Устройство для автоматического переключения нагрузки

(1 и 879705 Союз Советски кСоцналнстнческнкРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(1)М. Кл. Н 02 Т 9/ОВ с присоединением заявки УйОпубликовано 07,11,81. Бюллетень М 41 Дата опубликования описанйя 07,11.81.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯНАГРУЗКИ Изобретение относится к области эпектроавтоматики, в частности к устройствам автоматического включения резервного источника, и может быть использованодля переключения нагрузки переменноготока с основной сети на резервную.Известно устройство пля автоматического переюпочения нагрузки, содержащеетрансформатор с двумя вторичными обмотками, первичная обмотка которого пред 1 О назначена для подключения к основной сети, один из выводов вторичной обмотки подкпючен к синхронизирующему входуавтогенератора стабилизированного синусоидапьного напряжения, выход которого15 связан через соединенные последовательно выпрямитель и юпочевой элемент с коммутирующим реле 1 .Известные устройства отличаются значительной сложностью, в частности, из-за напичия спедиапьного этапонного генератора синусоидального напряжения,Наиболее близким по технической суп- , ности к предпоженноЮ устройству явпяется устройство дпя переключения электропитания потребителя с основного источника переменного тока на резервный, содержащее исполнительное репеи датчик напряжения на основе юпочевого элемента, состоящего из транзистора, мостового выпрямитепя, подключенного через понижающий трансформатор к источнику переменного тоха, и резисторного. делителя 21 .Известное устройство имеет ряд суще- ственных недостатковт напряжение возвра та устройства практически равно напряженщо обрабатывания, что приводит к многократному включению и отключению исполнительного реле при напряжении основ ной сети, близком к напряжении срабаты- вания устройства:. ток в обмотке испол нитепьн и о репе при срабатывании устройства зависит от разнипы между иапряже нием обрабатывания устройства и напряжением основной сети, что обуспавпивает ненадежное замыкание контактов испалнитепьного репе при срабатывании в тиос случаях, когда напряжение основной сетят05 3 8797 близко к напряжению срабатывания устройства.Целью изобретения является повышение надежности устройства в работе.Бель достигается тем что в устрой. 5 ство для автоматического переключения нагрузки, содержащее исполнительное реле, контакты которого включены между нагрузкой и зажимами основного и резервного источников питания, а катушка че реэбесконтактный датчик напряжения, мостовой выпрямитель и трансформатор подключена к зажимам основного источника, причем бесконтактный датчик напряжения содержит выходной резистор и тран жстор, база которого подключена к средней точке резисториого делителя, введен дополнительный замыкающий контакт исполнительного реле, а в бесконтактный датчик напряжения введены релаксационный гене ратор из ЯС -пепи, стабилизированный источник, конденсатор и диод, а в качестве транзистора применен однонереходный транзистор, другая база которого через выходной резистор подключена к одному 25 выводу конденсатора ЙС -цепи, второй вывод которого подключен к эмиттеру одно- переходного транзистора и к точке соединения первого резистора делителя и мостового выпрямителя, а средняя точка ре- зо зисторного делителя через диод поЬцпочена к положительному зажиму стабилизированного источника, причем второй резистор делителя зашунтирован замыкающим контактом исполнительного реле.На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства.Датчик напряжения 1 содержит релаксационный генератор из резистора 2 и конденсатора 3 Я,С -пепи однопереходного транзистора 4 и выходного резистора 5, а также реэисторный делитель из первого 6 и второго 7 резисторов, зашунтированный конденсатором 8, и диод 9, ЯС -цепь иэ резистора 2 и конденсатора 3 подключена к стабилизированному источнику 10 оперативного питания. Средняя точка КС -цепи соединена с эмиттером Ьдно- . переходного транзистора 4, а второй вы, ход конденсатора 3 через выходной резис 50 тор 5 подключен к базе однопереходного транзистора, Ог основной сети 11 напряжение через трансформатор 12 и резистор 13 поступает на вьптрямительный