Устройство для сигнализации отклонения отношения величины переменного напряжения к его частоте

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Реслуолин(43) Опубликовано 05.02 Государственнын комитет Совета Министров СССР оо делам изобретений(45) Дата опубликования описания 27.04.7 н открытии(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИГНАЛИЗАЦИИОТКЛОНЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ К ЕГО ЧАСТОТ Изобретение относится к области автоматики и может найти применение при проектировании устройств контроля состояния низкочастотных источников переменного тока.Известны устройства для сигнализации отклонения отношения величины переменного напряжения к его частоте. Наиболее простые устройства такого типа содержат насыщающийся трансформатор, выполняющий одновременно роль блока интегрирования и элемента сравнения верхнего допустимого значения отношения. Г 1 ри превышении допустимого значения на выходе трансформатора формируется сигнал, предотвращающий аварийное состояние источника переменного напряжения, выполненного в виде инвертора 1,Известно также устройство для сигнализации отклонения отношения величины переменного напряжения к его частоте, содержащее источник питания, соединенный с блоком интегрирования, элемент сравнения нижнего допустимого значения отношения, подключенный к первому входу элемента ИЛИ через последовательно соединенные триггер формирования тревожного сигнала и элемент И, элемент сравнения верхнего допустимого значения отношения, соединенный непосредственно со вторым входом элемента ИЛИ, выпрямитель и исполнительный элемент, подключенный к выходу элемента ИЛИ. Элементы сравнения,триггер формирования тревожного сттгттала тт элемент И выполнены на полупроводниковых элементах, а также содержат емкостные фильтры. Элемент ИЛИ реализован на полупро водниковых диодах ц тцрцсторе, в силовуюцепь которого включен исполнительный элемент реле, контакты которого соединены последовательно с сцгнальцоц лампой цакалцванця. Наличие емкостных фильтров в составе устройства порождает основной его недостаток - низкое быстродействие, так как отклонение отношения величины переменного напряжения к его частоте может быть зарегистрировано лишь по истечении нескольких по луперцодов питающего напряжения, когдавыходной сигнал логических блоков достигнет величины, достаточной для срабатывания исполнительного элемента. 20 Для повышения быстродействия в предлагаемое устройство введены блок дифференцирования, блок определецця знака производной и генератор одиночных импульсов, выпрямитель включен между выходом блока цнтегрп рованця и входамц элементов сравнения верхнего ц нижнего допустимых значений отношения ц блоком дифференцирования, выход которого через блок определения знака производной подключен и одному цз входов эле- ЗО мента И и к генератору одиночных импульсов, 545935выход которого соединен со входом триггераформирования тревожного сигнала.На чертеже изображена функциональнаясхема предлагаемого устройства.Источник питания 1 подключен ко входу блока интегрирования 2, выход которого через выпрямитель 8 соединен с входами элементов сравнения 4 и 5 нижнего и верхнего допустимых значений соответственно, а также с входом блока дифференцирования б. Элемент сравнения 4 через последовательно соединенные триггер формирования тревожного сигнала 7 и элемент И 8 подключен к первому входу элемента ИЛИ 9, Элемент сравнения 5 соединен непосредственно со вторым входом элемента 9, выход которого соединен с исполнительным элементом 10. Выход блока дифференцирования б через блок определения знака производной 11 подключен к одному из зходов элемента И 8 и к генератору одиночных импульсов 12, выход которого соединен со входом триггера 7.Напряжение источника питания 1 У подводится к блоку интегрирования, выходное напряжение которого Г,ыв одном из полупериодов питающего напряжения возрастает, а в другом - уменьшается, Амплитуда напряжения У, увеличивается по мере роста отношения У/, где 1 - частота питающего напряжения. При увеличении напряжения и, соответственно, отношения У,до нижнего допустимого значения элемент сравнения 4 формирует сигнал, который подается на один из входов триггера 7. Достижение напряжением 11 , верхнего допустимого значения сопровождается появлением сигнала на выходе элемента сравнения 5.В том случае, когда отношение О, меньше нижнего допустимого значения, устройство работает следующим образом. По мере увеличения мгновенного значения питающего напряжения и роста напряжения блок дифференцирования б формирует сигнал, полярность которого соответствует знаку производной. Блок 11 реагирует на этот сигнал, своим первым выходом запускает генератор 12, который переводит триггер 7 в единичное состояние, Сигнал триггера 7 через его "диничный выход поступает на один из входов элемента И 8 и подготавливает его к работе, По истечении полупериодов питающего напряжения напряжение Ушп достигает своего максимального значения и затем начинает уменьшаться, а знак производной изменяется на противоположный. На втором выходе блока определения знака производной 11 формируется сигнал, который открывает второй вход злемента И 8, На выходе этого элемента гс является сигнал, который через элемент ИЛИ 9 включает исполнительный элемент,В случае, когда отношение Ь,., 1 выше нижнего допустимого значения, моменту изменения знака производной и соответственно формирования сигнала на втором блоке 11 предшествует срабатывание элемента сравне ния 4, который переводит триггер 7 в исходное, нулевое состояние, чем обеспечивается запирание элемента И 8 и исключается появление сигнала на входе элемента ИЛИ 9.1 О Превышение контролируемых отношениемверхнего допустимого значения сопровождается срабатыванием элемента сравнения 5, который через элемент ИЛИ 9 подает сигнал на исполнительный элемент 10,15Поскольку напряжение на выходе интегратора выпрямляется, то описанные процессы повторяются в каждом полупериоде переменного напряжения, Соответственно в каждом 20 полупериоде формируются сигналы, характеризующие отношение величины переменного напряжения к его частоте. Этим достигается повышение быстродействия устройства для сигнализации отклонения этого отношения от 25 заданного допуска, что наиболее важно в случаях, когда кратковременное отклонение этого отношения от допустимого значения способно вызвать аварийное состояние источника.30 Формула изобретенияУстройство для сигнализации отклонения отношения величины переменного напряжения к его частоте, содержащее источник пи тания, соединенный с блоком интегрирования,элемент сравнения нижнего допустимого значения отношения, подключенный к первому входу элемента ИЛИ через последовательно соединенные триггер формирования тревожно го сигнала и элемент И, элемент сравненияверхнего допустимого значения отношения, соединенный непосредственно со вторым входом элемента ИЛИ, выпрямитель н исполнительный элемент, подключенный к выходу элемен та ИЛИ, отличающееся тем, что, сцелью повышения быстродействия, в него введены блок дифференцирования, блок определения знака производной и генератор одиночных импульсов, выпрямитель включен между 50 выходом блока интегрирования и входамиэлементов сравнения верхнего и нижнего допустимых значений отношения и блоком дифференцирования, выход которого через блок определения знака производной подключен к одному пз входов элемента И и к генератору одиночных импульсов, выход которого соединен со входом триггера формирования тревожного сигнала,60 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Нежданов Н. В. Инверторы на тиристорах, Энергия, 19 б 5 г., стр. 38 - 39.2. Патент США3703717, 340 - 253,65 21,11.72545935 Составитель И. НазаркТехред В, Рыбакова орректор И. Симкин лилина едактор Подписиов СССР 115/302ЦН Тип. Харьк. фил. пред. Патент Изд. М 427 Тпраь 1 Оо 4 ПИ Государственного комитета Совета Мини по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5