Блок защиты с адаптацией

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51)з Н 02 Н 3/08, 7/10 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ Я 1 К АВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬС ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1251046, кл. Н 02 Н 7/10, 1984,Авторское свидетельство СССРМ 1446672, кл. Н 02 Н 7/10, 1986,(57) Изобретение относится к области электротехники, в частности, к устройствам,обеспечивающим отключение нагрузки отисточника, если ток превысил значение рабочего тока заданного режима, Цель иэобретения - расширение диапазона адаптации. При превышении рабочим током заданного значения усилитель 21 имеет на выходе высокий уровень, при этом на выходе усилителя 14 также присутствует высокий уровень. Если через некоторое время амплитуда тока изменяется, срабатывает дополнительное корректирующее звено на усилителе 25. Если ток имеет амплитуду, достаточную для срабатывания усилителя 21 первого основного корректирующего звена, то усилитель 14 выдает сигнал в исполнительный орган на транзисторе 6. В результате срабатывает реле 7 и ключ 5 размыкает силовую шину, обесточив нагрузку 1.2 ил,20 Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам, обеспечиван)щим слежение за циклограммой тока внагрузке и отключение нагрузки от источника, если в какой-либо момент времени токпревысил значение рабочего тока заданного рекима.Цель изобретения - расширение диана.зона адаптации.На фиг. 1 г 1 оказана схема устройства; нафиг, 2 - циклограмма ток.а, которую отслеживает устройство (буквами а, б, . лп обозначены уровни рабочих токов. а буквами сс 1, гп,.отрезки времени действия токов).Цепь 1 нагрузки включена между входными клеммами 2 и 3, образующими положительную и отрицательнун) шины питания,ерез датчик 4 тока и ключ 5 исполнительного органа, выполненного на транзисторе 6,коллектором подсоединенного к положи 1 ельной шине питания через обмотку реле7 шунтированную диодом 8 а эмиттером -к отрицательной (общей) шине питания через диод 9, анодом подсоединенный к положительной шине питания через резистор 10,База транзистора подсоедлнена к отрицательной шине питания через резистор 11, ак выходу реагирующего орлеана - через резистор 12 и пороговый элемент 13,Реагирующий орган выполнен на усилителе 14 с положительной обратной связью,оба входа которого включены в выходную,ниа гонал ь изме рител ь ного рези стив ног смоста из резисторов 15-18, плечи которогоподсоединены к выходу датчика тока и кположительной шине питания. Выход усилителя реагирующего органа соединен ссобственным неинвертирующим входомчерез диод 19, катодом соединенный с отрицательной шиной питания через конденсатор 20. Основные корректирующиезвенья выполнены на усилителях - компара"орах 21, а дополнительные корректирующие звенья - на усилителях - компараторах25 и 26 (далее - усилители), Входы усилителей основных корректирующих звеньевподсоединены к выходным диагоналям измерительных резистивных мостов из резисторов 27-30; 31-34; 35-38; 39-42соответственно, а входы дополнительныхусилителей подсоединены к выходным диагоналям измерительных резистивных мос,"ов из резисторов 43-46; 45-48соответственно, плечи которых соединены свыходом датчика тока,Выходы основных короектирующихзвеньев соединень 1 с неинвертирующимвходом усилителя реагирующего органа через резисторы 49-52 соответственно. В ыод дополнигельного корректирующего 25 30 40 45 50 55 звена на усилителе 25 соединен с полуплеами мостов, выходы которых соединены с неинвертирующими входами усилителей основных корректирующих звеньев, а также через диоды 53 и 54 с инвертирующим входом усилителя 21 и собственным неинвертиоующим входом соответственно, Выход дрполнительного корректирующего звена на усилителе 26 соединен с инвертирующими входами усилителей 22 - 24 основных корректирующих звеньев через диоды 55- 57 соответственно, а собственным неинвертирующим входом - через диод 58. Выходы усилителей 22-24 основных корректирующих звеньев соединены с собственными неинвертирующими входами через резисторы 59-61 соответственно. Плечо измерительного моста на резисторах 47 и 48 соединено с выходом усилителя 24 через диод 62, Выход 63 дополнительного корректирующего звена на усилителе 26 соединяегся далее с плечами измерительных резистивных мостов последующих основных корректирующих звеньев, обеспечивающих контро,ь тока от максимального значения до минимального, входы которых соединены через соответствующие резисторы с зажимом 64 (на фиг. основные короектирующие звенья, обеспечивающие контроль токов после подачи на их измерительные мосты напряжения с выхода 63 усилителя 26, не показаны, так как они по .