Цифровое реле частоты

(9 (11 СОЮЗ СОВЕТСНИХаилаюепВМПУБЛИК 22 1 Н 472 ОП ИЗОБРЕТЕН 1 У СВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТОР ФЪЧЛОгю счетчика импульсов, интегрирующимэлементом и пороговым органом, причем выход дешифратора подключен куправляющему входу первого ключа ..через элемент НЕ и через интегрирующий элемент к входу порогового органа, выход которого является выходомцифрового реле частоты, детектор перехода через нуль состоит из последвательно соединенных преобразователя сннусоидального напряжения в прямоугольные импульсы и дифференцирующего усилителя и подключен междувходом цифрового реле частоты и входом сброса первого счетчика импульВ 39Н.С.Гу авод "Э 8.8).М. Изйной анергои льн ерит тома дат,ики1981 М., Гри Л.К, 1 й часто 1977,анов Вцифровой л 66 со 2. Реле по ще.ес я тем ния точности, состоит из вт счетчика импул его выходам ци разователя, пр рого счетчика ключ подключе генератора, вх детектора пере равляющий входу дешифрато ичаю 3, Втой К.Р. Оца 1-сг 1 йегда Ке 1 ау 1 пхйдайев 1.оаэи БЬеИдп 8. - "Е 1 есСтдса 1 ЧогИ". Ч.170, В 21, 1968, р.67. (54) (57) 1. ЦИФРОВОЕ РЕЛЕ ЧАСТОТЫ, содержащее кварцевый генератор, включенный через первый ключ на вход первого счетчика импульсов, и детектор перехода через нуль, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью упроще" ния схемы и облегчения настройки уставок, оно снабжено дешифратором, присоединенным к выходам первого 9 аЫ 93 вй ЬЭ ход ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И(56) 1. Розенблюморганы противоаварэнергосистем. М.,с. 67-692, Розенблюм Ф,Белов В.П., Ивановдатчик промышленнотрические станции"68 что, с целью повышеинтегрирующий элемент орого ключа, второго ьсов и подключенного к ФФ фроаналогового преобичем счетный вход вто- импульсов через второйк выходу кварцевого од "Сброс" - к выходу хода через нуль, а упвторого ключа - к выра.Изобретение относится к противоаварийной автоматике энергосистем, а именно к измерительным органам частоты, например, .в устройствах автоматической частотной разгрузки и частот ной автоматики.Известно реле частоты РЧ, чувствительное к появлению второй гармоники в контролируемом напряжении и имеющее зависимость уставки срабатывания 10 от окружающих ферромагнитных материалов 13.Известно также цифровое реле частоты, содержащее усилитель-ограничи" тель, преобразующий синусоидальное 15 напряжение в прямоугольные импульсы, схемы формирования сигналов управления, счетчик импульсов и блоки логики Г 2 Э.Недостатком этого устройства явля ется сложность.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является реле частоты, содержащее кварцевый генератор, подключенный через селек тор, управляемый от детектора перехода через нуль, к счетчику. Выход счетчика подключен к первому и второму компараторам, причем к второму компаратору подключен также выход Зр блока памяти, управляемого от счетчика и детектора перехода через нуль. Выходы компараторов подключены к блоку выходной логики 3 .Недостатками известного реле являются его сложность и неудобство настройки уставок.Цель изобретения - упрощение схемы, облегчение настройки уставок и повышение точности.Поставленная цель достигается тем, что цифровое реле частоты, содержащее кварцевый генератор, вклю-. ченный через первый ключ на вход первого счетчика импульсов, и детек тор перехода через нуль, дополнительно снабжено дешифратором, присоединенным к выходам первого счетчика импульсов, интегрирующим элементом и пороговым органом, причем выход дешифратора подключен к управляющему входу первого ключа через элемент НЕ и через интегрирующий элемент к входу,1Порогового органа, выход которого является: выходом цифрового реле, часто ты, детектор перехода через нуль состоит из последовательно соединенных преобразователя синусоидального напряжения в прямоугольные импульсы идифференцирующего усилителя и подключен между входом цифрового релечастоты и входом сброса первого счетчика импульсов.Кроме того, интегрирукщий элемент состоит из второго ключа, второго счетчика импульсов и подключенного к его выходам цифроаналогового преобразователя, причем счетный вход второго счетчика импульсов через второй ключ подключен к выходу кварцевого генератора, вход "Сброс" " к выходу детектора перехода через нуль, а управляющий вход второго ключа " квыходу дешифратора.На фиг,1 показана структурнаясхема цифрового реле частоты; нафиг.2 - то же, с предлагаемым интегрирующим элементом, на фиг.З - интегрирующий элемент на транзисторе; на фиг.4 - форма напряжения на выходе интегрирующего элемента на транзисторе; на фиг.5 - форма напряженияна выходе предлагаемого интегрирующе"го элемента,Цифровое реле частоты (фнг. 1) со-,держит кварцевый генератор 1, подключенный через ключ 2 к счетчику 3.Выходы последнего подключены к дешифратору 4, выход которого присоединен к управляющему входу ключа 2через элемент НЕ 5, а также к интегрирующему элементу 6, Выход элемента6 подключен к пороговому органу 7.