Устройство для определения параметров выбросов напряжения

 

(72) Авторы изобретеиия

8. Ф, Ермаков и В. И. Черепов,ь Ъ

К) М

1 P (71) Заявитель, Новочеркасский ордена Трудового Крас политехнический институт им. Серго О

Э (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРР4ИЕТРОВ

ВЦБРОСОВ НАПРЯЖЕНИЯ

:,1

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение при определении критических параметров характеристик выбросов и провалов напряжения, приводящих к:

5 сбою в работе различного типа электрооборудования,: газоразрядных ламп высо кого давления, блоков питания .элект. ронных устройств, устройств релейной защиты, автоматики и телемеханики.

Известно устройство для выделения одного импульса из непрерывной последовательности, содержащее два О-триггера (,1), .

К недостаткам данного устройства относятся узкие функциональные возможности, т. е. выделение лишь одного импульса из непрерывной последовательности.

Наиболее близким к предлагаемому >0 изобретению является устройство для формирования перерывов питающего на" пряжения, содержащее формирователь прямоугольных импульсов, вход кото2 рого подключен к одной шине сетевого напряжения, элемент нагрузки, первый вывод. которого - соединен с первой шиной сетевого напряженияэле- мент 2 И-НЕ, два триггера, двоичный счетчик, вход которого соединен со счетным входом первого, триггера, синхронизирующий вход которого соединен с инверсным выходом формирователя прямоугольных импульсов, а инверсный выход -, co вторым входом 2И-НЕ, выход которого подключен ко входу двоичного счетчика $ 2).

К недостатку этого устройства от-. носится длительное время, затрачиваемое на определение критических параметров характеристик выбросов и провалов питающего напряжения иэ-эа руч-, ного управления устройства.

Цель изобретения - ускорение оп- ределения критической длительности выбросов и провалов напряжения, вызывающих сбой в работе исследуемого элемента нагрузки.

3 95927

Поставленная цепь достигается тем, что в устройство для определения параметров напряжения дополнительно введены два ключа, переключатель режим работы, элемент совпадения, задатчик периода повторения, симисторы, одновибратор, вентели записи, информационный счетчик, блок индикации, триггер управления, датчик обратной связи, кнопка, трансформатор и автотрансформатор, имеющие управляющие обмотки, зашунтированные симисторами, управляющие электроды которых подключены к выходу соответствующего ключа, входы ключей соединены с плюсовой шиной питания, а входы управления через переключатель режима работы подключены, соответст-, венно, к прямому и инверсному выходам второго триггера, второй вывод 20 элемента нагрузки соединен с отводом вторичной обмотки трансформатора, начало которой соединено с одним отводом обмотки автотрансформатора, на-, чало которой подключено ко второй у5 шине сетевого напряжения, а конец через первичную обмотку трансформатора — к первой шине сетевого напряжения, элемент нагрузки .через датчик обратной связи соединен с входом установки триггера управления, вход сброса которого через кнопку связан с общей шиной, а инверсный выход триггера управления соединен с первым входом элемента совпадения, второй

f 35 вход которой подключен к прямому выходу Формирователя прямоугольных импульсОв, а выход — ко второму входу элемента 2И-НЕ и входу задатчика периода повторения, выход которо40 го соединен со счетным входом информационного счетчика, прямые выходы которого подключены к блоку индикации, а инверсные — к первым входам вентилей записи, вторые входы которых соединены с входом сброса первого

45 триггера, и через однавибратор с выходом задатчика периода повторения, выходы вентилей записи связаны с информационными входами двоичного счетчика.

На чертеже изображена схема устройства для определения параметров выGpocoa напряжения.

Схема содержит элемент нагрузки 1, трансформатор 2, содержащий обмотки

@ 4, M<, M<>, автотрансформатор с обмотками М; .„Ч, Ч „симисторы 4 и 5, формирователь прямо0 ф угольных импульсов 6, два ключа 7 и

8, элемент совпадения 9, триггер управления 10, кнопку 11, датчик обратной связи 12, переключатель режима работы 13, элемент 2И-НЕ 14, двоичный счетчик 15, первый триггер 16, второй. триггер 17, задатчик периода повторения 18, вентили записи l9, одновибратор 20, информационный счетчик 21, блок индикации 22.

