Схема управления для электромагнитного реле



Схема управления для электромагнитного реле
Схема управления для электромагнитного реле
Схема управления для электромагнитного реле

 


Владельцы патента RU 2553274:

СИМЕНС АКЦИЕНГЕЗЕЛЛЬШАФТ (DE)

Схема (10) управления для электромагнитного реле имеет катушку (11) реле и переключающие контакты с первым устройством (13а) переключения, размещенным между первым выводом катушки (11) реле и первым источником (12а) напряжения, вторым устройством (13b) переключения, размещенным между вторым выводом катушки (11) реле и нулевым потенциалом, и устройством (14) управления. Предусмотрен второй источник (12b) напряжения с более высоким уровнем напряжения, который через третье устройство (13с) переключения, соединенное параллельно с первым устройством (13а) переключения, соединен с первым выводом катушки (11) реле. Устройство (14) управления позволяет для протекания тока через катушку (11) реле сначала все три устройства (13а, 13b, 13с) замкнуть и по истечении заданного интервала времени третье устройство (13с) вновь разомкнуть, а первое и второе устройства (13а, 13b) поддерживать замкнутыми. Технический результат - предоставление простой и экономичной в изготовлении схемы управления, которая имеет короткое время срабатывания. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к схеме управления для электромагнитного реле, имеющего катушку реле и переключающий контакт, с первым устройством переключения, которое размещено между первым выводом катушки реле и первым источником напряжения, вторым устройством переключения, которое размещено между вторым выводом катушки реле и нулевым потенциалом, и устройством управления, которое выполнено с возможностью замыкания обоих устройств переключения, чтобы обеспечивать протекание тока через катушку реле.

В электрических приборах для выполнения управляемых действий переключения часто используются электромагнитные реле. Электромагнитные реле обычно состоят из катушки реле и по меньшей мере одной пары электрических переключающих контактов. Если катушка реле обтекается электрическим током, то вокруг катушки реле создается магнитное поле, благодаря чему - при так называемых саморазмыкающихся реле - вызывается замыкание контактов реле так, что возможно протекание тока через контакты реле. Если ток, протекающий через катушку реле, вновь прерывается, то подвижная часть контактов реле, например посредством пружинного механизма, возвращается в свое исходное положение, что вызывает размыкание контактов реле и прерывает протекание тока через них. При самозамыкающихся реле контакты в обесточенном состоянии катушки реле замкнуты, а в состоянии протекания тока - разомкнуты.

Электромагнитные реле обычно используются там, где посредством сравнительно незначительного управляющего тока из электрической цепи управления должен включаться или выключаться сравнительно большой ток в электрической цепи переключения, и/или там, где между электрической цепью управления и электрической цепью переключения должно быть реализовано гальваническое разделение. Электромагнитное реле образует в этом случае гальваническую развязку электрической цепи управления и электрической цепи переключения.

Электромагнитные реле используются, например, в электрических защитных приборах для контроля электрических цепей энергоснабжения, чтобы в случае неисправности (например, короткого замыкания) в электрической цепи энергоснабжения путем замыкания релейных контактов так называемого «командного реле» вызвать срабатывание электрических силовых выключателей и, таким образом, прервать ток неисправности. Другая возможность применения электромагнитных реле в защитных приборах создается при так называемых «бинарных выходах», где за счет включения или выключения реле могут формироваться бинарные коммуникационные сигналы с высоким уровнем сигнала (бинарная «1») или низким уровнем сигнала (бинарный «0»). При использовании электромагнитных реле в таких релевантных для безопасности областях является очень важным надежно предотвращать ненамеренное включение или выключение, чтобы, одной стороны, гарантировать высокую надежность в случае неисправности, а с другой стороны, избегать ложных срабатываний, связанных с высокими затратами.

