Устройство для автоматического переключения нагрузки

 

<1ц 879705

Союз Советски к

Соцналнстнческнк республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву

{22) Заявлено 02.11.79 (2) ) 2835636/24-07 (51)М. Кл.

Н 02Т 9/08 с при соеаи некием э а я вк и УЙ (23) Приоритет

3Ьаудяротееииый комитет (53) УДК,621.316, ив далем изобретений и открытий

Опубликовано 07.11.81. Бюллетень М 41

Дата опубликования описанйя 07.11.81..925 (088.8) (72) Автор изобретения

В. П. Петров (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ

НАГРУЗКИ

Изобретение относится к области электроавтоматики, в частности к устройствам автоматического включения резервного источника, и может быть использовано для переключения нагрузки переменного тока с основной сети на резервную.

Известно устройство щтя автоматического переключения нагрузки, содержащее трансформатор с двумя вторичными обмотками, первичная обмотка которого пред10 назначена для подключения к основной сети, один из выводов вторичной обмотки подключен к синхронизирующему входу автогенератора стабилизированного синусоидального напряжения, выход которого

15 связан через соединенные последовательно выпрямитель и ключевой элемент с коммутирующим реле Г1) .

Известные устройства отличаются значительной сложностью, в частности, из-за наличия специального этапонного resepaтора синусоидального напряжения.

Наиболее близким по технической ñym, ности к предложенному устройству является устройство для переключения электропитания потребителя с основного источника переменного тока на резервный, содержащее исполнительное реле и датчик напряжения на основе ключевого элемента, состоящего из транзистора, мостового выпрямителя, подключенного через понижающий трансформатор к источнику переменного тока, и резисторного, делителя <2) .

Известное устройство имеет ряд суще ственных недостатков: напряжение возвра та устройства практически равно напряжению обрабатывания, что приводит к многократному включению и отключению исполнительного реле при напряжении основ ной сети, близком к напряженик> срабаты- вания устройства;. ток s обмотке испол кительны о репе при срабатывании устройства зависит от разницы между напряжением обрабатывания устройства и нзпряжением основной сети, что обуславливает ненадежное замыкание контактов исполнительного репе при срабатывании в тек случаях, когда напряжение основной cerg Ю

05 з 8797 близко к напряжению срабатывания устройства.

Целью изобретения является повышение надежности устройства в работе.

Бель достигае Гся тем, что в усГрой- 5 ство для автоматического переключения нагрузки, содержащее исполнительное реле, контакты которого включены между нагрузкой и зажимами основного и резервного источников питания, а катушка че- 10 реэ бесконтактный датчик напряжения, мостовой выпрямитель и трансформатор подключена к зажимам основного источ1 ника, причем бесконтактный датчик напряжения содержит выходной резистор и тран- 15 жстор, база которого подключена к средней точке резисториого делителя, введен дополнительный замыкающий контакт исполнительного реле, а в бесконтактный датчик напряжения введены релаксационный гене- 20 ратор из ЯС -цепи, стабилизированный источник, конденсатор и диод, а в качестве транзистора применен однонереходный транзистор, другая база которого через выходной резистор подключена к одному 25 выводу конденсатора RC -цепи, второй вывод которого подключен к эмиттеру однопереходного транзистора и к точке соединения первого резистора делителя и мостового выпрямителя, а средняя точка ре- ЗО зисторного делителя через диод пояключена K положительному зажиму стабилизированного источника, причем второй резистор делителя зашунтирован замыкающим контактом исполнительного реле.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства.

Датчик напряжения 1 содержит релаксационный генератор из резистора 2 и конденсатора 3 RC -пепи однопереходного транзистора 4 и выходного резистора 5, а также реэисторный делитель из первого

6 и второго 7 резисторов, зашунтированный конденсатором 8, и диод 9. RC -цепь иэ резистора 2 и конденсатора 3 подключена к стабилизированному источнику 10 оперативного питания. Средняя точка