мост 14, а с выхода моста - на кондеи 55 сатор 8 и резисторный делитель, состоящий из резисторов 6 и 7, С резистора сигнал поступает на базу однопереходного транзисгора 4, Выходной сигнал датчика 1 с выходного резистора 5 подается через диод 15 на вход промежуточного усилителя 16, к выходу которого подключено исполнительное реле 17. Размыкающий контакт 18 исполнительного реле17 шунтирует резистор 7 реэисторногоделителя, Контакты 19 исполнительногореле используются для переключения нагрузки 20 с основной сети 11 на резервную сеть 21. Положительный полюс стабилизированного источника оперативногопитания 10 связан через диод 9 со средней точкой резисторного делителя.Для контроля основной сети не только по напряжению, но и по частоте вустройстве может быть предусмотрен датчик частоты. Датчик частоты 22, выполненный на основе релаксационного ЯС -генератора, который включает в себя резисторы 23,24, конденсатор 25, однопереходной транзистор 26, установочный потент".иометр 27 и выходной резистор 28, подключен к стабилизированному источнику 10оперативного питания, Конденсатор 25 зашунтирован транзистором 29, которыйуправляется через резистор 30 вторичнойобмоткой трансформатора 12, Эмиттерныйпереход транзистора 29 зашунтирован вобратном направлении диодом 31, С выходного резистора 28 датчика частоты 22через диод 32 сигнал поступает на входпромежуточного усилителя 16. Контакт33 исполнительного реле 17 включен параллельно резистору 23.Устройство работает следующим образом,Когда напряжение основной сети 11имеет номинальную величину, то напряжение, подаваемое с резистора 7 на базуоднопереходного транзистора 4, выше значения, при котором транзистор включается,В результате на выходном резисторе 5датчика напряжения 1 сигнал отсутствуети обмотка исполнительного реле 17 обесточена, нагрузка 20 подключена к основной сети.При снижении напряжения основнойсети, когда напряжение на базе транзистора 4 становится достаточным для включения транзистора, происходит срабатывание устройства. Транзистор 4 включается, конденсатор 3 разряжается на выходной резистор 5 датчика напряжения 1и вход промежуточного усилителя 16. Напряжение основной сети, соответствующеемоменту срабатывания, является напряжением срабатывания устройства. Сопротивление резистора 2 выбираетсе такой величины, чтобы ток, протекающий череззо 35 45 5 О 55 40 5 й эмиттер транзистора 4 после окончания разряда конденсатора 3, был меньше тока включения транзистора. Поэтому датчик напряжения 1 при срабатывании устройства работает в режиме генерации, когда транзистор 4 после окончания разряда конденсатора 3 запирается и отпирается вновь лишь при заряде конденса-. тора 3 (через резистор 2) до напряжения,.достаточного для включения транзистора 4. Импульсы разряда конденсатора 3 в промежуточном усилителе 16 преобразуются в напряжение питания исполнительного реле 17; В результате реле срабатывает и контактами 19 переключает цитате нагрузки 20 с основной сети 11 на резервную сеть 21.Таким образом, наступление режима генерации сопровождается срабатыванием устройства, а переюпочение нагрузки с ,основной сети на резервную и прекраще-ние генерации соответствует возврату устройства и подключению нагрузки вновь к основной сети.Исполнительное реле 17 при своем вкпючении контактами 18 дешунтирует, резистор 7 резисторного делителя. Это вызывает снижение напряжения на базе транзистора 4, и режим генерации прекращается уже при более низком напряжении основной сети, т.е. при котором он .начался. Тем самым напряжение возврата устройства будет ниже напряжения срабатывания. Разность между напряжениями срабатывания и возврата определяется соотношением сопротивлений резисторов 6 и 7.В случае полного ис:езновения напряжения основной сети режим генерации датчика напряжения 1 сохраняется, так как на базу транзистора 4 поступает напряжение от стабилизированного источника 10 оперативного питания через диод 9.Ток обмотки исполнительного реле обусловлен сигналом с релаксационного генератора датчика напряжения, Поскольку параметры этого генератора практически не зависят от превышения напряже ния срабатывания устройства над фактическим напряжением основной сетьг, то и ток обмотки исполнительного реле от укаэанного превышения не зависит.