По возможности отказобезопасное выполнение электрической цепи управления для электромагнитного реле может быть достигнуто тем, что катушка реле управляется не через одно единственное, при обстоятельствах, подверженное отказам устройство переключения, а вместо этого через два лежащих в пути протекания тока катушки реле устройства переключения. Катушка реле управляется только тогда, когда оба устройства переключения одновременно замкнуты. Если одно устройство переключения разомкнуто, то протекание тока через катушку реле прерывается. Тем самым достигается относительно высокая надежность управления по отношению к ненамеренному активированию катушки реле, так как неисправное, продолжительно короткозамкнутое устройство переключения одно не сможет вызвать ненамеренное активирование катушки реле. Такое устройство переключения известно, например, из международной публикации WO 2009/062536 А1, откуда следует устройство переключения для управления электромагнитным реле, при котором катушка реле с двумя устройствами переключения таким образом размещена в пути тока, что на обоих выводах катушки реле предусмотрено соответствующее одно из устройств переключения. Посредством устройства управления для установления протекания тока через катушку реле оба устройства переключения замыкаются, в то время как для прерывания протекания тока оба устройства переключения размыкаются.

В некоторых случаях применения к электромагнитному реле предъявляются требования, чтобы оно в случае протекания тока через катушку реле имело, по возможности, короткое время срабатывания, то есть очень быстро активировалось действие переключения переключающих контактов реле. Это требование предъявляется, например, в таких реле, которые используются для бинарных выходов электрических приборов защиты или управления, потому что такие бинарные выходы используются для передачи информации на другие приборы, например, на другие приборы защиты или управления, и при этом время прохождения сигнала должно поддерживаться по возможности коротким. Поэтому временной интервал от управления электромагнитным реле до окончательного замыкания его переключающих контактов должен быть по возможности коротким.

Для реализации электромагнитного реле с по возможности коротким временем срабатывания, например, из немецкой выложенной заявки DE 10203682 А1 известно использование, параллельно к переключающим контактам электромагнитного реле, полупроводникового переключателя, который, ввиду отсутствия механически подвижных деталей, имеет очень быстрое время срабатывания, и до окончательного замыкания переключающих контактов электромагнитного реле может гарантироваться установление протекания тока. Такой полупроводниковый переключатель должен в этом случае быть выполнен таким образом, чтобы иметь возможность проводить сравнительно высокий ток, так как полный ток электрической цепи переключения до замыкания переключающих контактов реле должен протекать через полупроводниковый переключатель.

В основе изобретения лежит задача предложить схему управления вышеописанного типа, которая, с одной стороны, имеет по возможности короткое время срабатывания, а с другой стороны, имеет простую конструкцию и, тем самым, низкие затраты на изготовление.

Эта задача в соответствии с изобретением решается схемой управления вышеописанного типа, при которой предусмотрен второй источник напряжения, который через третье устройство переключения соединен с первым выводом катушки реле, причем третье устройство переключения расположено в параллельном соединении с первым устройством переключения, и второй источник напряжения имеет более высокий уровень напряжения, чем первый источник напряжения, и устройство управления выполнено таким образом, чтобы для установления протекания тока через катушку реле сначала все три устройства переключения замкнуть и по истечении заданного интервала времени третье устройство переключения вновь разомкнуть и, с другой стороны, первое и второе устройства переключения поддерживать замкнутыми.

Особое преимущество соответствующей изобретению схемы управления состоит в том, что только за счет обеспечения второго источника напряжения с уровнем напряжения, более высоким по сравнению с первым источником напряжения, и применения соответственно управляемого третьего устройства переключения на катушку реле на короткий интервал времени подается более высокое напряжение (и, тем самым, более высокий ток направляется через катушку реле), так что она может побуждаться к сравнительно быстрому включению переключающих контактов. Как только переключающие контакты замкнуты, в качестве удерживающего напряжения может применяться уровень напряжения первого источника напряжения, при этом второй источник напряжения за счет размыкания третьего устройства переключения вновь отсоединяется от катушки реле.

При этом оба источника напряжения могут быть образованы посредством отдельных источников напряжения, отдельно друг от друга соединяемых со схемой управления, или напряжение одного единственного источника напряжения может разделяться на два уровня напряжения, причем более низкий уровень напряжения применяется для первого источника напряжения, а более высокий уровень напряжения - для второго источника напряжения. Устройства переключения могут быть выполнены как полупроводниковые переключатели (транзисторы, полевые транзисторы с МОП-структурой (MOSFET) и т.п.).