RC -цепи соединена с эмиттером Ьднопереходного транзистора 4, а второй вы, ход конденсатора 3 через выходной резис50 тор 5 подключен к базе однопереходного транзистора. Ог основной сети 11 напряжение через трансформатор 12 и резистор 13 поступает на вьптрямительный мост l.4, a с выхода моста - на конден55 сатор 8 и резисторный делитель, состоящий из резисторов 6 и 7. С резистора сигнал поступает на базу однопереходного транзисгора 4. Выходной сигнал датчика 1 с выходного резистора 5 подает ся через диод 15 на вход промежуточного усилителя 16, к выходу которого подключено исполнительное реле 17. Размыкающий контакт 18 исполнительного реле

17 шунтирует резистор 7 реэисторного делителя, Контакты 19 исполнительного реле используются для переключения нагрузки 20 с основной сети 11 на резервную сеть 21. Положительный полюс стабилизированного источника оперативного питания 10 связан через диод 9 со средней точкой резисторного делителя.

Для контроля основной сети не только по напряжению, но и по частоте в устройстве может быть предусмотрен датчик частоты. Датчик частоты 22, выполненный на основе релаксационного RC -генератора, который включает в себя резисторы 23,24, конденсатор 25, однопереходной транзистор 26, установочный потент.иометр 27 и выходной резистор 28, подключен к стабилизированному источнику 10 оперативного питания. Конденсатор 25 зашунтирован транзистором 29, который управляется через резистор 30 вторичной обмоткой трансформатора 12. Эмиттерный переход транзистора 29 зашунтирован в осратном направлении диодом 31. С выходного резистора 28 датчика частоты 22 через диод 32 сигнал поступает на вход промежуточного усилителя 16. Контакт

33 исполнительного реле 17 включен параллельно резистору 23.

Устройство работает следующим о6разом.

Когда напряжение основной сети 11 имеет номинальную величину, то напряжение, подаваемое с резистора 7 на базу однопереходного транзистора 4, выше значения, при котором транзистор включается.

В результате на выходном резисторе 5 датчика напряжения 1 сигнал отсутствует и обмотка исполнительного реле 17 обесточена, нагрузка 20 подключена к основной сети.

При снижении напряжения основной сети, когда напряжение на базе транзистора 4 становится достаточным для включения транзистора, происходит срабатывание устройства. Транзистор 4 включается, конденсатор 3 разряжается на выходной резистор 5 датчика напряжения 1 и вход промежуточного усилителя 16. Напряжение основной сети, соответствующее моменту срабатывания, является напряжением срабатывания устройства. Сопротив ление резистора 2 выбираетcs такой величины, чтобы ток, протекающий через

70705

Зо

40

5 6 эмиттер транзистора 4 после окончания разряда конденсатора 3, был меньше тока включения транзистора. Поэтому датчик напряжения 1 при срабатывании устройства работает в режиме генерации, когда транзистор 4 после окончания разряда конденсатора 3 запирается и отпирается вновь лишь при заряде конденса-. тора 3 (через резистор 2) до напряжения,.достаточного для вюпочения транзистора 4. Импульсы разряда конденсатора

3 в промежуточном усилителе 16 преобразуются в напряжение питания исполнительного реле 17; В результате реле срабатывает и контактами 19 переключает цитате нагрузки 20 с основной сети 11 на резервную сеть 21.

Таким образом, наступление режима генерации сопровождается срабатыванием устройства, а переключение нагрузки с ,основной сети на резервную и прекращение генерации соответствует возврату устройства и подключению нагрузки вновь к основной сети.

Исполнительное реле 17 при своем вкпючении контактами 18 дешунтирует, резистор 7 резисторного делителя. Это вызывает снижение напряжения на базе транзистора 4, и режим генерации прекращается уже при более низком напряжении основной сети, т.е. при котором он .начался. Тем самым напряжение возврата устройства будет ниже напряжения срабатывания. Разность между напряжениями срабатывания и возврата определяется соотношением сопротивлений резисторов 6 и 7.

В случае полного ис:езновения напряжения основной сети режим генерации датчика напряжения 1 сохраняется, так как на базу транзистора 4 поступает напряжение от стабилизированного источника 10 оперативного питания через диод 9.

Ток обмотки исполнительного реле обусловлен сигналом с релаксационного генератора датчика напряжения. Поскольку параметры этого генератора практически не зависят от превышения напряже» ния срабатывания устройства над фактическим напряжением основной сеты, то и ток обмотки исполнительнот.о реле от укаэанного превышения не зависит.

