Устройство передачи сигналов по проводам трехфазной линии электропередачи

 

Изобретение относится к области электротехники и может найти применение при организации каналов связи с использованием трехфазной электрической сети без ее обработки высокочастотными заградителями. Изобретение решает задачу повышения надежности в результате исключения режимов работы с перегрузкой по току, что является новым техническим результатом. Устройство содержит три тиристора, блок управления, шесть диодов, четыре конденсатора, четыре катушки индуктивности, резистор. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может найти применение при организации каналов связи с использованием трехфазной электрической сети без ее обработки высокочастотными заградителями.

Известно устройство передачи сигналов по проводом трехфазной линии электропередачи (авт. св. N 1107750 А). Недостатком данного устройства является выход его из строя при неполнофазном режиме работы. Известно также устройство передачи сигналов по проводам трехфазной линии электропередачи (авт. св. N 1308156), которое принято за прототип. Несмотря на то, что это устройство работоспособно при неполнофазных режимах, оно выходит из строя при перегрузках по току, когда тиристор не закрывается.

Изобретение решает задачу повышения надежности за счет исключения режимов работы с перегрузкой по току, что является новым техническим результатом.

На чертеже показано предложенное устройство, которое содержит: первый тиристор - 1, катод которого соединен с первым выходом блока управления - 2, второй выход которого соединен с управляющим электродом первого тиристора - 1, первый - 6, второй - 7, третий - 8 диоды, аноды каждого из которых соединены соответственно с первыми выводами второй - 9, третьей - 10, четвертой - 11 катушек индуктивности и с первыми выводами второго - 18, третьего - 19, четвертого - 20 конденсаторов, вторые выводы каждого из которых объединены, вторые выводы второй - 9, третьей - 10, четвертой - 11 катушек индуктивности соответственно соединены с первым - 12, вторым - 13, третьим - 14 выводами вторичных обмоток трансформатора, а также четвертый - 15, пятый - 16, шестой - 17 диоды, аноды которых объединены и соединены с первым выводом первой катушки индуктивности - 3, катоды четвертого - 15, пятого - 16, шестого - 17 диодов соответственно соединены с анодами первого - 6, второго - 7, третьего - 8 диодов, первый конденсатор - 4, резистор - 5, второй - 21 и третий - 22 тиристоры, катоды каждого из которых соответственно соединены с катодом первого тиристора - 1 и с первыми выводами первого конденсатора - 4 и резистора - 5, вторые выводы каждого из которых соединены со вторым выводом первой катушки индуктивности - 3, третий и четвертый выходы блока управления - 2 соответственно соединены с управляющими электродами второго - 21 и третьего - 22 тиристоров, аноды первого - 1, второго - 21, третьего - 22 тиристеров соответственно соединены с катодами первого - 6, второго - 7, третьего - 8 диодов.

Устройство работает следующим образом.

Режим отсутствия передачи.

С выходов 2 - 4 блока управления - 2 на управляющие электроды тиристоров 1, 21, 22 не поступают запускающие импульсы. Конденсатор - 4 разряжен на резистор - 5. Ток через катушку индуктивности - 3 не протекает.

Нормальный режим работы.

С выходов 2 - 4 блока управления - 2 на управляющие электроды тиристоров 1, 21 и 22 приходят одновременно запускающие импульсы.

Рассмотрим интервал времени 0≅t≅T₅₀/6, (где Т₅₀ - период частоты питающег о напряжения F. Если F = 50 Гц, то Т₅₀ = 0,02 С).

Пусть тиристор 1, диод - 6 и диод - 17 открыты, а тиристоры 21 и 22 и диоды 7, 8, 15 и 16 закрыты. Через катушку индуктивности - 3 будет протекать ток заряда конденсатора - 4 по цепи: вывод вторичной обмотки трансформатора - 12, катушка индуктивности - 9, диод - 6, тиристор - 1, конденсатор - 4, катушка индуктивности - 3, диод - 17, катушка индуктивности - 11, вывод вторичной обмотки трансформатора - 14.

Протеканием тока через резистор - 5 пренебрегает, так как выполняют условие: , где f₃ - частота тока заряда конденсатора - 4; C - емкость конденсатора - 4.