Согласно предпочтительной форме выполнения соответствующей изобретению схемы управления предусмотрено, что устройство управления выполнено с возможностью формирования отдельных переключающих сигналов для управления устройствами переключения, причем переключающие сигналы подаются на устройства переключения через отдельные один от другого сигнальные тракты.

Таким образом может осуществляться многоканальное управление устройствами переключения, так что прерывание одного из сигнальных трактов не оказывает воздействия на все устройства переключения.

В этой связи может дополнительно предусматриваться, что либо в сигнальных трактах между устройством управления и первым и третьим устройствами переключения, либо в сигнальном тракте между устройством управления и вторым устройством переключения предусмотрены инверторы сигнала, которые выполняют инвертирование соответствующего переключающего сигнала, и устройство управления выполнено с возможностью передавать через сигнальные тракты, снабженные инверторами сигнала, для замыкания соответствующего устройства переключения, соответствующие инверсные переключающие сигналы.

За счет этого предпочтительным образом может гарантироваться, что воздействие на соответствующие сигнальные тракты из-за внешней помехи, например электромагнитной помехи, не оказывается одинаковым образом на направляемые в сигнальных трактах переключающие сигналы и, тем самым, не могло бы привести к ненамеренному включению переключающих контактов электромагнитного реле. Более того, в этой форме выполнения вводимая извне помеха действует на устройства переключения на обоих выводах катушки реле соответственно точно противоположно, так что одновременное ненамеренное включение всех устройств переключения и, тем самым, связанное с этим установление протекания тока через катушку реле эффективно предотвращаются.

Чтобы, кроме того, иметь возможность осуществлять контроль работоспособности как катушки реле, так и соответствующих устройств переключения, согласно другой форме выполнения соответствующей изобретению схемы управления предложено, что в параллельном соединении с первым и вторым устройствами переключения предусмотрены соответствующие электрические сопротивления, значения сопротивлений которых выбраны таким образом, что ток, протекающий через по меньшей мере одно из сопротивлений и через катушку реле, не вызывает срабатывания переключающих контактов реле, устройство управления выполнено с возможностью выдачи последовательности тестовых сигналов на соответствующие устройства переключения, причем устройством управления соответственно формируется в одно и то же время, только один тестовый сигнал для соответствующего одного устройства переключения, и предусмотрено устройство контроля, которое, с одной стороны, своим первым отводом напряжения подсоединено между катушкой реле и первым устройством переключения, а с другой стороны, своим вторым отводом напряжения - между катушкой реле и вторым устройством переключения, и выполнено с возможностью контроля напряжений на первом и втором отводах напряжения.

Конкретно, в этой связи может быть предусмотрено, что устройство контроля выполнено с возможностью выдачи выходного сигнала, который указывает на отклонение соответствующего напряжения, измеренного на первом или втором отводе напряжения, от соответствующего сравнительного напряжения.

За счет этого, сравнительно простыми средствами, путем сравнения напряжений, измеренных на соответствующих отводах напряжения, с соответствующими сравнительными напряжениями может делаться вывод о работоспособности катушки реле и устройств переключения.

В этой связи, согласно другой предпочтительной форме выполнения соответствующей изобретению схемы управления, может быть предусмотрено, что устройство контроля имеет два компаратора, входы которых, с одной стороны, нагружены напряжением соответствующего отвода напряжения, а с другой стороны, сравнительным напряжением, и компараторы на стороне выхода соединены со схемой ИЛИ, с выхода которой может сниматься выходной сигнал.

Тем самым, с помощью сравнительно простых электронных компонентов в форме двух компараторов и схемы ИЛИ может быть реализовано устройство контроля для схемы управления.

Изобретение поясняется далее более подробно на примере выполнения. При этом на чертежах показано следующее:

фиг.1 - принципиальная схема примера выполнения схемы управления для электромагнитного реле,

фиг.2 - диаграмма для пояснения процесса переключения переключающих сигналов для управления электромагнитным реле, и

фиг.3 - диаграмма для пояснения характеристики тестовых сигналов для контроля схемы управления для электромагнитного реле.

