Реле времени

 

О П И С А Н И Е ii!828256

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз ьсветских

Социалистических

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.07.79 (21) 2795003/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М.К .

Н 01Н 47/18

Государственный комитет

CCCP (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень № 17 (53) УДК 621.318.562. .7(088.8) ло делам изобретений и открытик (45) Дата опубликования описания 07.05.81

NM оЯ (72) Авторы изобретения

И. Н. Бохан и Л. Н. Новиков (71) Заявитель (54) РЕЛЕ ВРЕМЕНИ

Изобретение относится к автоматике, а именно к устройствам выдержки времени.

Известны реле времени на двухкаскадных усилителях с транзисторами разных типов проводимости с RC-цепочкой на входе, нейтральным электромагнитным реле на выходе и с пусковым ключом (1).

Такие реле расходуют много энергии и быстро вырабатывают свой ресурс, поскольку исполнительный орган после срабатывания находится постоянно под напряжением.

Известно также реле времени, содержащее усилитель на двух транзисторах с RCцепочкой, подключенной к базе одного из них, и обмоткой электромагнитного реле, включенной в коллекторную цепь другого, и пусковой ключ, соединенный с отрицательным полюсом источника питания. Для уменьшения потребляемой мощности между пусковым ключом и положительным полюсом источника питания включены дополнительная обмотка упомянутого реле, выполненного двухпозиционным с самоудержанием, и конденсатор (2).

Экономичность достигнута в нем благодаря тому, что транзисторы усилителя и исполнительный орган в течение выдержки интервала времени обесточены, а энергия источника питания расходуется кратковременно на включение и выключение исполнительного органа в начале и в конце выдерживаемого интервала времени.

Однако выдерживаемый интервал времени нестабилен вследствие того, что на длительность выдержки времени влияет продолжительность нажатия на пусковой ключ, которая является субъективным фактором и не может быть строго лимитирована.

Действительно, от времени нажатия на пу10 сковой ключ зависит величина заряда переключающего конденсатора, которая в данном случае является источником запитки времязадающей RC-цепочки и непосредственным образом определяет время вы15 держки.

При кратковременных нажатиях на пусковой ключ переключающий конденсатор не успевает заряжаться до напряжения,источника питания. В этом случае пропорцио20 нально степени недозарядки переключающего конденсатора при каждом повторном пуске будет изменяться время выдержки.

При продолжительных нажатиях на пусковой ключ, в зависимости от времени на25 жатия, переключающий конденсатор может зарядиться до напряжения источника питания раньше момента отпускания пускового ключа. В этом случае интервал времени между моментом наступления полного заЗО ряда переключающего конденсатора и мо828256 ментом отпускания пускового ключа будет непосредственно приплюсовываться к выдержке времени, увеличивая ее пропорционально колебаниям указанного интервала при каждом повторном пуске. Кроме того, нажатие, длительность которого превышает постоянную времени RC-цепочки, вообще не позволяет получить малые выдержки времени.

Следовательно, выдержка времени для данного типа реле нестабильна как при кратковременных нажатиях на пусковой ключ, когда переключающий конденсатор недозаряжается до напряжения источника питания, так и при продолжительных нажатиях, когда переключающий конденсатор заряжается до напряжения источника питания раньше, чем отпущен пусковой ключ.

Установить объективно момент наступления полного заряда переключающего конденсатора при нажатиях на пусковой ключ в данном случае невозможно.

Кроме того, для повторного пуска реле требуется большое время на предварительную подготовку переключающего конденсатора. Действительно, переключающий конденсатор, зарядившись при нажатии на пусковой ключ до напряжения источника питания, после отпускания ключа разряжается через времязадающую RC-цепочку, заряжая конденсатор последней. К моменту окончания выдержки времени переключающий конденсатор успевает разрядиться только до уровня, который превышает порог срабатывания усилителя. При такой величине остаточного заряда на переключающем конденсаторе повторный пуск устройства путем нажатия на пусковой ключ будет невозможным, так как тока дозаряда конденсатора, проходящего через включающую обмотку электромагнитного реле, будет недостаточно для его надежного срабатывания. В этом случае повторный пуск будет возможен только после того, как переключающий конденсатор полностью разрядится, а время его разряда достаточно велико, поскольку он разряжается через времязадающую RC-цепочку, обладающую большой постоянной времени.