Конденсатор 8 обеспечивает сглаживание пульсаций выходного напряжения мостового выпрямителя, Резистор 13 и кон-. денсатор 8 составляют фильтр, предотвращающий проникновение на базу транзистора 4 высоких гармонических напряжений основной сети. Диод 15 предотвращает поступление сигнала на выход датчика напряжения 1 от другого датчика при их совместной работе.Основную сеть можно контролировать не только по напражению, но и по частоте (в виде примера изображено включение датчика 22 частоты). Датчик 22 выполнец, например, на основе С -генератора, Подключение датчика показано пунктирными линиями.Работает датчик частоты следующим образом.В один полупериод напряженка основной сети, например отрицательный, транзистор 29 открыт и напряжение на конденсаторе 25 близко к нулю. В другой полупериод (положительный), когда транзистор 29 закрываетса обратным напряжением на эмиттере, конденсатор 25 заряжается через резисторы 23, 24 от стаби- лизированного источника 10 оперативного питания, При номинальной частоте основной сети эа положительный полупериод конденсатор 25 не успевает зарядиться до напряжения вюпочения однопереходного транзистора 26, в силу чего сигнал с выходного резистора 28 не поступает. При снижении частоты длительностьполупериода увеличивается и наступает момент срабатывания датчика частоты, когда напряжение на конденсаторе 25 за положительный полупериод нарастает до величины напряжения включения транзистора 26. Транзистор включается и с выходного резистора 28 через диод 32 в промежуточный усилитель 16 поступает сигнал, что приводит к включению исполнительного реле 17 и переключению нагрузки с основной сети на резервную. Одновременно замыкающий контакт ЗЗ исполнительного реле шунтирует резистор 23, что уменьшает постоянную цепи заряда конденсатора 25. Теперь напряжение на конденсаторе 25 будет нарастать быстрее и потребуется большая частота основной сети, при которой транзистор 26 перестанет включаться, т.е. при которой датчик частоты возвратится в исходное состояние,.чем та, при которой он сработал. Разница между частотой срабатывания и возврата зависит от соотношения сопротивлений резисторов 23 и 24. Диод 32 предотвращает поступление выходного сигнала от датчика напряжения 1 на выход датчика частоты. Одновременно диоды 32 и 15 исюпочают проникновение на вход промежуточного усилителя остаточного напряжения с выходных резисторов7 8797028 и 8 датчиков 22 и 1 при их срабаты- цванин ф вПрименение предлагаемого устройства зпозволит осуществить автоматическое апереипочение потребитепя с осйовной се-ваети на резервную и ввтоматический,воз- Яврат его на Основную сетф при восстанов, кленни напряжения последней . Это способтораствует повышению качества и надежности другэнергоснабжения потребителей,о Формула изобретения Устройство для автоматического переюпочення нагрузки, содержащее испоп- . нительное реле, контакты которого включены между нагрузкой и зажимами основного и резервного источника питания, а катушка через бесконтактный датчик на о пряжения, мостовой выпрямитель и трансформатор подюпочена к зажимам основного источника, причем бесконтактный датчик напряжения содержит выходной резистор и транзистор) база которого подкпюеф у 5 чена к средней точке резисторного делителя,отличвюшеесятем,что, с 8елью повышения надежности устройства работе, в него введен дополнительный амыкаюший контакт исполнительного реле, в бесконтактный датчик напряжениядевы репаксвционный генератор из С цепи, стабилизированный источник, онденсатор и диод, а в качестве трвнзисприменен однопереходный транзистор, ая база которого через выходной рестор подключена к одному выводу конденсатора ЙС -цепи, второй вывод которого подключен к емиттеру однопереходного транзистора, и к точке соединения первого резистора делителя и мостового выпря митепя а средняя точка .резисторного делителя через диод подюпочена к положи тельному зажиму стабилизированного источника, причем второй резистор делителя звшунтирован рвзмыкаюшим контактом исполнительного репе. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР И 884391, кп. Н 02 З 9/06, 1977. 2, Авторское свидетельство СССР И 881789, кл. Н 023 9/06,1978.