Программное реле времени

 

ОПИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Соаетскид

Социалистичесник

Республик

<1>790311

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13. 11. 78 (21) 2683989/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 23,1280. Бюллетень ¹ 47 (51)М. Кл.3

Н 03 К 17/28

Государственный комитет

СССР по деяам изобретений и открытий (53) УДХ 621. . 374. 5 (088.8) Дата опубликования описания 231280 (72) Автор изобретения

Л. П. Дмитренко

I (71) Заявитель (54 ) ПРОГРАММНОЕ РЕЛЕ ВРЕМЕНИ

Изобретение относится к области автоматики и предназначено для создания програьачы регулируемых в широких пределах выдержск времени.

Известно реле времени, содержащее исполнительные реле, подключенные к сети через конденсаторы, а к источнику пульсирующего напряжения подсоединенные через тиратроны с RC-контурами в цепях их сеток, подключенными через выпрямительные диоды к обмоткам реле (1).

Однако известное реле времени обладает недостаточной точностью работы из-за большого количества 15

RC-контуров и их питания нестабилизированным напряжением, падающим на обмотках реле. В известной схеме реле времени в качестве нагрузки могут быть использованы лишь электро- 20 магнитные аппараты сравнительно малой мощности, что делает ограниченным применение известной схемы и снижает надежность ее работы.

Известно реле времени, содержащее источник питания постоянного тока, к которому подключены один однопереходный транзистор с RC-контуром в цепи эмиттера, второй транзистор, сб-30. ставляющий с вторым RC -контуром генератор импульсов, и тиристор, управляющий электрод которого подключен к базе первого транзистора (Л1.

Недостаток этого реле состоит в том, что оно не обеспечивает программное переключение нескольких исполнительных устройств автоматики.

Известно программное реле времени, содержащее времяэадающий генератор, распределитель импульсов, исполнительные аппараты, элемент ИЛИ (3 j.

Однако известное программное устройство обладает существенным недостатком. Для его запуска в работу необходимо предварительно переключением контактов включить первый тиристор распределителя импульсов. Даже при кратковременном исчезновении напряжения питания известное устройствс отключится и для его запуска в работу йеобходимо переключить пусковую кнопку. Кроме того иэ-эа ограниченного входного сопротивления однопереходного транзистора времяэадающего генератора реле времени обладает незначительной длительностью соэдавае— мых выдержек времени и недостаточной их точностью.

790311

Цель изобретения — повышение точности и надежности устройства.

Для достижения указанной цели в программное реле времени, содержащее времяэадающий генератор, выход которого подключен к входу распределите- 5 ля имнульсов, исполнительные àïïàраты, поцключенные к выходам распределителя, элемент ИЛИ, включенный между входом времязадающего генера тора и выходами распределителя, введены элемент ИЛИ, блок запуска распределителя импульсов и релаксационный генератор, выход которого соединен с вторым входом генератора импульсов и через блок запуска распределителя импульсов — с вторым входом распределителя импульсов, вход блока запуска распределителя импульсов через введенный элемент ИЛИ подключен к выходам распределителя импульсов. 20

На фиг. 1 представлена функциональная схема программного реле времени; на фиг. 2 — его принципиальная электрическая схема.

Функциональная схема программного реле времени (фиг. 1) содержит времязадающий генератор 1, распреде= литель импульсов 2 с исполнительными .аппаратами 3-6 на выходе, два элемента ИЛИ 7 и 8, релаксационный генератор 9, блок запуска распределителя импульсов 10 и источник питания постоянного напряжения 11.