Целью изобретения является увеличение стабильности выдержки времени и уменьшение времени подготовки реле к работе.

Поставленная цель достигается тем, что в известное реле времени, содержащее усилитель на двух транзисторах, времязадающую RC-цепочку, конденсатор которой через резистор включен между общей шиной и базой первого транзистора усилителя, содержащего в эмиттерной цепи пороговый элемент, электромагнитное двухпозиционное реле с самоудержанием, снабженное нормально замкнутым контактом, через который база первого транзистора соединена с общей шиной, и двумя обмотками, из которых отключающая включена в коллектор5 о

65 ную цепь второго транзистора усилителя, переключающий конденсатор и пусковой ключ, резистор времязадающей RC-цепочки включен между шиной питания и базой первого транзистора, а пусковой ключ снабжен дополнительным нормально замкнутым контактом, последовательно с которым через резистор к полюсам источника питания подключен переключающий конденсатор, параллельно которому через основной нормально разомкнутый контакт пускового ключа подключена включающая обмотка упомянутого реле.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого реле времени.

Реле содержит усилитель на транзисторах 1 и 2 разных типов проводимости, времязадающую RC-цепочку, состоящую из резисторов 3 и 4 и конденсатора 5, пороговый элемент 6, включенный в эмиттерную цепь транзистора 1, нормально замкнутый контакт 7 электромагнитного двухпозиционного реле с самоудержанием, делитель напряжения на резисторах 8, 9 в коллекторной цепи транзистора 1, определяющий рабочую точку транзистора 2, нагрузкой которого служит отключающая обмотка 10 упомянутого реле. Включающая обмотка 11 реле через основной нормально разомкнутый контакт 12 пускового ключа 13 подключена параллельно переключающему конденсатору 14, который при этом через дополнительный нормально замкнутый контакт

15 пускового ключа 13 и через резистор 16, ограничивающий ток заряда, подключен к полюсам источника питания. Через нормально разомкнутый контакт 17 электромагнитного реле к полюсам источника питания на время выдержки подключается нагрузка 18.

Работает реле времени следующим образом.

В исходном состоянии переключающий конденсатор 14 заряжен до напряжения источника питания, так как он подключен через нормально замкнутый контакт 15 и резистор 16 к его полюсам. Времязадающий конденсатор 5 полностью разряжен через низкоомный резистор 4 и нормально замкнутый контакт 7. Транзистор 1 усилителя закрыт за счет опорного потенциала на пороговом элементе 6. Транзистор 2 при этом также закрыт, электромагнитное реле с обмотками 10 и 11 обесточено, и нагрузка 18 выключена.

При нажатии на пусковой ключ 13 замыкается его нормально разомкнутый контакт 12, размыкается нормально замкнутый контакт 15, включающая обмотка 11 электромагнитного реле оказывается подключенной параллельно заряженному переключающему конденсатору 14, который при этом ввиду размыкания контакта 15 отключается от источника питания. Пере828256

5 ключающий конденсатор 14 начинает разряжаться через включающую обмотку 11, что приводит к срабатыванию электромагнитного реле, размыканию контакта 7, замыканию контакта 17 и включению нагрузки 18. С этого момента и начинается отсчет выдержки времени.

После отпускания пускового ключа 13 электромагнитное реле до момента его принудительного отключения самоудерживает контакт 7 в разомкнутом состоянии, а контакт 17 — в замкнутом. При этом отключающая обмотка 11 обесточивается, а переключающий конденсатор 14 снова подключается к источнику питания и быстро заряжается до его напряжения.

