Реле частоты

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социблистичесних

Реслублин () 9?4442 т 9(// г

=.г (61) Дополнительное к авт. свмд-ву— (22) Заявлено 24.12.80 (21)3222045/24-07

)51) М Кл з с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

С.СС P по делам изобретений и открытий.

Н 01 Н 47/10 (23) Приоритет—

Опубликовано 151182. Бюллетень ¹ 42 (53) УДК 621.316..925(088.8) Дата опубликования описания 151182

il

1

) 1:с,, (Qt (.В.Д. Галкин и В.Б. Совпель (.; ., Всесоюзный -научно-исследовательский проек ноконструкторский н технологический ннстнтут взрывозащнтного и рудничного электрооборудования (ВНИИВЭ) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54)., РЕЛЕ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в качестве пускового органа в устройствах противоаварийной автоматики энергосистем и систем электроснабження проьышленных предприятий.

Известны реле частоты, содержащие разделительный трансформатор, полосовой фильтр и измерительный орган, в котором частота контролируемого напряжения вначале преобразуется в фазовый угол, пропорциональный ее отклонению, а затем в постоянное напряжение, .в зависимости от величины которого выдается сигнал на исполнительный блок (1) и (23. .Известные реле характеризуются сложностью.

Наиболее близким к изобретению политехнической сущности является реле частоты, содержащее преобразователь напряжения в импульсы с периодом следования, равным периоду напряжения контролируемой частоты, измерительный и исполнительный блоки. Импульсы, сформированные иреобраэователем, поступают в измерительный блок, где происходит сравнение нх длнтельностей с заданным временем (3). Недостаток данного реле заключается в том, что точность контроля частоты в нем определяется стабильностью ряда органов, построенных по схемам триггера или одновибратора, стабильность которых зависит от напряжения питания, температуры, разброса параметров входящих в них элементов.

Цель изобретения — повышение точности контроля частоты.

Для достижения цели, в реле частоты, содержащем преобразователь напряжения в импульсы с периодом, равным периоду напряжения контролируемой частоты, измерительный и исполнительный.блоки, измерительный блок выполнен в виде мостовой КС -цепи, в одну из диагоналей которой включен элемент сравнения, а к другой подключен источник питания н ключ разряда конденсаторов, подключенный входом к выходу преобразователя напряжения, вьгход мостовой С -цепи соединен через усилитель н элемент задержки со входом исполнительного блока, причем преобразователь напряжения выполнен на импульсном трансформаторе, имеющем магннтопровод нз материала с прямоугольной петлей гнстерезиса.

На фиг.1 представлена блок-схема

ЗО предлагаемого реле; на фнг.2 — вре974447 ных импульсов Т и времени уставки

Т Т (см. фиг. 2), Для исключения срабатывания исполнительного органа при кратковременных снижениях частоты на его входе включают элемент задержки (накопительный ,орган), интегрирующий конденсатор которого заряжается при каждом срабатывании предварительного усилителя.

При достижении на нем напряжения, превышающего порог срабатывания, исполнительный орган 7 отключается и приводит в действие схемы автоматики.

Элемент задержки. обеспечивает обратно зависимую от частоты выдержку— чем больше снижение ее, тем быстрее отключается исполнительный орган, Когда частота сети восстанавливается, исполнительный орган возвращается в исходное состояние, В зависимости от требований реле может быть вы полнено с несколькими уставками по частоте.

Предлагаемая схема реле частоты без каких-либо переделок (.за исключением намоточных данных первичной обмотки импульсного трансформатора) может быть применена для контроля частоты тока.

Использование в качестве измерительного органа реле частоты мостовой

t времязадающей цепи обеспечивает повышение стабильности его временных и точностных параметров. Так как источник напряжения, входной и выходной элементы включены во внешнюю диагональ, а элемент сравнения — во внутреннюю, то постоянная времени заряда

RC-цепей в момент равновесия моста определяется только его параметрами и не зависит от напряжения, сопротивлений на входе и выходе, а также других внешних дестабилизирующих факторов. Изменение порога отпирания диода, используемого в качестве элемента сравнения, как и изменение напряжения питания, также мало влияет на стабильность уставки срабатывания.

