Устройство для определения параметров выбросов напряжения

72) Авторц изобретеиия ф, Ермаков Череп Трудового Крас ут им. Серго О 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЦБРОСО(71) Заявитель, Новочеркасский ордена политехнический инсти ЭИзобретение относится к измерительной технике и может найти применение при определении критических параметров характеристик выбросов и провалов напряжения, приводящих к:5 сбою в работе различного типа электрооборудования,: газоразрядных ламп высо- кого давления, блоков питания .элект. ронных устройств, устройств релейной защиты, автоматики и телемеханики.Известно устройство для выделения одного импульса из непрерывной последовательности, содержащее два О-триггера 1,К недостаткам данного устройства относятся узкие функциональные возможности, т. е, выделение лишь одного импульса из непрерывной последовательности.Наиболее близким к предлагаемому 20 изобретению является устройство для формирования перерывов питающего на" пряжения, содержащее формирователь прямоугольных импульсов, вход кото 2рого подключен к одной шине сетевого напряжения, элемент нагрузки, первый вывод. которого . соединен с первой шиной сетевого напряженияэле-мент 2 И-НЕ, два триггера, двоичныйсчетчик, вход которого соединен сосчетным входом первого, триггера, син"хронизирующий вход которого соединенс инверсным выходом формирователяпрямоугольных импульсов, а инверсный выход -, со вторым входом 2 И-НЕ,выход которого подключен ко входудвоичного счетчика21,К недостатку этого устройства от-.носится длительное время, затрачиваемое на определение критических пара"метров характеристик выбросов и провалов питающего напряжения из-эа руч-,ного управления устройства.Цель изобретения - ускорение оп-ределения критической длительностивыбросов и провалов напряжения, вызывающих сбой в работе исследуемогоэлемента нагрузки.РНапряжение .О на элементе нагрузкизадается путем выбора соответствующего отвода на первичной обмоткетрансформатора 2. При нажатии кнопки нагрузки 1, ий обмотки нсформатор си ь прямо3 95927Поставленная цепь достигается тем, что в устройство для определения параметров напряжения дополнительно введены два ключа, переключатель оежимд работы, элемент совпадения, 5 задатчик периода повторения, симисторы, одновибратор, вентели записи, информационный счетчик, блок индикации, триггер управления, датчик обратной связи, кнопка, трансформатор и автотрансформатор, имеющие управляющие обмотки, зашунтированные сииисторами, управляющие электроды которых подключены к выходу соответствующего ключа, входы ключей соединены с плюсовой шиной питания, а входы управления через переключатель режима работы подклюцены, соответст-, венно, к прямому и инверсному выходам второго триггера, второй вывод 20 элемента нагрузки соединен с отводом вторичной обмотки трансформатора, начало которой соединено с одним отводом обмотки автотрансформатора, на-, чало которой подключено ко второй у 5 шине сетевого напряжения, а конец через первичную обмотку трансформатора - к первой шине сетевого напряжения, элемент нагрузки .через датчик обратной связи соединен с входом установки триггера управления, вход сброса которого через кнопку связан с общей шинбй, а инверсный выход триггера управления соединен с первым входом элемента совпадения, второй35 вход которой подключен к прямому выходу формирователя прямоугольных импульсОв, а выход - ко второму входу элемента 2 И-НЕ и входу задатчи" ка периода повторения, выход которо 40 го соединен со счетным входом информационного счетчика, прямые выходы которого подключены к блоку индикации, а инверсные - к первым входам вентилей записи, вторые входы которых соединены с входом сброса первого45 триггера, и через однавибратор с выходом задатчика периода повторения, выходы вентилей записи связаны с информационными входами двоичного счетчика.50На чертеже изображена схема устрой. ства для определения параметров выбросов напряжения.Схема содержит элементтрансформатор 2, содержащИ , ИцЧ , двтотра3 с обмотками М,Ч , Ч мисторы М и 5, формировател 0 фугольных импульсов 6, два ключа 7 и8, элемент совпадения 9, триггер управления 10, кнопку 11, датчик обратной связи 12, переклюцатель режимаработь 1 13, элемент 2 И-НЕ 1 Й, двоичный счетцик 15, первый триггер 16,второй. триггер 17, задатчик периодаповторения 18, вентили записи 19,одновибратор 20, информационный счетчик 21, блок индикации 22.Устройство работает в двух режимахмоделирования; провалов и выбросовнапряжения. Режим работы устройствазадается установкой переключателя 13,в .первое или второе положение,Рассмотрим работу устройства в оежиме моделирования провалов напряжения, Информационный ,цетчик 21 находится в нулевом состоянии, все триггеры устройства - в единичном, ключ7 открыт и на управляющий электродсимистора 5 поступает ток, достаточный для его открывания, Последнийоткрывается и своим малым сопротив"лением шунтирует управляющую обмоткуУавтотрансформатора 3, которыйоказывается практически закороченным.