Релейное устройство
172) Автор изобретения
ЯЯЯЯф 1f vga
Л. П. Дмитренко (7l) Заявитель (54) РЕЛЕЙНОЕ УСТРОЙСТВО
Изобретение относится к импульснойтехнике и предназначено для автомати" ческого регулирования температуры, освещенности, влажности, давления, тока и других величин.
Известно релеййое устройство, содержащее три пороговых элемента, вы полненных на однопереходных транзисторах, эмиттеры первого и второго транзисторов соединены с минусовой клеммой одного источника питания через конденсаторы, а через первый и второй разделительные диоды с анодами двух тиристоров, катоды которых соединены с этой же клеммой источника питания, аноды тиристоров через коммутирующие конденсаторы и первый резистор подключены к плюсовой клемме источника питания, подключенный к этому
20 же источнику питания первый реэисторный делитель напряжения, средняя точка которого соединена с средней точкой второго резисторного делителя напряжения, подключенного своими выходами к эммиттерам первого и второго транзисторов, параллельный RC-aoisxyp, датчик входного сигнала и второй источник питания (1 ).
Однако известное устройство обладает недостаточной чубс1вительностью и ограниченной длительностью паузы, так как однопереходные транзисторы, используемые в нем по известной схеме, характеризуются ограниченным входным сопротивлением.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является релейное устройство, содержащее источники постоянного напряжения, подключенные через трансформатор к источнику питания, пороговые элементы на трех однопереходных транзисторах, генератор
Импульсов на четвертом однопереходном транзисторе, триггер на трех тиристорах, делители напряжения, параллельную и последовательные RC-цепи, потен961144
3 циометры, конденсаторы, диоды и резис торы Р 2 ).
Недостатком этого устр,"; а являет я относительно низкая надежность, связанная с нарушением порядка работы при одновременном включении несколь" ких тиристоров. Кроме того, наличие автономного генератора импульсов на
Ъ . четвертом ОПТ и третьего тиристЪра усложняет схему. 10
Целью изобретения является упроще"
Иие устройства и повышение надежности его работы, Для достижения цели в релейном устройстве, содержащем два источника
Постоянного напряжения, подключенных через трансформатор к источнику пита нйя,:.три однопереходынх транзистора, два тиристора,.четыре делителя напряжения, параллельную и три последова.- 20 ., ельные RC-цепи, конденсаторы, диоды, потенциометры и резисторы, причем первый и второй потенциометры и пер.вый делитель напряжения, содержащий третий потенциометр, подключены к пер 5 вому источнику постоянного напряжения, подвижные выводы первого и второго потециометров подключены к вторым базам первого и второго однопереходных транзисторов соответственно, первые .базы которых соединены с управляющими электродами тиристоров и через первый и второй резисторы — с точкой соеди" нения третьего резистора и конденсатора первой последовательной, КС-цепи, 35 второй вывод третьего резистора соединен с катодоми тиристоров, первой базой третьего однопереходного транзистора и первым полюсом первого источника постоянного напряжения, с
40 .вторым полюсом которого соединен резистор первой последовательности
RC-цепи, эмиттеры первого и второго однопереходных транзисторов соединены с катодами тиристоров через конден"
45 саторы второй и третьей последовательных RC-цепей; а через резисторы этих цепей.- с выводами второго делителя напряжения, средняя точка которого соединена с подвижным выводом третьего потенциометра, неподвижные
50 выводы четвертого потенциометра подключены к второму источнику постоянного напряжения, к подвижному выводу четвертого потенциометра подключен третий делитель напряжения, образованный датчиком входного сигнала и четвертым резистором, второй дели-.. тель напряжения включен между средни.-. ми точками третьего и четвертого дели-,, телей напряжения, аноды тиристоров через конденсаторы соединены с пер1вым выводом пятого резистора, второй вывод которого подключен к второму полюсу первого источника постоянного напряжения, средняя точка первой последовательмой КС-цепи соединена с анодами первого и второго диодов и через включенные последовательно шестой резистор и третий диод - с эмиттером третьего однопереходного транзистора, который через включенные последовательно четвертый, диод и параллельную RC-цепь соединен с первым выводом пятого резистора, а катоды первого и второго диодов соединены с анодами тиристоров, подключенными через пя ый и шестой диоды к эмиттерам первого и второго однопереходного транзис оров.