Устройство работает в двух режимах моделирования: провалов и выбросов напряжения. Режим работы устройства задается установкой переключателя 13, в первое или второе положение.

Рассмотрим работу устройства в режиме моделирования провалов напряжения. Информационный четчик 21 находится в нулевом состоянии, все триггеры устройства - a единичном, ключ

7 открыт и на управляющий электрод симистора 5 поступает ток, достаточный для его открывания. Последний открывается и своим малым сопротивлением шунтирует управляющую обмотку

M> > автотрансформатара 3, который оказывается практически закороченным.

Результирующий коэффициент трансфор-, мации трансформатора 2 и автотранс.Форматора 3 становится равным

Напряжение .0 на элементе нагрузки задается путем выбора соответствующего отвода на первичной обмотке трансформатора 2. При нажатии кнопки

11, триггер управления 1О перебрасы-вается в нулевое состояние, элемент. совпадения 9 открывается и импульсы с прямого выхода формирователя прямоугольных импульсов 6 поступают на вход задатчика периода повторения 18, который представляет собой делитель частоты. При появлении на выходе задатчика 18 импульса срабатывает одновибратор 20. Импульс, появляющийся на выходе одновибратора 20, стробирует все вентили записи 19, в результате чего число 00...0 с выходов информационного счетчика 21 переписывается в двоичный счетчик 15 в обратном коде 1-1...1. По заданному фронту импульса, вырабатываемого задатчиком периода повторения 18, в информационный счетчик 2 1 записывается один импульсный код 10...0 и на цифровом табло блока индикации 22 высвечива5 9592 ется цифра 1. При стробировании вентилей записи 19 первый триггер управления 16 устанавливается в нулевое состояние, а перевод второго триггера

17 происходит по переднему фронту s очередного импульса, вырабатываемого на инверсном выходе формирователя прямоугольных импульсов 6. При переводе второго триггера 17 в нулевое состояние ключи 7 и 8 синхронно переключаются, симистор 5 закрывается, а симистор 4 открывается, шунтируя своим малым сопротивлением управляющую обмотку Я трансформатора 2.

Трансформатор 2 оказывается закороченным, что приводит к изменению коэффициента трансформации, который становится равным:

К Я. „+Ч/ го

Напряжение на элементе нагрузки I становится равным U< . Таким образом, на элементе нагрузки 1 происходит провал напряжения, глубина которого равна Ч = U - U . Одновременно с .

I переводом второго триггера 17 в нулевое положение элемент 2И-% открывается и импульсы с прямого выхода формирователя 6, через открытую схему

30 совпадения 9 поступают на счетньи вход двоичного счетчика 15. Поступ" ление импульсов в двоичный счетчик 15 происходит до момента времени, когда триггеры счетчика 15 устанавливаются в состояние 11...1 . При поступлении еще одного импульса происходит обновление двоичного счетчика 15 в состояние 00...0 и перевод первого триггера 16 вновь в единичное состояние. о

По переднему фронту .очередного синхронизирующего импульса второй триггер 17 возвращается в исходное состояние, элемент 2И-НЕ закрывается, ключи 7 и 8 синхронно переключают ся в исходное состояние. Автотрансформатор 3 закорачивается и к элементу нагрузки 1 вновь прикладывается исходное напряжение. Следовательно, длительность модупируемого провала 50 напряжения на элементе нагрузки определяется количеством импульсов, необходимых для обновления двоичного счетчика.

Работа устройства при определении критических параметров характеристик выбросов напряжения происходит ана"

S5 логично режиму моделирования провалов, с той лишь разницей, что переВ описанном примере длительность провала на элементе нагрузки 1 равна одному импульсу, т. е. одному полу70 4 периоду источника сетевого напряжения.

Далее через промежуток времени, определяемый работой задатчика периода повторения 16, срабатывает одновибратор 20 и число 10...0 с выходов информационного счетчика 21 переписы" вается в двоичный счетчик 15 в обратном коде 01...1. Следовательно, .в .следующем цикле работы устройства для переполнения счетчика 15 потребу- ется уже два импульса, соответственно, и длительность моделируемого провала напряжения на элементе нагрузки 1 составляет два полупериода источника сетевого напряжения.S последующих циклах работы устройства длительность модулируемого провала напряжения автоматически увеличивается на величину длительности одного ,полупериода.