Значение емкости конденсатора - 4 и индуктивности катушки индуктивности - 3 выбирают таким образом, чтобы конденсатор - 4 полностью зарядился при t = T₀/4, (где Т₀ - период следования запускающих импульсов блока управления - 2. Выполняют условие Т₀≅Т₅₀, т. е. за промежуток 0≅t≅ T₅₀/4 на управляющий электрод тиристора - 1 поступит несколько управляющих импульсов). Когда конденсатор - 4 полностью зарядится (полярность конденсатора - 4 показана на чертеже) ток через катушку индуктивности - 3, а значит и через тиристор - 1 будет равен нулю. Тиристор - 1 закрывается и остается закрытым в течение времени T₀/4≅t≅T₀. Конденсатор - 4 начинает разряжаться на резистор - 5, при этом выполняется условие τ = RC, где τ - постоянная времени разряда; R - сопротивление резистора - 5; C - емкость конденсатора - 4.

За счет накопленной электромагнитной энергии в катушках индуктивностей 9 и 11 в контуре: вывод вторичной обмотки трансформатора - 12; катушка индуктивности - 9; конденсатор - 20, конденсатор - 18; катушку индуктивности - 11; вывод вторичной обмотки трансформатора - 14, начнутся свободные колебания с частотой где L₉, L₁₁ - индуктивности катушек индуктивностей 9 и 11,
L₉ = L₁₀ = L₁₁ = L,
C₂₀, C₁₈ - емкости конденсаторов 20 и 18.

C₁₈ = C₁₉ = C₂₀ = C.

Индуктивностью обмоток трансформатора пренебрегаем.

Через промежуток времени, равный 3/4T₀, снова приходит запускающий импульс на управляющий электрод тиристора - 1 и процесс повторяется.

Нештатный режим.

Если на управляющий электрод тиристора - 1 пришел запускающий импульс, вызванный помехой, например, при грозе, когда конденсатор - 4 еще не успел полностью разрядиться на резистор, тиристор 1 откроется раньше заданного времени, при этом вновь будет заряжаться конденсатор - 4 пока тиристор - 1 не закроется. При этом перегрузки по току не будет, как это было в прототипе, а будет иметь место потеря тока сигнала на один период Т₀. Так как Т₀≅T₅₀/6, то на приемном пункте этот сбой тока сигнала практически не будет обнаружен. Так например, при скорости передачи символов 0 и 1 10 Бод и частоте тока сигнала f₀ = 1000 Гц за время передачи символа 1 будет образовано 100 периодов частоты тока сигнала и потерю одного периода частоты f₀ периодов частоты тока сигнала и потерю одного периода частоты f₀ приемными фильтрами практически обнаружить невозможно.

Таким образом мы доказали, что цель, поставленная изобретением - повышение надежности за счет исключения режимов работы устройства с перегрузкой по току достигнута, что является новым техническим результатом.

Формула изобретения

Устройство передачи сигналов по проводам трехфазной линии электропередачи, содержащее первый тиристор, катод которого соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с управляющим электродом первого тиристора, первый, второй, третий диоды, аноды каждого из которых соединены соответственно с первыми выводами второй, третьей, четвертой катушек индуктивности и с первыми выводами второго, третьего, четвертого конденсаторов, вторые выводы каждого из которых объединены, вторые выводы второй, третьей, четвертой катушек индуктивности соответственно соединены с первым, вторым, третьим выводами вторичных обмоток трансформатора, а также четвертый, пятый, шестой диоды, аноды которых объединены и соединены с первым выводом первой катушки индуктивности, катоды четвертого, пятого, шестого диодов соответственно соединены с анодами первого, второго, третьего диодов, первый конденсатор, резистор, отличающееся тем, что в него введены второй и третий тиристоры, катоды каждого из которых соответственно соединены с катодом первого тиристора и с первыми выводами первого конденсатора и резистора, вторые выводы каждого из которых соединены с вторым выводом первой катушки индуктивности, третий и четвертый выходы блока управления соответственно соединены с управляющими электродами второго и третьего тиристоров, аноды первого, второго, третьего тиристоров соответственно соединены с катодами первого, второго, третьего диодов.

РИСУНКИ

Рисунок 1