На чертеже приведена принципиальная электрическая схема релейного устройства, Релейное устройство содержит однопереходные транзисторы 1-3, параллельную RC-цепь из резистора 4 и конденсатора 5, первую, вторую и третью по,I следовательные КС- цепи из резисторов и кондесаторов соответственно: 6 и 7;
8 и 9; 10 и 11, тиристоры 12 и 13, коммутирующие кондесаторы 14 и t5, первый 16 и второй 17 источники постоянного напряжения, разделительные диоды 18-23, первый, второй и третий резисторы 24-26, первый 27 и второй
28 потенциометры, подключенные к источнику 16, третий потенциометр 29, образующий совместно с резисторами
30 и 31 первый делитель напряжения, подключенный также к источнику 16, четвертый потенциометр 32, подключенный к источнику 17, второй делитель напряжения, составленный резисторами 33 и 34 и подключенный через резисторы 8 и 10 к эмиттерам транзисторов 1 и 2, третий делитель напряжения, образованный датчиком сигнала 35 и четвертым резистором 36 и подключенный к подвижному выводу потенциометра 32..
Второй делитель напряжения 33 и 34 включен между средними точками третье» го делителя напряжения 35 и 36 и четвертого делителя напряжения 37 и
38. Средняя точка делителя 33 и 34 соединена с подвижным выводом потенциометра 29. Подвижные выводы потен5 961144 6 циометров 27 и 28 подключены к вто- 16 через конденсатор 5 и резистор 41. рым базам транзисторов 1 и 2, первые При этом конденсатор 5 заряжается о е ся до базы которых соединены с управляющи- напряжения источника 16 . Поскольку ми электродами тиристоров 12 и 13 и тиристоры 12 и 13 заперты, под дейстчерез резисторы 24 и.25 — с точкой 5 вием напряжения на их анодах заперсоединейия резистора 26 и конденса- ты разделительные диоды 18 и 19 и тора 7. Второй вывод резистора 26 через резистор 6 заряжается кондесасоединен с катодами тиристоров 12 и iTop 7 до напряжения отпирания тран13, первой базой транзистора 3 и "-" зистора 3. Постоянная времени заряда источника 16, c "+" которого соединен) 10 конденсатора 7 через резистор 6 на резистор 6. Эмиттеры транзисторов 1 и 1-2 порядка меньше постоянн " ! остояннои времени
2, соединены с катодами тиристоров
12 и 1 че разряда конденсатора 5 чер з . и 3 через кондесаторы 9 и 1! и с тор 4 . При каждом заряде конденсатоанодами этих же тиристоров через дио- ра 7 до порога отпирания транзисто-.
И 6
15 ра 3 и разряде его через резисто 42
P сточники 16 и 17 через трансфор- и разделительный диод 20 на транзисматор 39 подключены к источнику 40 тор 3 через диод 21 подзаряжается конденсатор 5. При этом импульсы напряАноды тиристоров 12 и 13 соедине- жения, выделяемые на резисторе 25, ны с катодами диодов 18 и 19 и через 2о кратковременно снижают пороги срабатыконденсаторы 14 и 15 с первым выводом вания транзисторов 1 и 2 и тем самым пятого резистора 41. Средняя точка увеличивают входные сопротивления
И:-цепи 6 и 7 соединена с анодами дио- этих транзисторов как пороговых эледов 18 и 19 и через включенные после- ментов. довательно шестой резистор 42 и диод 25
20 с эмиттером транзистора 3, кото- Если стабилизируемая температура рый через включенные последовательно ниже заданной величины падение наУ диод 21 и параллельную RC-цепь 4 и 5 пряжения на терморезисторе 35 выше соединен с первым выводом резистора падения напряжения на резисторе 38.