хеме повторяют схему усилителей 22-24, т, е, построение схемы идентично и опререляется конкрет; ыми требованиями циклограммь рабочего тока), Между входом "." усилителя 21 и зажимом 3 включен конденсатор 65,устройство функционирует следующим образом.При подаче напряжения на входные зажимы 2 и З.с полярностью, указанной на чеотеже через цепь нагрузки 1 идет ток, определяемый сопротивлением ;той цепи плюс сопро- ивление датчика тока 4 л сопротивление ключа 5,В начальный момент и в течение отрезка времени С ток в цепи нагрузки возрастает до амплитуды (а + Д( Ь- отклонение величины тока), показано пунктиром, Датчик 4 тока на своем выходе имеет такой потенциал, что усилитель 21 первого основного корректирующего звена на выходе имеет низкий уровень, так как на инвертирующем его входе напряжение выше, чем на неинвертирующем, При этом усилитель 14 реагирующего органа имеет на выходе низкий потенциал, так как на его инвертирующем входе потенциал вышечем на неинвертирующем.. Уставка измерительного моста из резисторов 15 - 18 выполнена таким образом, что если в цепи 1 нагрузки ток будет больше амплитуды (б+ Л ), то усилитель 14 будет иметь на выходе высокий уровень напряже ния, которое подается на его вход "+" через диод 19, обеспечивая положительную сбрэтную связь, Через базу транзистора 6 идет ток, транзистор открывается, реле 7 срабатывает, разрывая контактом 5 сило ву о шину 2 и обесточивая цепь 1 нагрузки, Усилитель 14 после этого остается включенным благодаря положительной обоатной связи, удерживая реле 7 в включенном состоянии, Корректирующее звено на макси мальный рабочий ток отсутствует, так как уставка усилителя 14 имеет уровень, соответствующий сигналу с датчика 4 тока при максимально допустимом рабочем токе, Свыше этого уровня усилитель меняет свое 20 состояние, при котором у него на выходе появляется высокий уровень напряжения,При превышении рабочим током значений (а+ Л) усилитель 21 будет иметь на выходе высокий уровень, который через ре эистор 49 подается на вход "л" усилителя 14, Если рабочий ток просто превысит значение (а+ Л), но будет иметь амплитуду меньше, чем (б- Л), то усилитель 14 будет иметь на выходе высвкий уровень. Однако если изме нение амплитуды тока будет иметь через некоторое время значение (б + Л), то срабатывает дополнительное корректирующее звено на усилителе 25, который обеспечивает удержание усилителя 21 в состоянии ниэ .кого выходного напряжения подачей высокого уровня напряжения на вхоД " - " через диод 53. Для того, чтобы усилитель 21 не смог сразу при изменении уровня тока в цепи нагрузки, что одно и то же, через дат чик 4 тока отреагировать и изменить свое состояние, установлен конденсатор 65, постоянная времени заряда которого выбрана больше, чем время переходного процесса при изменении тока от амплитуды (а - Ь до 45 амплитуды (бЛ.Дополнительное корректирующее звено на усилителе 25 имеет уставку на срабатывание при амплитуде тока в цепи нагрузки (б - Л). Если ток не имеет зту амп литуду, но превышает амплитуду(а+ Л), усилитель 21 имеет на своем выходе высокий уровень, что приводит к увеличению на входе "+" усилителя 14 уровня напряжения, соответствующего уровнютока, превы шающего амплитуду (б+ Л), и усилитель 14 выдает высокий уровень в исполнительный орган на транзисторе 6. Последний открывается, срабатывает реле 1 и ключ 5 размыкает силовую шину, обесточивая цепь 1 нагрузки,Рассмотрим нормальный режим, Ток в цепи 1 нагрузки равен (б + Л), усилитель 25 выдает высокий уровень напряжения на своем выходе, что приводит к его удержанию в этом состоянии благодаря положительной обратной связи через диод 45, удержанию усилителя 21 в исходном состоянии по указанной причине и подаче на плечи измерительных мостов из резисторов 31, 32, 3,".:, Зо, 39 и 40 напрякения высокого уровня. Усилители 22, 23, 24 и 26 на своих выходах имеют низкий уровень, так как на их входах " - " напряжение выше, чем на их входах +При уменьшении рабочего тока по истечении времени о до амплитуды (в+ Л) срабатывает основное корректирующее звено на усилителе 22, который выдает высокий уровень на своем выходе, а через резистор 50 - на вход "+" усилителя 14 реагирующего органа, Это состояние не будет меняться, так как усилитель 22 имеет положительную обратную связь, обеспечиваемую резистором 59. Если теперь рабочий ток превышает значение (в+ Л), то усилитель 14 реагирующего органа выдает на своем выходе высокий уровень