Принципиальная электрическая схема программного реле времени (фиг. 2) З5 содержит времязадающий генератор, образованный однопереходным транзистором 12, конденсатором 13, времязадающими резисторами 14-17 и резисторами 18-20 распределитель имI

40 пульсов, составленный тиристорами

21-24, резисторами нагрузки 25-28, коммутирующими конденсаторами 29-32, стабилитронами 33-36, конденсаторами

37-40, диодами 41-44, и резистором

45, резисторами 46-49, исполнительные 45 аппараты, выполненные, например, в виде симисторов 50-53, к выходам которых (клеммы 54-57) и клемме 58 подключается нагрузка, релаксационный генератор, образованный однопереходным транзистором 59, RC-контуром на резисторе 60 и конденсаторе 61 и резисторами 62 и 63, блок запуска распределителя импульсов, составленный диодом 64, конденсатором

65 и резистором 66, элементы ИЛИ, образованные диодами 67-70 и 71-73, и источник питания постоянного напряжения, включеющий в себя трансформатор 74, выпрямительный мост 75, конденсатор фильтра 76 и стабилитрон 77, 60

Работает функциональная схема (фиг. 1) реле времени следующим образом. Как только включается реле времени, начинает релаксационный генератор 9 генерировать импульсы. Пер- 65 вый же импульс проходит через блок запуска 10 .распределителя импульсов и включается первая ячейка распределителя импульсов 2, вызывая срабатывание исполнительного аппарата 3.

Питание времязадающего генератора 1 осуществляется через элемент ИЛИ 7 с выхода распределителя импульсов

2. Поэтому после срабатывания первой ячейки распределителя импульсов начинается заряд конденсатора генератора 1, и когда он зарядится, импульс с его выхода поступает на вход распределителя импульсов 2, вызывая переключение его на вторую ячейку. При этом исполнительный аппарат

3 отключается, а 4 включается. Снова начинается заряд конденсатора генератора 1 и происходит переключение распределителя. С выхода распределителя импульсов через элемент ИЛИ 8 осуществляется закрывание блока запуска распределителя импульсов, и после срабатывания любой (кроме первой) ячейки распределителя импульсы от релаксационного генератора через этот блок не проходят на вход распределителя. Релаксационный генератор 9 обеспечивает кроме запуска реле времени в работу повышение входного сопротивления генератора 1 и тем самым повышение точности работы реле времени.

Принципиальная электрическая схема реле времени (фиг. 2) работает следующим образом. Как только реле времени включается в сеть, конденсатор 61 релаксационного генератора начинает периодически через резистор

60 заряжаться и разряжаться через открывающийся транзистор 59, и на резисторах 62 и 63 выделяются импульсы напряжения. Под действием падения напряжения на резисторе 63 от первого разрядного импульса тока через открытый диод 64 и конденсатор 65 импульс тока проходит через промежуток управляющий электрод.катод тиристора 21 распределителя импульсов, вызывая его отпирание.

Тиристор 21 вызывает открывание симистора 50 и включение нагрузки, подсоединяемой в анодную цепь симистора 50. При этом на. резисторе 25 появляется напряжение, под действием которого через диод 67 первого элемента ИЛИ времязадающий резистор 14 начинает заряжаться времязадающий конденсатор 13. Через резисторы 20, 46 и 62 конденсатор 38 заряжается до напряжения пробоя стабилитрона

34. Величина резистора 46 устанавливается такой, чтобы ток, протекающий через него и промежуток управляющий электрод-катод тиристора 22 под действием падения напряжения на резисторе 25, был меньше тока отпирания тиристора 22. Аналогично вы790311 бы постоянная времени RC êîíòóðà на резисторе 60 и конденсаторе 61 была не менее, чем на порядок меньше постоянных времени RC êîíòóðîâ, образованных конденсатором 13 и резисторами 14-17 Диоды 41-44 предотвращают протекание через промежутки катоды-управляющие электроды тирис- торов 21-24 обратных токов под действием потенциала на резисторах 25-28.

Вместо резисторов 25-28 в схему программного реле времени непосредЩ ственно могут быть включены электромагнитные реле. В этом случае симиса торы 50-53 из схемы могут быть исключены. В случае включения на выходы схемы (клеммы 54-57) электромагнитных аппаратов переменного тока, например, магнитных пускателей, они после срабатывания за счет кон» тактов могут самоблокироваться, не влияя на порядок работы всего устройства. Принципиальная схема программного реле времени не изменится, если в ней будет использован распределитель импульсов не с общим анодным резистором 45, а с коммутирующими конденсаторами, соединяющими катоды смежных тиристоров.