4, второй вывод. которого подключен эв Разность этих напряжений выделяе-т 1 к "+" источника 16 и через резистор мая на резйсторах 33 и 34, и напряже43 к второй базе транзистора 3. ние на потенциометре 29 и резисторе
Нагрузочные резисторы 44 и 45 мо- 31 суммируются. При этом через резисгут быть подключены к управляющим торы 33 и 8 до этой суммы напряжений электродам симисторов 46 и 47, к вы- заряжается конденсатор 9 Как только
35 ходам которых (клеммы 48-51) подсое- напряжение на кондесаторе 9 превысит диняются обмотки исполнительного орга- порог срабатывания тра з
ы ния транзистора 1, по-. на, например, двухфазного электро- следний отпирается и под действием двигателя не (показан) . ряжения, выделяемоГо на
40 резисторе 24, отпирается тиристор 12
Релейное устройство работает сле- Через катод-управляющий электрод сидующим образом . мистора 46, резистор 44 и тиристор 12
Падение напряжения на датчике 35, пРотекает ток, Удерживающий тиристор например терморезисторе, сравнивает- 12 во включенном состоянии. ИсПолнися с напряжением, снимаемым с резис- тельный орган (не по а )
„45 (оказан) включается тора 38. Алгебраическая сумма падений в сторону увеличения подачи теплононапряжений на терморезисторе 35 и рези- сителя к объекту регулирования. Через сторе 38 делится на резисторах 33 и диод 22 эмиттер транзистора 1 соеди34 пополам и складывается с напряже- нен с анодом тиристора 12. Поэтому до нием смещения, снимаемым с потенцио- тех пор, пока,тиристор 12 отперт, кон-. метра 29 и резистора 31. Напряжение денсатор 9 будет находиться в раэрясмещения устанавливается такой величи-. женном состоянии. Поскольку тиристо иристор ны, чтобы порог срабатывания транзис- 12 отперт, откроется диод 18 и конторов 1 и 2 был выше этого напряжения денсатор ? .заряжаться не б ет Пна з не удет. оойу нечувствительности репейного этому транзистор 3 не отпирае
5$ тся, а конденсатор 5 разряжается через резис"
При подаче напряжения питания отпи- тоР 4. Через интервал времени опрени, опре; рается транзистор 3, поскольку его деляемый постоянной времени цепи 4 эмиттер подключен к "+" источника и 5, конденсатор 5 разрядится -на вели7 9611 мину напряжения, равную порогу отпирания транзистора 3, и транзистор 3 отпирается. За счет тока заряда конденсатора 5 через резистор 41 и имеющегося напряжения на коммутируюшем конденсаторе 14 тиристор 12 закрывается. Запирается симистор 46 и исполни" ,тельный орган выключается. Процесс пе ,риодического отпирания тиристора 12 и симистора 46 повторяется до тех пор, пока регулируемая температура не достигнет заданной величины, т.е. разность напряжений на датчике 35 и резисторе 38 не снизится ниже зоны нечувствительности устройства, И
Время включенного состояния исполнительного органа может быть из-, менено резистором 4. Время паузы при отработке возмущений зависит от величины возмущения, снижаясь с ростом ро его амплитуды. При контролируемой температуре, равной заданной, оба тиристора 12 и 13 отключены, диоды 18 и 19 заперты и конденсатор 7 периодически, заряжается и разря1нается на транзистор д с частотой> значительно превышающей частоту переключений тиристоров ,12 и 13. Изменение подачи теплоносителя прекращается.
Когда температура в зоне регули- эЕ рования возрас гет, .. сопротивление датчика 35 снижается и уменьшается падение напряжения на нем. В этом слу-. чае падение напряжения на резисторе
38 превышает падение напряжения на датчике 35. Разность этих напряжений складь1вается с напряжением на потенциометре 29 и резисторе 31 и через резисторы 34 и 10 поступает на конденсатор 11. Транзистор 2 отпирается, включая тиристор 13. Теперь ток проходит через переход катод-управляющий электрод симистора 47, резистор 45 и тиристор 13. Симистор 47 открывается и включается исполнительный электродвкгатель, осуществляющий уменьшение подачи тепла к объекту регулирования, Так как диод 19 открывается, заряд конденсатора 7 не происходит. Через диод 23 и открытый тиристор 13 конденсатор 11 будет поддерживаться в разряженном состоянии, Исполнительный орган перемещается в сторону уменьшения подачи теплоносителя пока КоН денсатор 5 не разрядится на резистор
4. Затем откроется транзистор 3, а тиристор 13 и симистор 47 закроются.