Для разработанной схемы оно составляет порядка 10 ...10 + отн.ед. при изменении напряжения на 10%, Применение простых высокостабильных мостовых RC-цепей наряду с элементами дискретной техники значительно упрощает задачу создания реле частоты. мя-импульсные диаграммы, поясняющие

его работу, Схема реле содержит преобразователь 1 напряжения, представляющий собой быстро насыщающийся трансформатор, выполненный на магнитопроводе ,из магнитного материала с ППГ, им пульсную мостовую КС -цепь 2 с элементом 3 сравнения, включенным в диагональ моста, полупроводниковый ключ

4 разряда конденсаторов мостовой RC- 10 цепи, предварительный усилитель 5, элемент 6 задержки, исполнительный орган 7.

При .подключении реле частоты к контролируемому напряжению на выходе )5 его преобразователя 1 появляются короткие импульсы напряжения положительной и отрицательной полярностей с интервалом следования, равным полупериоду этого напряжения. Импульсы положительной полярности, поступая на вход полупроводникового ключа 4, выполненного по схеме ждущего мультивибратора, переключают его. При этом конденсаторы. мостовой RC — цепи 2, которые заряжаются в промежутке между импульсами, разряжаются в момент дей- . ствия каждого импульса.

Если частота сети равна или выше уставки реле, то на конденсаторах мостовой RC-цепи формируются импуль-ЗО сы напряжения пилообразной формы с периодом Т, Амплитуда этих импульсов

U не превышает напряжения порога срабатывания 0„, а период Т меньше времени уставкй T. задаваемой пере- 35 менным резистором моста (см.фиг.2).

При этом элемент 3 сравнения, включенный в диагональ моста, находится в закрытом состоянии. Предварительный усилитель 5, элемент б задержки и40 исполнительный орган 7 также находятся в исходном состоянии. В предлагаемом реле частоты исполнительный орган выполнен таким образом, что выходной элемент при нормальной часто-; 45 те контролируемого напряжения находится во включенном состоянии, чем и достигается самоконтроль работы схемы, .а также автоматически исключается требование блокировки исполнктельного органа в случае исчезновения напряжения, что, например в указанных выше реле, достигается введением специальных пусковых органов.

При понижении частоты сети импульсы с выходов трансформатора и ключа следуют с большим интервалом времени. Конденсаторы заряжаются до напряжения большей амплитуды и при достижении напряжения U элемент сравнения срабатывает. Выходной им- бО пульс мостовой RC-цепи 2 вызывает срабатывание предварительного усилителя 5, на выходе которого формируют прямоугольные импульсы с длительностью, равной разности периода выходФормула изобретения

Реле частоты, содержащее преобразователь напряжения в импульсы с периодом, равным периоду напряжения:. контролируемой частоты, измерительный и исполнительный блоки, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью . повышения точности контроля частоты, измерительный блок выполнен в виде мостовой RC-цепи, в одну из диагоналей которой включен элемент сравне97 4447 ВНИИПИ Заказ 8722/71 Тираж 761 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная,4 ния, а к другой подключены источник питания и ключ разряда конденсаторов, подключенный входом к выходу преобразователя напряжения, выход мосто вой RC-цепи соединен через усилитель и элемент задержки со входом испол1 нительного блока, а преобразователь напряжения выполнен на импульсном трансформаторе, имеющем магнитопровод из материала с прямоугольной петлей гистереэиса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.. Гуров Н.С., Чувычин В. Н. Измерительный орган частоты. — "Электри5 ческие станции". 1977, 9 6.

2. Каталог 07. 23. 22-78. Реле частоты типа РЧ-1 и РЧ-2. Информэле ктро, 1979.

3. Авторское свидетельство СССР l0 Р 493830, кл. Н 01 Н 83/00, 1973.