Конденсатор 8 обеспечивает сглаживание пульсаций выходного напряжения мостового выпрямителя. Резистор 13 и кон-. денсатор 8 составляют фильтр, предотвращающий проникновение на базу транзистора 4 высоких гармонических напряжений основной сети. Диод 15 предотвращает поступление сигнала на выход датчика напряжения 1 от другого датчика при их совместной работе.

Основную сеть можно контролировать не только по напряжению, но и по частоте (в виде примера изображено включение датчика 22 частоты). Датчик 22 выполнец, например, на основе С -генератора. Подключение датчика показано пунктирными линиями.

Работает датчик частоты следующим образом.

В один полупериод напряжения основной сети, например отрицательный, транзистор 29 открыт и напряжение на конденсаторе 25 близко к нулю. В другой полупериод (положительный), когда транзистор 29 закрывается обратным напряжением на эмиттере, конденсатор 25 заряжается через резисторы 23, 24 от стаби- лизированного источника 10 оперативного питания. При номинальной частоте основной сети эа положительный полупериод конденсатор 25 не успевает зарядиться до напряжения включения однопереходного транзистора 26, в силу чего сигнал с выходного резистора 28 не поступает.

При снижении частоты длительность полупериода увеличивается и наступает момент срабатывания датчика частоты, когда напряжение на конденсаторе 25 за положительный полупериод нарастает до величины напряжения включения транзистора 26. Транзистор включается и с выходного резистора 28 через диод 32 в промежуточный усилитель 16 поступает сигнал, что приводит к включению исполнительного реле 17 и переключению нагрузки с основной сети на резервную.

Одновременно замыкающий контакт ЗЗ исполнительного реле шунтирует резистор

23, что уменьшает постоянную цепи заряда конденсатора 25. Теперь напряжение на конденсаторе 25 будет нарастать быстрее и потребуется большая частота основной сети, при которой транзистор 26 перестанет включаться, т.е. при которой датчик частоты возвратится в исходное состояние,.чем та, при которой он сработал. Разница между частотой срабатывания и возврата зависит от соотношения сопротивлений резисторов 23 и 24. Диод 32 предотвращает поступление выходного сигнала от датчика напряжения 1 на выход датчика частоты. Одновременно диоды 32 и 15 исключают проникновение на вход промежуточного усилителя остаточного напряжения с выходных резисторов

7 87970

28 и 5 датчиков 22 и 1 при их срабаты- ц ваниие S

Применение предлагаемого устройства з позволит осушествить автоматическое а

nepeem eaae потребителя с Осйовной ce вэе ти н& резервную и автОматический,воз " Я врат егО н& Основную сетф щ)и Восстанов, g ленин напряжения последней . Это способ тора ствует поиышению качества и надежности друг энергоснабжения потребителей.

1О зи

Формула изобретения

Устройство для автоматическОГО пе реюпочения нагрузки, содержашее испол- . нительное реле, контакты которого включены между нагрузкой и зажимами основного и резервного источника питания, а катушка через бесконтактный датчик на- 2о пряжения, мостовой выпрямитель и трансформатор подключена к зажимам основного источника, причем бесконтактный датчик напряжения содержит иыходной реэисТор a транзистор, бз:. а которого подключена к средней точйе резисторного делителя,отлнчаюшеесятем,что, с.Ф

В елью повышения надежности устройства работе, в него введен дополнительный амыкаюший контакт исполнительного реле, в бесконтактный датчик напряжения девы реааксационный генератор as

C цепи, стабилизированный источник, онденсатор и диод, а в качестве транзисприменен однопереходный транзистор, ая база которого через выходной рестор подключена к одному выводу конденсатора йС -цепи, второй вывод которого подключен к змиттеру однопереходного транзистора, и к точке соединения первого резистора делителя и мостового выпря мителя а средняя точка .резисторного делителя через диод подключена к положительному зажиму стабилизированного источника, причем второй резистор делителя зашунтирован размыкаюшим EoHT&EToM исполнительного репе.

Источники информации, принятые rro внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 584391, кл. Н 02:1 9/06, 1977..

2. Asiopczoe свидетельство СССР

М 551759, кл. Н 023 9/06, 1975.