Периодическое включение и отключение исполнительного устройства происходит
44 8 до тех пор, пока регулируемая температура не снизится до заданной величины, Время паузы между включениями элект родвигателя исполнительного органа зависит от абсолютного значения разности между задаваемой. и фактической температурой, логарифмически уменьшаясь при ее увеличении,.а также от постоянных времени заряда конденсаторов 9 и 11.
Диоды 18 и 19 служат для блокировки релаксационного генератора, образованного КС-цепью 6 и 7 и транзистором 3, когда один иэ тиристоров отопрется, и исключения при этом подзаряда конденсатора 5. Диоды 20 и 21 исключают влияние БС-цепей 6 и 7 и
4 и 5 друг на друга .
Потенцкометры 27 и 28 служат для корректировки порогов срабатывания транзисторов 1 и 2. При помощи резистора 4 регулируется длительность вре мени включенного состояния дополнитель ного органа, т.е. вермя импульса. Конденсаторы 52 и 53 предназначены для защиты схемы регулятора от помех.
Зона нечувствительности устройства может изменяться потенциометром 29 за счет уменьшения смещения, суммируемого с сигналом схемы сравнения. Температура стабилизации задается при помощи потенциометра 32. Резистором
36 компенсуется разброс сопротивления терморезистора 35, а резистором 54 компенсируется разброс коэффициента температурного сопротивления термореэистора.
Поскольку времяэадающий конденсатор 5 непосредственно соединяет эмиттер транзистора 3 с выводом резистора
41, к которому подключены через коммутирующие конденсаторы 14 и 15 аноды тиристоров 12 и 13> исключается одновременное включение двух тиристо= ров, а следовательно, повышается на-. дежность работы устройства в целом.
Упрощение схемы достигается тем, что на том же транзисторе 3 выполнен генератор, стабилизирующий пороги срабатывания транзисторов 1 и 2.
Формула изобретения
Релейное устройство, содержащее
° два источника постоянного напряжения, подключенные через трансформатор к источнику питания, три однопереходных транзистора, два тиристора, четыре делителя напряжения, параллельную и
9 96114 три последовательные RC-цепи, кондейсаторы, диоды, потенциометры и резисторы, причем первый и второй поненциометры и первый делитель напряжения, содержащий третий потенциометр, под- 3 ключены к первому источнику постоянного напряжения, подвижные выводы первого и второго потециометров подключены к вторым базам первого и второго однопереходных транзисторов соответственно, первые базы которых соединены с управляющими электродами тиристоров и через первый и второй резисторы — с. точкой соединения третьего резистора и конденсатора пер- 1З вой последовательной RC"öåïè, второй вывод третьего резистора соединен с катодами тиристоров, первой базой третьего однопереходного тран- зистора и первым полюсом перовго 20 источника постоянного напряжения, с . вторым полюсом которого соединен резистор первой последовательно" RC-цепи, эмиттеры первого и второго однопереходных транзисторов соединены с 2$ катодами тиристоров через конденса«торы второй и третьей последовательными RC-цепей, а через резисторы этих цепей - с выводами второго делителя напряжения, средняя точка которого ЭЕ соединена с подвижным выводом третьего потенциометра, неподвижные выводы четвертого потенциометра подключены к второму источнику постоянного напряжения, к подвижному выводу четвертого потенциометра подключен третий делитель напряжения, образованный датчиком входного сигнала и четвертым резистором, второй делитель напряжения включен между средними точками третьего и четвертого делителей напряжения, аноды тиристоров через конденсаторы соединены с первым выводом пятого резистора, второй вывод которого подключен к второму полюсу первого источника постоянного напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения и повыше- ния надежности работы, средняя точка первой последовательной И:-цепи соединена с анодами первого и второго диодов и через включенные последовательно шестой резистор и третий диод — с эмиттером третьего однопереходного транзистора, который через включенные. последовательно четвертый диод и параллельную RC-цепь соединен с первым выводом пятого резистора, а катоды первого и второго диодов соединены с анодами тиристоров, подключенными через пятый и шестой диоды к эмиттерам первого и второго однопереходного транзисторов.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1:. Авторское свидетельство СССР и 556414, кл. G 05 В 11/16, 1975.
2. Авторское свидетельство СССР 734608, кл. G 05 В ll/16, 1977.