Фиг.1 показывает принципиальную схему схемы 10 управления для электромагнитного реле, из которого на фиг.1, в целях большей наглядности, показана только катушка 11 реле. Электрическое реле, кроме того, содержит не показанные на фиг.1 переключающие контакты, которые, при наличии протекания тока через катушку 11 реле, могут побуждаться для выполнения действия переключения. Такие переключающие контакты могут применяться, например, в качестве переключающих контактов командного реле для управления силовыми выключателями или в качестве переключающих контактов бинарного коммуникационного выхода электрических защитных приборов для контроля и управления электрическими сетями энергоснабжения.

Между первым источником 12а напряжения, лежащим на уровне U1 напряжения, и катушкой 11 реле расположено первое устройство 13а переключения. Второе устройство 13b переключения находится в пути тока между катушкой 11 реле и нулевым потенциалом. Кроме того, предусмотрен второй источник 12b напряжения, лежащий на уровне U2 напряжения, который через третье устройство 13с переключения, которое расположено в параллельном соединении к первому устройству 13а переключения, соединен с катушкой 11 реле. Устройства 13а, 13b, 13с переключения могут представлять собой, например, полупроводниковые переключатели, например, транзисторы.

Устройство 14 управления служит для управления устройствами 13а, 13b, 13с переключения. Устройство управления может, как показано на фиг.1, состоять из соответственно запрограммированной специализированной интегральной схемы (ASIC) или программируемой вентильной матрицы (FPGA); однако, в отличие от представления на фиг.1, устройство 14 управления может состоять из отдельных логических схем, ассоциированных с отдельными устройствами 13а, 13b, 13с переключения.

Для управления устройствами 13а, 13b, 13с переключения устройство 14 управления вырабатывает переключающие сигналы S1, S2, S3, причем переключающий сигнал S1 предусмотрен для управления первым устройством 13а переключения, переключающий сигнал S2 - для управления вторым устройством 13b переключения, и переключающий сигнал S3 - для управления третьим устройством 13с переключения. Переключающие сигналы S1, S2, S3 подаются на соответствующие устройства 13а, 13b, 13с переключения через отдельные, отделенные друг от друга сигнальные тракты, чтобы достичь многоканальности и, тем самым, независимости отдельных переключающих сигналов и предотвратить то, что при отказе одного из переключающих сигналов или прерывании одного сигнального тракта вероятным образом происходило бы ненамеренное действие переключения электромагнитного реле. Кроме того, в сигнальных трактах переключающих сигналов S1 и S3, которые от устройства 14 управления ведут к первому и третьему устройствам 13а или 13с переключения, предусмотрены инверторы 15а и 15b сигналов, которые осуществляют инвертирование соответственно выдаваемых от устройства 14 управления переключающих сигналов S1 или S3 и выдают затем соответствующий инверсный переключающий сигнал на соответствующие устройства 13а или 13с переключения. Инвертирование переключающих сигналов означает в этом случае обращение сигнального уровня бинарного переключающего сигнала таким образом, что переключающий сигнал, который перед инвертированием имеет высокий сигнальный уровень (бинарная «1»), после инвертирования преобразуется в переключающий сигнал с низким сигнальным уровнем (бинарный «0»), и наоборот. Обеспечение инверторов 15а и 15b сигналов для инвертирования переключающих сигналов S1 и S3 служит для минимизации вредного влияния внешних помех, например, вызванных посредством электромагнитных влияний схемы управления, которые в ином случае сходным образом могли бы за счет связи проникать в сигнальные тракты переключающих сигналов S1, S2, S3 и вызывать ненамеренное управление катушкой реле. С помощью инверторов 15а и 15b сигналов такое сходное влияние на сигнальные тракты переключающих сигналов S1, S2, S3 в значительной степени устраняется, так как за счет инвертирования сигналов внешние помехи всегда оказывали бы взаимно противоположное влияние на первое и третье устройства 13а и 13с переключения, с одной стороны, и на второе устройство 13b переключения, с другой стороны.

Способ функционирования схемы 10 управления при управлении катушкой 11 реле будет описан далее более подробно со ссылкой на фиг.2. На фиг.2 представлена диаграмма, которая показывает сигнальные характеристики переключающих сигналов S1, S2, S3 для устройств 13а, 13b, 13с переключения, а также соответствующую реакцию переключающих контактов («реле вкл/выкл»), управляемых катушкой 11 реле.

