Реле с одной воздействующей величиной

 

Союз Советскнк

Соцнапнстнческ на

Республнк

ОП ИСАНИ Е

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ti>890477 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 05.06.79 (21) 2775509/24-07 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (51) М Кл з

Н 01 Н 83/20

Гесуаарстааллый камлтйт

СССР (53) УДК 621.316..925 (088.8) Опубликовано 15.12.81. Бюллетень ¹46

Дата опубликования описания 25.12.81 ла делам лзебретений к атлрытнй (72) Автор изобретения

Ю. Я. Лямец (7l) Заявитель (54) РЕЛЕ С ОДНОЙ ВОЗДЕЙСТВУЮЩЕЙ

ВЕЛИЧИНОЙ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах релейной защиты электрических систем.

Известны . реле переменного тока (напряжения), содержащиЕ частотные фильтры (1).

Переходные процессы в фильтрах, возникающие при повреждениях в сети, приводят к снижению быстродействия реле.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является реле, содержащее каскадно соединенные блок формирования электрической величины, частотный фильтр, блок преобразования переменной величины в постоянную (выпрямитель и фильтр-пробка второй гармоники), блок сравнения и реагирующий орган, а также блок обратной связи, представляющий собой стабилизатор тока, шунтирующий накопители энергии частотного фильтра и управляемый выходным сигналом блока сравнения (2) .

Блок обратной связи управляется постоянной величиной, а шунтирует цепь переменной величины, поэтому выполнение его в виде управляемого стабилизатора тока приводит к нелинейным искажениям пере2 менной величины, и следовательно, к понижению точности работы реле. Зашунтированный частотный фильтр перестает эффективно подавать помехи во входных величинах. Чтобы уменьшить отрицательные последствия этого явления, в реле предусмотрен быстродействующий пусковой орган, выводящий на некоторое время из действия блок обратной связи, но дополнительный орган усложняет реле. Блок обратной связи не действует, если сигнал на входе реагирующего органа ниже порога срабатывания. Схема элемента сравнения вводит в действие блок обратной связи по существу тогда же, когда складываются условия и для срабатывания реагирующего органа. Такое дублирование функций также излишне ус1 ложняет реле.

Цель изобретения — повышение точности и упрощение реле.

Поставленная цель достигается тем, что в реле, содержащем последовательно включенные блок формирования, частотный

2Е фильтр, блок преобразования переменной величины в постоянную, реагирующий орган, а также блок обратной связи, блок формирования выполнен в виде линейного

890477

Формула изобретения

3 усилителя, снабженного блоком регулировки усиления, блок обратной связи выполнен в виде управляемого ключа, включенного между выходом блока преобразования и входом блока регулировки усиления, управляющий вход которого подключен к выходу реагирующего органа.

Реагирующий орган выполнен на дифференциальном операционном усилителе, между неинвертирующим входом и выходом которого последовательно включены резисторы и диод, а неинвертирующий вход операционного усилителя и выход блока регулировки усиления подключен через резисторы к выходу делителя напряжения питания.

На чертеже приведена функциональная схема реле.

Реле содержит линейный усилитель 1 с блоком регулировки усиления 2, частотный фильтр 3, блок 4 преобразования перемен. ной величины в постоянную, реагирующий орган 5, управляемый ключ 6 и делитель

7 напряжения питания. Реагирующий орган

5 выполнен на операционном усилителе 8, цепь положительной обратной связи которого состоит из резисторов 9 и 10 и диода 11. Управляющий вход блока регулировки усиления 2 соединен резистором 12 с делителем 7 напряжения. К тому же выводу делителя 7 подключен и резистор 9 реагирующего органа 5.

Устройство функционирует следующим образом.

Входной сигнал проходит без искажений сквозь линейный усилитель 1. Высшие гармоники и апериодические составляющие входного сигнала подавляются в фильтре 3.

Полезная составляющая (колебание основной частоты) преобразуется в блоке 4 в постоянный сигнал, уровень которого пропорционален амплитуде колебания. Блок

4 преобразования переменной величины в постоянную представляет собой, например, выпрямитель со сглаживающим фильтром.

Постоянный сигнал поступает на вход реагирующего органа 5. Пока уровень сигнала недостаточен для его срабатывания, операционный усилитель 8 находится в состоянии насыщения, напряжение на его выходе имеет максимальный положительный уровень. Поступая на управляющий вход управляемого ключа 6, это напряжение приводит к его размыканию. На управляющий вход блока регулировки усиления 2 через резистор 12 подается при этом потенциал точки а делителя 7 напряжения питания, задающий необходимую величину напряжения смещения. До срабатывания реагирующего органа 5 коэффициент усиления линейного усилителя 1 задается вправляющим напряжением U о. За счет того, что неинвертирующий вход операционного усилителя 8 также подключен через резистор

9 к точке а делителя 7 напряжения питания, при запертом диоде 11 потенциал не5

15 го

Зо

4 инвертирующего входа равен потенциалу точки а и, следовательно, напряжение срабатывания реагирующего органа 5 тоже равно U что имеет в данном случае принципиальное значение. Когда входной сигнал достигает величины, при которой напряжение на выходе блока преобразования 4 равно Ц, операционный усилитель 8 переключается в область отрицательного насыщения. Отрицательное выходное напря.жение включает управляемый ключ 6. Тогда же открывается диод 11 и вводится в действие цепь положительной обратной связи операционного усилителя 8. Пока напряжение на выходе блока преобразования 4 остается равным U, коэффициент усиления линейного усилителя 1 не изменяется.

В дальнейшем с увеличением входного сигнала напряжение на выходе блока преобразования 4 обнаруживает тенденцию к возрастанию. Замкнутый управляемый ключ 6 передает это напряжение на управляющий вход блока регулировки усиления 2, что приводит к понижению коэффициента усиления линейного усилителя !. Устройство оказывается, таким образом, охваченным после срабатывания реагирующего органа 5 отрицательной обратной связью, приводящей к стабилизации амплитуды синусоидального сигнала на входе частотного фильтра 3.

В результате таких изменений регулировка уровня входной величины не влияет на ее форму, т. е. не вносит нелинейных искажений и не снижает добротности частотного фильтра, к тому же отпадает необходимость в элементе сравнения.

Предложенное техническое решение позволяет, не искажая формы величины на входе частотного фильтра, резко сократить диапазон, в котором может находиться ее амплитуда и, следовательно, уменьшает инерционность реле без ущерба для его точности.

l. Реле с одной воздействующей величиной, содержащее последовательно включенные блок формирования, частотный фильтр, блок преобразования переменной величины в постоянную, реагирующий орган, а также блок обратной связи, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и упрощения, блок формирования выполнен в виде линейного усилителя, .снабженного блоком регулировки усиления, блок обратной связи выполнен в виде управляемого ключа, включенного между выходом блока преобразования и входом блока регулировки усиления, управляющий вход которого подключен к выходу реагирующего органа.

2. Реле по п. 1, отличающееся тем, что реагирующий орган выполнен на дифференциальном операционном усилителе, между

890477

Яо неинвертирующим входом и выходом которого последовательно включены резисторы и диод, а неинвертирующий вход операционного усилителя и вход блока регулировки усиления подключен через резисторы к выходу делителя напряжения питаВ ния.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

502439, кл. Н 02 Н 3/34, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

237962, кл. Н 01 Н 83/18, 1967.

Составитель Т. Щеголькова

Редактор M. Дылын Техред А. Бойкас Корректор A. Ференц

Заказ 1017/83 Тираж 787 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и от крытий

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

Филиал ППП сПатент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4