Триггер 8 и дифференцирующий усили-,тель 9, выход которого подключен квходу "Сброс" счетчика 3, составляютдетектор 10 перехода через нуль.ЦиФровое реле (фиг.1) состоит из элементов 1.-10. Интегрирующий элемент 6 состоит из ключа 11, счетчика 12 и цифроаналогового преобразователя 13, Управляющий вход ключа 11,подключенк дешифратору 4, счетный вход счетчика 12 через ключ 11 - к выходу кварцевого генератора 1, Выходы счетчика 12 присоединены к входу цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 13,к выходу которого присоединен пороговый орган 7 (фиг,2). Интегрирующий элемент (Фиг.З) состоит иэ транзистора 14, управляемого по базовой цепи через резистор 15. Выходное напряжение снимается с конденсатора 16, шунтированного резистором 17, заряжаемого через резистор 8 по коллекторной цепи транзистора 14,Э1120Устройство (фиг.1) работает сле-. дующим образом.Кварцевый генератор 1 непрерывно дает на выходе импульсы со стабильной часотой в диапазоне 100-500 кГц (в зависимости от того, каков кварце" вый резонатор). В момент перехода через нуль контролируемого напряжения при его возрастании детектор перехода через нуль с выхода дифферен цирующего усилителя выдает короткий импульс сброса. Длительность импульса сброса пренебрежимо мала по сравнению с периодом контактируемого напряжения, и появляется импульс один 15 раз за период контролируемого напряжения. Импульс сброса устанавливает счетчик 3 в нулевое положение, в результате чехо дешифратор 4 устанавливается в несработанное состояние, 20 через элемент НЕ 5 открывает ключ 2 и прекращает набор (увеличение) потенциала интегрирующим элементом 6.Импульсы от генератора 1 через открытый ключ 2 начинают поступать на 25 вход счетчика 3, при наборе которым определенного числа импульсов срабатывает дешифратор 4, в результате че-. го запирается ключ 2 и счетчик перестает считать, но интегрирующий эле- З 0 мент 6 во время открытого состояния дешифратора увеличивает потенциал.Это продолжается до тех пор, пока не поступает очередной импульс"Сброс", который опять устанавливает счетчик 3 на нуль, дешифратор устанавливается в несработанное состояние, и процесс начинается сначала. Интегрирующий элемент 6 (фиг.З) работает следующим образом.40При срабатывании дешифратора 4 открывается транзистор 14 и конденсатор 16 через резистор 17 начинает заряжаться, в результате чего напряжение на нем начинает возрастать по абсо-,45 лютной величине, что видно (фиг.4, участок ю ). Во время несработанного состояния дешифратора 4 транзистор 14 запирается и конденсатор 16 начинает разряжаться через резистор 17 (фиг.4,50 участок Ь). Чем ниже частота контро лируемого напряжения, тем более длительное время дешифратор 4 находится в сработанном состоянии, так как ему после набора строго определенного з 5 4 ра дольше нужно дождаться импульса 22 4 числа импульсов кварцевого генерато сброса Из-эа того, что дешифратор 4 дольше находится в сработанном состоянии, участок а длиннее, а участок Ь .короче (фиг.4), и после нескольких периодов контролируемого напряжения, напряжение на конденсаторе 16 дости" гает такой величины, что пороговый орган 7 срабатывает. Однако интегрирующий элемент (фиг,З) имеет погрешности Ъз-за температурной нестабильности сопротивлений резисторов 15 и 18 и емкости конденсатора 16 .Интегрирующий элемент (фиг.2) работает следующим образом.При срабатывании дешифратора 4 последний открывает ключ 11, счетчик 12 начинает считать импульсы кварцевого генератора и напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 13 возрастает (участок а фиг.5). Когда появляется импульс "Сброс", то наряду с тем, что происходит в схеме по Фиг.1, сбрасывается на нуль счетчик 12, напряжение на выходе ЦАП скачком падает до нуля, а ключ 11 запирается до тех пор, пока снова не срабатывает дешифратор 4 н счетчик 12 в этот промежуток времени не считает (участок Ъ фиг.5). Следовательно, чем ниже частота контролируемого напряжения, тем длительнее участки а и тем выше гребни напряжения на выходе ЦАП 13, При определенном значении напряжения на выходе 1 ВП 13 пороговый орган 7 срабатывает.Интеприрующий элемент (фиг.2) обладает лучшей стабильностью.У реле с интегрирующим элементом (фиг.3 и а) настройка уставок по частоте производится изменением порога срабатывания порогового органа 7Такая настройка может производится либо плавно переменным резистором, либо ступенчато.У реле с интегрирующим элементом (фиг.З) настройка уставки может также производиться изменением сопротивления зарядного резистора 18 (фиг.З).Использование изобретения позволяет существенно упростить конструктивное исполнение цифрового реле частоты и облегчить его настройку при достаточной точности и помехоустойчивости.1120422 гЗ г,Х Составитель Е.Пантелькиннко Техред Ж. Кастелевич Редактор С.Са Тираз 682 Государственного комитетаделам изобретений и .открытий, Москва, Ж, Раушская наб ПодписноеССР де 4/5 од, ул.Проектная, 4 г Заказ 7752/41 ВНИИПИ по 11303