Перед первым моментом времени t1 устройство 14 управления выдает первый переключающий сигнал S1 с высоким сигнальным уровнем, второй переключающий сигнал S2 с низким сигнальным уровнем и третий переключающий сигнал S3 с высоким сигнальным уровнем на соответствующие устройства 13а, 13b, 13с переключения. С помощью инверторов 15а и 15b сигналов первый переключающий сигнал S1 и третий переключающий сигнал S3, как описано выше, инвертируются и в инвертированной таким образом форме подаются на устройства 13а или 13с переключения, так что, в конечном счете, на все три устройства 13а, 13b, 13с переключения перед первым моментом времени t1 подается переключающий сигнал с низким сигнальным уровнем, так что все три устройства переключения остаются в разомкнутом положении. Соответственно, переключающие контакты реле перед моментом времени t1 находятся в выключенном состоянии, как можно видеть из нижней характеристики на диаграмме.

К моменту времени t1 три устройства 13а, 13b, 13с переключения за счет соответствующего изменения сигнального уровня переключающих сигналов S1, S2, S3 побуждаются к включению. Конкретно это означает, что как первый, так и третий переключающие сигналы S1 и S3 к моменту времени t1 принимают низкий сигнальный уровень, в то время как второй переключающий сигнал S2 к моменту времени t1 принимает высокий сигнальный уровень. На основе инвертирования переключающих сигналов S1 и S3 с момента времени t1 на все три устройства 13а, 13b, 13с переключения подаются переключающие сигналы с высоким сигнальным уровнем, так что все устройства 13а, 13b, 13с переключения включаются.

За счет этого устанавливается протекание тока через катушку 11 реле, который в итоге вызывает включение переключающих контактов электромагнитного реле. Так как это возникающее к моменту времени t1 протекание тока на основе включенного третьего устройства 13с переключения обусловлено вторым источником 12b напряжения с более высоким уровнем U2 напряжения, этот ток при включении реле к моменту времени t1 сравнительно высок и обуславливает ускоренное замыкание переключающих контактов, при этом катушка 11 реле в соответствии с протекающим сравнительно высоким током формирует относительно сильное магнитное поле, которое служит для быстрого включения переключающих контактов электромагнитного реле. Диод 16 препятствует протеканию тока от высокого уровня U2 напряжения к низкому уровню U1 напряжения первого источника 12а тока.

По прошествии заданного интервала времени, который определяется, в частности, с учетом времени включения реле и имеет порядок величины нескольких миллисекунд, устройство 14 управления к моменту времени t2 изменяет сигнальный уровень третьего переключающего сигнала S3, за счет чего третье устройство 13с переключения побуждается к выключению. После выключения третьего устройства 13с переключения теперь только более низкий уровень U1 напряжения первого источника 12а напряжения приложен к катушке 11 реле и обеспечивает продолжение протекания тока через катушку 11 реле и, тем самым, продолжение включения переключающих контактов реле. Так как контакты реле к этому моменту времени уже ускоренно были включены, более низкий уровень U1 напряжения достаточен для поддержания протекания точка через катушку 11 реле.

К моменту времени t3 устройство 14 управления изменяет сигнальный уровень первого и второго переключающих сигналов S1 и S2, так что первое и второе устройства 13а или 13b переключения выключаются, и протекание тока через катушку реле (в основном) прекращается. Поэтому с момента времени t3 переключающие контакты электромагнитного реле размыкаются.

С помощью схемы 10 управления по фиг.1 можно, наряду с ускоренным включением переключающих контактов электромагнитного реле, также выполнять контроль работоспособности трех устройств 13а, 13b, 13с переключения, а также катушки 11 реле. Для этого, с одной стороны, предусмотрены два сопротивления 17а и 17b, которые соответственно расположены в параллельном соединении к первому устройству 13а переключения и второму устройству 13b переключения, так что продолжительно за счет уровня U1 напряжения первого источника 12а напряжения вызывается протекание тока через катушку 11 реле и оба сопротивления 17а и 17b. Для того чтобы это протекание тока не вызывало ненамеренного включения переключающих контактов электромагнитного реле, сопротивления 17а и 17b относительно своего значения сопротивления выбраны таким образом, чтобы протекание тока было слишком низким, чтобы вызвать включение переключающих контактов электромагнитного реле.