Увеличение длительности модулируемого провала напряжения позволяет определить критический параметр характеристики провала напряжения, при котором наступает сбой в работе исследуемой нагрузки 1. Если при заданной глубине провала напряжения сбой в работе элемента нагрузки 1 не происходит во всем интервале изменения длительности, то изменяют глубину провала напряжения путем переключе— ния на другой отвод обмотки автотрансформатора 3.

Сбой в работе исследуемой нагрузки фиксирует датчик обратной связи

12„ который в зависимости от типа исследуемой нагрузки 1 имеет различное схемное решение. Например, если в качестве элемента нагрузки 1 йсследуется реле напряжения, то в качестве датчика обратной связи 12 используются его собственные нормально-закрытые контакты, один из которых подключен к общей шине устройства, а другойк S1,-входу триггера управления 10.

При достижении критического значения площади провала напряжения реле отпускает и замыкает свои контакты, триггер управления 10 перебрасывается в единичное состояние прекращая работу устройства.

9592 ключатель режима работы 13 устанавливается во второе положение.

Предлагаемое устройство по сравнению с известными позволяет значительно сократить время определения 5 критической длительности выбросов и провалов напряжения, что достигается за счет автоматизации процесса моделирования. формула изобретения

Устройство для определения параметpos выбросов напряжения, содержащее формирователь прямоугольных импульсов, вход которого подключен к одной шине сетевого напряжения, элемент нагрузки, первый вывод которого соединен с первой шиной сетевого напря" зв жения, элемент 2И-НЕ,. два триггера, двоичный счетчик,. вход которого соединен со счетным входом первого триггера, прямой выход которого подключен к 0-входу второго триггера, синхранизирующий вход которогц соедиме+ с инверсным выходом формирователя прямоугольных импульсов, а инверсный выход - с вторым входом элвмемта 2И-НЕ, выход которого подключенЗЭ к входу двоичного счетчика, о т л ич а ю щ е е с я тем,, что, с целью ускорения определения критической длительности выбросов и провалов напряжения, в него дополнительно введе-55

:ны два ключа, переключатель режима

:работы, элемент совпадения, задатчик периода повторения, симисторы, одновибратор, вентили записи, информационный счетчик, блок индикации, триггер управления, датчик обратной связи, кнопка, трансформатор и автотрансформатор, имеющие управляющие обмотки, зашунтированные симисторами, управляющие электроды которых

70 8 подключены к выходу соот вет ст вующе го ключа, входы ключей соединены с плю.совой шиной питания, а управляющие входы через переключатель режима работы подключены соответственно к llpR мому и инверсному выходам второго . триггера, второй выход элемента нагрузки соединен с отводом вторичной обмотки трансформатора, начало кото- . рой соединено с одним отводом обмотки трансформатора, начало которой подключено к второй шине сетевого напряжения, а конец через первичную обмот- ку трансформатора - к первой шике сетевого напряжения, .элемент нагрузки через датчик обратной связи соединен с входом установки триггера управления, вход сброса которого через кнопку связан с общей шиной, а инверсный выход триггера управления соединен с первым входом элемента совпадения, второй вход которого подключен к прямому входу формирователя прямоугольных импульсов, а выход -. к второму входу элемента 2И-НЕ, и входу задатчика периода повторения, выход которого соединен со счетным входом информационного счетчика, прямые выходы которого подключены к блоку индикации, а инверсные - к.первым входам вентилей записи, вторые входы которых соединены с:входом сброса первого триггера и через одновибратор с выходом задатчика периода повторе.ния, выходы вентилей записи связаны с информационными входами двоичного счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гутников В. С. Интегральная электроника в измерительных приборах, "Энергия", И., 1974, с. 144.

:2. Авторское свидетельство. СССР по заявке Р 2917013/18-24, кл. H 03 K 5/1.56, от 25. 04. 80.