Размыкание контакта 7 приводит к тому, что конденсатор 5 начинает заряжаться через резисторы 3 и 4. Резистор 3 имеет большое сопротивление, поэтому напряжение на конденсаторе 5 нарастает медленно.

Когда оно превысит опорный потенциал на пороговом элементе 6, во входной цепи транзистора 1 возникает ток. Транзистор

1 открывается, и коллекторным током, протекающим по цепи резисторов 8 и 9, открывается транзистор 2. Происходит срабатывание отключающей обмотки 10, и контакт

17, размыкаясь, снимает напряжение с нагрузки. Этим моментом и заканчивается выдержка времени, которая в данном случае определяется только параметрами времязадающей цепи.

В момент срабатывания отключающей обмотки 10 контакт 7 замыкается и самоудерживается в замкнутом положении до следующего пуска реле времени, При замыкании контакта 7 закрываются транзисторы 1 и 2 усилителя, а конденсатор 5 начинает разряжаться через резистор 4. Поскольку резистор 4 служит только для ограничения разрядного тока конденсатора 5 через контакт 7, его сопротивление выбрано небольшим (в пределах 100 — 200 Ом), поэтому постоянная времени разряда, определяющая время подготовки реле к повторному пуску, настолько мала, что практически реле оказывается готовым к очередному пуску сразу же после окончания предыдущей выдержки. При этом переключающий конденсатор 14 оказывается полностью заряженным и готовым к очередному пуску еще до окончания предыдущей выдержки, т. е. практически сразу же после отпускания пускового ключа 13, поскольку ограничительный резистор 16, через который заряжается конденсатор 14, также невелик.

По экономичности предлагаемое реле времени не уступает прототипу. Наряду с этим оно обладает существенным достоинством, заключающимся в том, что полностью исключается влияние на длительность интервалов выдержек продолжительности нажатия на пусковой ключ, благодаря чему

65 увеличена стабильность выдержки интервалов времени. Это стало возможным благодаря тому, что переключающий конденсатор в предлагаемом устройстве не участвует в процессе формирования интервала выдержки, а служит исключительно только для включения реле на начало отсчета выдержки. При этом время нажатия на пусковой ключ не оказывает никакого влияния на время выдержки.

Кроме того, достоинством предлагаемого реле времени является и то, что существенно уменьшено время, необходимое на подготовку к очередному пуску. Практически данное реле бывает готовым к очередному пуску сразу после окончания выдержки интервала времени от предыдущего пуска.

Предлагаемое реле времени может быть использовано в различных устройствах автоматики, работающих от автономных источников питания с ограниченным ресурсом и требующих стабильных выдержек интервалов времени при многократных повторных включениях. формула изобретения

Реле времени, содержащее усилитель на двух транзисторах, времязадающую RC-цепочку, конденсатор которой включен через резистор между общей шиной и базой первого транзистора усилителя, содержащего в эмиттерной цепи пороговый элемент, электромагнитное двухпозиционное реле с самоудержанием, снабженное нормально замкнутым контактом, через который база первого транзистора соединена с общей шиной, и двумя обмотками, из которых отключающая включена в коллекторную цепь второго транзистора усилителя, переключающий конденсатор и пусковой ключ, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения стабильности выдержки времени и уменьшения времени подготовки реле к работе, резистор времязадающей RC-цепочки включен между шиной питания и базой первого транзистора, а пусковой ключ снабжен дополнительным нормально замкнутым контактом, последовательно с которым через резистор к полюсам источника питания подключен переключающий конденсатор, параллельно которому через основной нормально разомкнутый контакт пускового ключа подключена включающая обмотка упомянутого реле.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3423600, кл. 307-132, опублик. 21.01.69.

2. Авторское свидетельство СССР № 508818, кл. Н 01 Н 47/18, 10,01.73 (прототип) .

828256, Составитель И. Радько

Редактор Б. Федотов Техред И. Заболотнова Корректоры: E. Осипова и 3. Тарасова

Заказ 738/13 Изд. № 305 Тираж 784 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2