Посредством сопротивлений 17а и 17b на отводах 18а и 18b напряжения, которые находятся по обе стороны от катушки 11 реле, при выключенных устройствах 13а, 13b, 13с переключения устанавливается определенный уровень напряжения, так как в этом случае постоянные сопротивления 17а, 17b, а также омическое значение сопротивления катушки 11 реле образуют трехкомпонентный делитель напряжения, посредством которого уровни напряжения на отводах 18а и 18b напряжения устанавливаются однозначным образом.

К отводам 18а и 18b напряжения подключено устройство 19 контроля, которое измеряет напряжения, приложенные к отводам 18а и 18b напряжения, и контролирует на наличие отклонений и на стороне выхода выдает выходной сигнал А, который указывает, отклоняется ли по меньшей мере одно из напряжений на отводах 18а и 18b напряжения от уровня напряжения, установленного посредством сопротивлений 17а и 17b.

Конкретно, устройство 19 контроля может быть выполнено из двух компараторов 20а и 20b, а также логической схемы ИЛИ 21. На первый компаратор 20а со стороны входа подается напряжение, измеренное на первом отводе 18а напряжения. Кроме того, на первый компаратор 20а, на вход сравнения подается сравнительное напряжение UV1, значение которого соответствует напряжению, которое устанавливается на первом отводе 18а напряжения посредством сопротивлений 17а и 17b в случае разомкнутых устройств 13а, 13b, 13с переключения. Соответственно, на второй компаратор 20b со стороны входа подается напряжение, измеренное на втором отводе 18b напряжения. Кроме того, на второй компаратор 20b, на вход сравнения подается сравнительное напряжение UV2, значение которого соответствует напряжению, которое устанавливается на втором отводе 18b напряжения посредством сопротивлений 17а и 17b в случае разомкнутых устройств 13а, 13b, 13с переключения. Кроме того, оба компаратора 20а, 20b соединены с логической схемой ИЛИ 21.

Первый компаратор 20а выдает на стороне выхода сигнал, если имеется отклонение между напряжением, приложенным на первом отводе 18а напряжения, и первым сравнительным напряжением UV1. Второй компаратор 20b выдает на стороне выхода сигнал, если имеется отклонение между напряжением, приложенным на втором отводе 18b напряжения, и вторым сравнительным напряжением UV2. Предпочтительным образом первый компаратор 20а выполнен как инвертирующий компаратор, а второй компаратор 20b - как неинвертирующий компаратор. В этом случае оба сравнительных напряжения UV1 и UV2 могут выполняться положительными, и одновременно могут контролироваться напряжения на отводах 18а и 18b напряжения, большие или меньшие, чем сравнительные напряжения UV1 и UV2.

Схема ИЛИ 21 выдает на стороне выхода выходной сигнал, если по меньшей мере один из сигналов компаратора указывает на отклонение измеренного напряжения от соответствующего опорного напряжения.

Для выполнения контроля работоспособности устройств 13а, 13b, 13с переключения устройством 14 управления через сигнальные тракты переключающих сигналов генерируются короткие тестовые сигналы Р1, Р2 и Р3, подаваемые на устройства 13а, 13b, 13с переключения, которые не перекрываются во времени и побуждают к кратковременному включению соответствующее устройство 13а, 13b, 13с переключения. Длительность выдачи тестовых сигналов составляет в типовом случае несколько миллисекунд.

Способ действий при контроле устройств 13а, 13b, 13с переключения далее поясняется со ссылкой на фиг.3. На фиг.3 для этого представлена диаграмма, которая показывает характеристику выдаваемой устройством 14 управления сигнальной последовательности тестовых сигналов Р1, Р2 и Р3, а также соответствующую характеристику выходного сигнала А, выдаваемого устройством 19 контроля.