напряжения, так как на его входе "+" потенциал возрастает благодаря увеличению выходного напряжения с датчика 4 тока и превышает напряжение на входе "-". Исполнительный орган отключает цепь 1 нагрузки от входного зажима 2, обесточив ее,Таким образом функционируют основные корректирующие звенья на усилителях 23 и 24, Усилитель 24 после срабатывания выдает уровень на дополнительное корректирующее звено через диод 62, выполненное на измерительном реэистивном плече моста из резисторов 47 и 48 и усилителе 26. Если после возрастания тока в этом режиме до уровня, большего, чем (о+ Л), но меньше-о, чем (е - Л), то усилитель 14 реагирующего органа выдает высокий уровень напрякения на своем выходе, Если уровень тока возрастает до уровня (е - Л), то срабатывает дополнительное корректирующее звено на усилителе 26 и выдает на входе " - " усилителей 22-24 высокий уровень напряжения, превышающий напряжение на входах "+". Усилители занимают состояние с низким уровнем напряжения на своих выходах. Усилитель 14 не успевает выдать на своем выходе высокий уровень, так как постоянная заряда конденсатора 20 больше, чем время переходного процесса от уровня тока (о +. Л) до уровня тока (е-Л).Дополнительное корректирующее звено включают в режим контроля, подавая Высокий. уровень напряжения на выход 63,основное корректирующее звено по уровню тока (е .ф. Ь), дополнительное корректирующее звено, ведущее контроль токапо уровню ж - Л), и основное кс рректирующее звено, контролирующее уровень тока(ж фВыходы этих основных корректирующих звеньев выводятся через резисторы 10на вход 64. Их логика работы та же, что извеньев на усилителях 21 и 25. При большихВременах переходных процессов с одногорежима на другой можно использовать устройства временной задержки срабатывания 15реагирующего органа на усилителе 14. Питание усилителей можно обеспечить путемих подсоединения к входным зажимам, номожно применить и отдельный источник,что лучше, так как при небольших токах потребления его легко стабилизировать и приэтом измерительные мосты запитагь такхеОт отдельного источника вместе с усилитеЛЛМИ.Таким образом, данное устройство ведет контроль и ри любой циклограмме режима тока, что обеспечивает расширениедиапазона адаптации устройства к условиям различных режимов, отключая цепь нагрузки от источника, когда режим тока на 30любом участке его циклограммы отличаетсяот.рабочего режима,Формула изобретенияБлок защиты с адаптацией, содержаший датчик тоа, к вьходам которого подключенц одни выводы плеч измерительногорезистивнОГО МОста, друГие выводы кОтОрцх пОдключены к клеммам для соединенияс положительной шиной питания, к выходной диагонали измерительного резистивного моста подключен реагирующий орган,Выполненный на операционном усилителе,выход котороГО через порОГОВцй элемент и резистор соединен с входом исполнительного органа, основные корректирующие звенья, выполненные на усилителях-компарятОрах, ВхОди которых пОдсоединены к со ответствующим диагоналям измерительных резистивнцх мостов, полуплечи которых подсоединены одними выводами к выходу датчика тока, а другими - к клемме для соединения с положительной шиной питания, а выходы основных корректирующих звеньев подключены через соответствующие резисторц к неинвертирующему входу реагиру;ощего органа, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона адаптации, введены дополнительные корректирующие звенья при переходах от нижнего порога тока к Высокому, выполненных на усили-елях-компараторах с соответствующими дополнительными измерительными резистивными мостами, при этом входы дополнительных орректирующих звеньев подсоединены к выходным диагоналям дополнительных измерительных резистивных мостов, полуплечи которых соединены с выходами датчика тока и с клеммой для соединения с положительной шиной питания, э выход первого дополнительного корректирующего звена подключен через введенный диод к инвертирующему входу первого основного корректирующего звена, через другой Введенный диод - к своему неинвертирующему входу, а также соединен с полуплечами измерительных резистивных мостов, выходы которых соединены с неинвертирующими Водами усилителей-компараторов основных корректирующих звеньев, а выход других дополнительных корректирующих звеньев соединен с соответствующими инвертирующими входами других основных кооректиоующих звеньев,1702474 тавитель Т, Щеголокоред М,Моргентал орректор Л. Пата едактор И, Касард оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарин аказ 4549 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5