Программное реле времени характеризуется бесконтактностью схемы, широким диапазоном регулировки независимых друг от друга выдержек време40 ни, высокой выходной мощностью и надежностью работы,что обеспечит ему практическое применение в различных устройствах программного управления.

65 бираются сопротивления резисторов

47-49. Поскольку из всех тиристоров

21-24 распределителя импульсов отперт лишь тиристор 21, до напряжения пробоя стабилитронов 33-36 заряжен лишь конденсатор 38. Когда через интервал времени, определяемый постоянной времени RC-контура на конденсаторе 13 и резисторе 14 конденсатор 13 зарядится до порога отпирания транзистора 12, последний отпирается, и конденсатор 13 разряжается на резисторы 20 и 62. Амплитуда импуль— са напряжения, падающего от разряда конденсатора 13 на резисторы 20 и

62, меньше напряжения пробоя стабилитронов 33-36, поэтому хотя напряже— ние этого импульса поступает через конденсаторы 37-40 на все опорные диоды, откроется лишь тиристор 22, так как суммарное напряжение на конденсаторе 38 и напряжение импульса на резисторах 20 и 62 выше напряжения пробоя стабилитрона 34. За счет резистор

45, через который анодные цепи всех тиристоров подключены к плюсовой клем ме источника питания постоянного тока и коммутирующих конденсаторов 29и 30 тиристор 21 закрывается, отключая симистор 50 и исполнительный аппарат. Когда включается любой из тиристоров 22-24 распределителя импуль— сов заряжается через разделительные диоды 71-73 и резистор 66 конденсатор, 65, вызывая запирание диода

64. Поэтому при разряде конденсатора

61 на резистор 63 тиристор 21 не отпирается. Времязадающий конденсатор

13 начинает теперь заряжаться через диод 68.и резистор 15. Из всех конденсаторов 37-40 заряжается теперь конденсатор 39 до напряжения пробоя стабилитрона 35. Поэтому при разряде конденсатора 13 через открывающийся транзистор 12 на резисторы 20 и 62 из всех тиристоров откроется тиристор

23, а тиристор 22 запирается. Третий разрядный импульс вызовет отпирание

/ тиристора 24, а четвертый — тиристора 21, и процесс работы программного реле времени повторяется.

Для подстройки порога срабатывания транзистора 12 с целью настройки реле времени на шкалу выдержек служит резистор 18. Времязадающие резисторы, определяющие выдержку времени каждого из исполнительных аппаратов программного реле времени, могут быть выполнены в виде набора постоянных резисторов, подсоединяемых переключа.телями. Релаксационный генератор импульсов, выполненный на однопереходном транзисторе 59, позволяет существенно увеличить входное сопротивление порогового устройства — транзистора 12, входящего во времязадающий генератор и тем самым повысить длительность создаваемых выдержек за счет увеличения сопротивления времязадающих резисторов 14-17 до десятков мегом. C этой целью база транзистора

12 подключена через резистор 20 к резистору 62, на котором выделяются отрицательные по отнбшению к минусовой клемме источника питания импульсы, кратковременно снижающие порог срабатывания транзистора 12. Для нормальной работы схемы необходимо, чтоФормула изобретения

Программное реле времени, содержащее времязадающий генератор, выход которого подключен к входу распределителя импульсов, исполнительные аппараты, подключенные к выходам распределителя, элемент ИЛИ, включенный между входом времязадающего генератора и выходами распределителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и .надежности, в него введены элемент

ИЛИ, блок запуска распределителя им-. пульсов и релаксационный генератор, выход которого соединен с вторым входом генератора импульсов и через блок запуска распределителя импульсов — c вторым входом распределителя импульсов, вход блока запуска рас790311 пределнтеля импульсов череэ введен-. ный элемент ИЛИ подключен к выходам распределителя импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Дмитренко Л. П. Тиратронные релейные устройства. М., "Энергия", 1973, с. 75, рис. 46.

2. "Тиристоры". Технический спра вочник. ilep. с англ. под ред.

В. А. Лабунцова и др..Изд. 2-е дои

М., "Энергия", 1971, с. 201, рис. 2-8б.

3 ° Патент Японии 9 1288, кл. 98(5) Г о, 1971 (прототип)