Контроль может осуществляться, только если катушка 11 реле выключена. В этом случае устройством 14 управления в качестве первого тестового сигнала генерируется тестовая сигнальная последовательность тестового сигнала Р1, которая подается на первое устройство 13а переключения. Так как в сигнальном тракте к первому устройству 13а переключения расположен инвертор 15а сигнала, тестовый сигнал Р1 должен соответственно иметь низкий сигнальный уровень, чтобы после своего инвертирования вызывать включение первого устройства 13а. Посредством включения первого устройства 13а переключения сопротивление 17а шунтируется, так что уровень напряжения на первом отводе 18а напряжения повышается до уровня напряжения U1 первого источника 12а напряжения. Соответственно изменяется также уровень напряжения на втором отводе 18b напряжения, так что вследствие этого оба компаратора 20а и 20b на выходной стороне формируют сигнал, и выходной сигнал А устройства 19 контроля соответствует отклонению измеренного уровня напряжения от сравнительных напряжений. Этот выходной сигнал А может подаваться на не показанный на фиг.1 блок оценки, который также обладает знанием о выдаче первого тестового сигнала Р1 и делает вывод о работоспособности первого устройства переключения, если выходной сигнал А возникает как реакция на первый тестовый сигнал Р1. Блок оценки может также быть встроен в устройство 14 управления.

Соответственно, в качестве дальнейших тестовых сигналов выдаваемой устройством 14 управления тестовой сигнальной последовательности генерируются тестовые сигналы Р2 и Р3 и подаются на их соответствующие устройства 13b или 13с переключения. Каждый из этих тестовых сигналов Р2 или Р3 вызывает при работоспособном устройстве 13b или 13с переключения изменение уровня напряжения на отводах 18а или 18b напряжения, так что устройством 19 контроля в качестве реакции выдается соответствующий выходной сигнал А, который подается на блок оценки, который тем самым распознает работоспособность устройств переключения.

На фиг.3 в третьей тестовой сигнальной последовательности 31 представлен случай неработоспособного второго устройства 13b переключения. При этом второй тестовый сигнал Р2, ввиду дефекта второго устройств 13b переключения, не вызывает включения и, тем самым, изменения уровня напряжения на отводах 18а и 18b напряжения. Соответственно не вырабатывается выходной сигнал А, который указывает на отклонение от сравнительных напряжений. Блок оценки распознает, что ожидаемая реакция выходного сигнала А на тестовый сигнал Р2 отсутствует (место 32 на фиг.3), и поэтому делает вывод о дефекте второго устройства 13b переключения. Это может передаваться, например, в форме сигнала тревоги или сообщения об отказе пользователю схемы 10 управления (например, пользователю защитного прибора, в который встроена схема управления).

Также можно распознать случай дефектной катушки 11 реле с помощью устройства 19 контроля. В этом случае, ввиду разрыва провода в катушке 11 реле, невозможно протекание через катушку 11 реле, так что уровни напряжения на отводах 18а, 18b напряжения продолжительно отклоняются от своих сравнительных напряжений. Также шунтирование обмоток катушки 11 реле, например, посредством дефектной изоляции обмоток приводит к измененному значению сопротивления катушки 11 реле, которое отображается в продолжительно измененных уровнях напряжения на отводах 18а, 18b напряжения и поэтому может быть распознано.

1. Схема (10) управления для электромагнитного реле, имеющего катушку (11) реле и переключающие контакты, с
- первым устройством (13а) переключения, которое размещено между первым выводом катушки (11) реле и первым источником (12а) напряжения,
- вторым устройством (13b) переключения, которое размещено между вторым выводом катушки (11) реле и нулевым потенциалом, и
- устройством (14) управления, которое выполнено с возможностью замыкания обоих устройств (13а, 13b) переключения, чтобы обеспечивать протекание тока через катушку (11) реле,
отличающаяся тем, что
- предусмотрен второй источник (12b) напряжения, который через третье устройство (13с) переключения соединен с первым выводом катушки (11) реле, причем третье устройство (13с) переключения расположено в параллельном соединении с первым устройством (13а) переключения, и второй источник (12b) напряжения имеет более высокий уровень напряжения, чем первый источник (12а) напряжения, и
- устройство (14) управления выполнено таким образом, чтобы для установления протекания тока через катушку (11) реле сначала все три устройства (13а, 13b, 13с) переключения замкнуть и по истечении заданного интервала времени, с одной стороны, третье устройство (13с) переключения вновь разомкнуть и, с другой стороны, первое и второе устройства (13а, 13b) переключения поддерживать замкнутыми.

