектральную характеристику человеческого глаза, в àìïлитуду электрического сигнала, которая сравнивается с заданным опорным напряжением. В вечернее время, когда интенсивность солнечной энергии непрерывно уменьшается, пропорционально ей увеличивается сопротивление фоторезистора 51, вследствие чего уменьшается отрицательный потенциал на затворе полевого транзистора 26 относительно нулевой шины и при дальнейшем уменьшении освещенности на

его затворе появляется положительное напряжение, которое, возрастая, достигает зоны термостабильной точки срабатывания. В этот момент транзистор 26 начинает открываться, что приводит к уменьшению положи-, тельного напряжения на его стоке, а также и на запоминающем конденсаторе 34, в результате чего транзистор 27 выходит из состояния насыщения, и при дальнейшем уменьшении освещенности в есимметричном триггере 26 — 44 развивается лавинообразный процесс, благодаря которому происходит открытие транзистора 26 и закрытие транзистора 27, Напряжение на стоке транзистора 26 быстро падает, а ток истока транзистора 27 стремится к нулевому значению, Положительный скачок напряжения на стоке транзистора 27 через диод

3S передается на базу оконечного транзистора 44, вызывая максимальный ток в коллекторной цепи, в результате чего срабатывает реле 41, силовые контакты 42, 43 которого, замыкаясь, включают линии электропитания ламп освещения. В таком состоянии автомат находится до рассвета, с наступлением которого естественная освещенность начинает возрастать, вследствие чего сопротивление фоторезистора 51 начинает падать, что приводит к уменьшению положительного напряжения на затворе полевого транзистора 26. Дальнейшее увеличение освещенности вытесняет положительное напряжение сигнала управления в окрестность термостабильной точки осечки транзистора 26, развивается регенеративный процесс, в результате которого напряжение на стоке транзистора 26 быстро растет, вызывая максимальный ток в истоковой цепи транзистора 27.

Отрицательный скачок напряжения в его стоковой цепи запирает диод 38, транзистор 44 выходит из состояния насыщения и закрывается, электромагнитное реле 41 обесточивается, его контакты 42 и 43 размыкаются, лампы освещения гаснут. В таком состоянии автомат находится до появления сумерек, с приходом которых технологический цикл повторяется снова, Предложенное устройство выгодно отличается от известных тем, что стабилизация режима электропитания при колебаниях температуры окружающей среды осуществляется стабилитронами с различными знаками температурного коэффициента стабилизации. Для повышения точности переключения релейного усилителя в схему введен промежуточный полевой транзистор, в результате чего срабатывание несимметричного триггера происходит в зоне термостабильных точек, а погрешность сравнения не зависит от температуры окружающей среды. Коммутация напряжения питания ламп освещения осуществляется усилителем мощности на одном транзисторе, в коллекторную цепь

1767475

40

50 которого включено силовое электромагнитное реле, что значительно уменьшает потребляемую мощность системы управления.

Формула изобретения

Устройство для включения и отключения электрическог3 освещения, содержащее токовый ограничитель, первый вывод которого подключен к первой входной клемме устройства, а второй вывод через первичную обмотку понижающего трансформатора — к второй входной клемме устройства, две вторичные обмотки понижающего трансформатора подключены первыми выводами к общей шине, а вторыми выводами к входной диагонали диодного моста, первый вывод выходной диагонали которого подключен через первый сглаживающий конденсатор к общей шине и через первый балластный резистор — к катоду первого стабилитрона, а второй вывод выходной диагонали подключен через второй сглаживающий конденсатор к общей шине и через второй балластный резистор — к аноду второго стабилитрона, первый общий вывод параллельно соединенных фоторезистора и первого ограничительного резистора подключен к первому выводу потенциометра точной настройки, первый неподвижный вывод потенциометра грубой настройки подключен к его подвижному выводу, коллектор первого и-р-и-транзистора подключен через резистор смещения к его базе и к катоду третьего стабилитрона, а эмиттер подключен к первому выводу второго ограничительного резистора к первому выводу обмотки электромеханического реле и через третий сглаживающий конденсатор — к общей шине, коллектор второго п-р-итранзистора подключен к второму выводу обмотки электромеханического реле, замыкающие контакты которого подключены к выходным клеммам устройства. первые выводу третьего и четвертого ограничительных резисторов и первые обкладки четвертого и пятого сглаживающих конденсаторов подключены к общей шине, шестой сглаживающий конденсатор, пятый, шестой и седьмой ограничительные резисторы, первый, второй, третий, четвертый и пятый orраничительные диоды, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и помехоустойчивости, в него введены чет5

35 вертый, пятый и шестой стабилитроны с температурными коэффициентами стабилизации другой полярности по отношению соответственно к первому, второму и третьему стабилитронами, первый и второй полевые транзисторы, причем шестой сглаживающий конденсатор подключен к выходной диагонали диодного моста, катод четвертого стабилитрона подключен к аноду первого стабилитрона, à его анод — к общей шине, анод пятого стабилитрона подключен к катоду второго стабилитрона, а его катод — к общей шине, катод шестого стабилитрона подключен к аноду третьего стабилитрона, а его анод — к общей шине, первый вывод выходной диагонали диодного моста подключен к коллектору первого и-р-и-транзистора, первый неподвижный вывод потенциометра грубой настройки подключен к второму выводу потенциометра точной настройки, а его второй вывод — к катоду первого стабилитрона, второй общий вывод параллельно соединенных фоторезистора и первого ограничительного резистора подключен к аноду второго стабилитрона, подвижный вывод потенциометра точной настройки подключен через пятый ограничительный резистор к затвору hepeoro полевого транзистора и к второй обкладке четвертого сглаживающего конденсатора. сток первого полевого транзистора подключен к второму выводу второго ограничительного резистора и аноду первого ограничительного диода, а исток — к второму выводу третьего ограничительного резистора и к катодам второго и четвертого ограничительных диодов, катод первого ограничительного диода подключен к второй обкладке пятого сглаживающего конденсатора, к второму выводу четвертого ограничительного резистора и через шестой ограничительнь:й резистор — к затвору второго полевого транзистора. исток которого подключен к аноду второго ограничительного диода, а сток — через седьмой ограничительный резистор- к первому выводу второго ограничительного резистора, и через третий ограничительный диод — к базе второго и-р-итранзистора, эмиттер которого подключен к аноду четвертого ограничительного диода, а коллектор — к аноду пятого ограничительного диода,-катод которого подключен к йервому выводу обмотки электромеханического реле.