2. Схема (10) управления по п. 1, отличающаяся тем, что
- устройство (14) управления выполнено с возможностью формирования отдельных переключающих сигналов (S1, S2, S3) для управления устройствами (13а, 13b, 13с) переключения, причем переключающие сигналы (S1, S2, S3) подаются на устройства (13а, 13b, 13с) переключения через отдельные один от другого сигнальные тракты.

3. Схема (10) управления по п. 2, отличающаяся тем, что
- либо в сигнальных трактах между устройством (14) управления и первым и третьим устройствами (13а, 13с) переключения, либо в сигнальном тракте между устройством (14) управления и вторым устройством (13b) переключения предусмотрены инверторы (15а, 15b) сигнала, которые выполняют инвертирование соответствующего переключающего сигнала (S1, S3), и
- устройство (14) управления выполнено с возможностью передавать через сигнальные тракты, снабженные инверторами (15а, 15b) сигнала, для замыкания соответствующего устройства (13а, 13b, 13с) переключения, соответствующие инверсные переключающие сигналы (S1, S2, S3).

4. Схема (10) управления по п. 1, отличающаяся тем, что
- в параллельном соединении с первым и вторым устройствами (13а, 13b) переключения предусмотрены соответствующие электрические сопротивления (17а, 17b), значения сопротивлений которых выбраны таким образом, что ток, протекающий через по меньшей мере одно из сопротивлений (17а, 17b) и через катушку (11) реле, не вызывает срабатывания переключающих контактов реле,
- устройство (14) управления выполнено с возможностью выдачи последовательности тестовых сигналов (Р1, Р2, Р3) на соответствующие устройства (13а, 13b, 13с) переключения, причем устройством (14) управления соответственно формируется в одно и то же время только один тестовый сигнал (Р1, Р2, Р3) для соответствующего одного устройства (13а, 13b, 13с) переключения, и
- предусмотрено устройство (19) контроля, которое, с одной стороны, своим первым отводом (18а) напряжения подсоединено между катушкой (11) реле и первым устройством (13а) переключения, а с другой стороны, своим вторым отводом (18b) напряжения - между катушкой (11) реле и вторым устройством (13b) переключения, и выполнено с возможностью контроля напряжений на первом и втором отводах (18а, 18b) напряжения.

5. Схема (10) управления по п. 4, отличающаяся тем, что
устройство (19) контроля выполнено с возможностью выдачи выходного сигнала (А), который указывает на отклонение соответствующего напряжения, измеренного на первом или втором отводе (18а, 18b) напряжения, от соответствующего сравнительного напряжения.

6. Схема (10) управления по п. 4 или 5, отличающаяся тем, что
- устройство (19) контроля имеет два компаратора, входы которых, с одной стороны, нагружены напряжением соответствующего отвода (18а, 18b) напряжения, а с другой стороны, сравнительным напряжением, и
- компараторы на стороне выхода соединены со схемой ИЛИ, с выхода которой может сниматься выходной сигнал (А).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электромеханики и может быть применено в электрических аппаратах, использующих в качестве привода электромагнит. .

Изобретение относится к способу обеспечения питания электрического выключателя (1) и соответствующей системе питания для электрического выключателя. .

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться для управления выключателями, имеющими электромагнитный привод, снабженный магнитной защелкой и единой катушкой управления на включение и отключение выключателя.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах дистанционного управления. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах дистанционного управления , где требуются по возможности малые габариты пультов управления.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для клапанов, механизмов сцепления, запорных устройств, а также в электромагнитных коммутационных аппаратах и в других устройствах, работающих в режиме длительного включения, в том числе, в устройствах с автономным питанием.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах коммутации. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах коммутации. .

Изобретение относится к средствам автоматизадии управления транспортными средствами. .
Наверх