Результирующий коэффициент трансфор-,мации трансформатора 2 и автотрансформатора 3 становится равным 11, триггер управления 1 О перебрасывается в нулевое состояние, элементсовпадения 9 открывается и импульсыс прямого выхода Формирователя прямоугольных импульсов 6 поступают навход задатчика периода повторения 18,который представляет собой делительчастоты. При появлении на выходе задатчика 18 импульса срабатывает одновибратор 20. Импульс, появляющийсяна выходе одновибратора 20, стробирует все вентили записи 19, в результате чего число 000 с выходов информационного счетчика 21 переписывается в двоичный счетчик 15 в обратном коде 111. По заданному фронту импульса, вырабатываемого задатциком периода повторения 18, в информационный сцетцик 2 1 записывается одинимпульсный код 100 и на цифровомтабло блока индикации 22 высвечива5 9592ется цифра 1, При стробировании вентилей записи 19 первый триггер управления 16 устанавливается в нулевоесостояние, а перевод второго триггера17 происходит по переднему фронтуочередного импульса, вырабатываемогона инверсном выходе формирователяпрямоугольных импульсов 6, При переводе второго триггера 17 в нулевоесостояние ключи 7 и 8 синхронно пе - 1 Ореклюцаются, симистор 5 закрывается,а симистор 1 открывается, шунтируясвоим малым сопротивлением управляющую обмотку Я , трансформатора 2.Трансформатор 2 оказывается закороченным, что приводит к изменению коэффициента трансформации, которыйстановится равным:к:1 %5+%32 20Напряжение на элементе нагрузки 1становится равным 0 . Таким образом,на элементе нагрузки 1 происходитпровал напряжения, глубина которогоравна Ч = О - О . Одновременно с25переводом второго триггера 17 в нулевое положение элемент 2 И-НЕ открывается и импульсы с прямого выходаформирователя 6, через открытую схемум30совпадения 9 поступают на счетньивход двоичного счетчика 15. Поступ"ление импульсов в двоичный счетчик 15происходит до момента времени, когдатриггеры сцетчика 15 устанавливаются в состояние 111. При поступлении еще одного импульса происходитобновление двоицного счетчика 15 всостояние 000 и перевод первоготриггера 16 вновь в единичное состоя.ние.еоПо переднему фронту .очередногосинхронизирующего импульса второйтриггер 17 возвращается в исходноесостояние, элемент 2 И-НЕ закрывается, ключи 7 и 8 синхронно переключаются в исходное состояние. Автотрансформатор 3 закорачивается и к элементунагрузки 1 вновь прикладывается исходное напряжение. Следовательно,длительность модупируемого провала бонапряжения на элементе нагрузкиопределяется количеством импульсов,необходимых для обновления двоичногосчетчика,Работа устройства при определениикритических параметров характеристиквыбросов напряжения происходит ана" логично режиму моделирования провалов, с той лишь разницей, что переВ описанном примере длительностьпровала на элементе нагрузки 1 равнаодному импульсу, т, е, одному полу 70 4периоду источника сетевого напряжения.Далее через промежуток времени,определяемый работой задатцика периода повторения 16, срабатывает одновибратор 20 и число 100 с выходовинформационного счетчика 21 переписы"вается в двоичный счетчик 15 в обратном коде 011, Следовательно, .в.следующем цикле работы устройствадля переполнения счетчика 15 потребу-ется уже два импульса, соответственно, и длительность моделируемого провала напряжения на элементе нагрузки 1 составляет два полупериода источника сетевого напряженияВ последующих циклах работы устройства длительность модулируемого провала напряжения автоматически увеличивается на величину длительности одного,полупериода,Увеличение длительности модулируемого провала напряжения позволяетопределить критический параметр характеристики провала напряжения, прикотором наступает сбой в работе исследуемой нагрузки 1, Если при заданной глубине провала напряжения сбойв работе элемента нагрузки 1 не происходит во всем интервале изменениядлительности, то изменяют глубинупровала напряжения путем переключе -ния на другой отвод обмотки автотрансформатора 3.Сбой в работе исследуемой нагрузкификсирует датчик обратной связи12 который в зависимости от типа исследуемой нагрузки 1 имеет различноесхемное решение. Например, если вкачестве элемента нагрузки 1 йсследуется реле напряжения, то в качестведатчика обратной связи 12 используются его собственные нормально-закрытыеконтакты, один из которых подключенк общей шине устройства, а другойк 1,-входу триггера управления 10.При достижении критического значенияплощади провала напряжения реле отпускает и замыкает свои контакты,триггер управления 10 перебрасывается в единичное состояние прекращаяработу устроиства,7 . . 9592ключатель режима работы 13 устанавливается во второе положение,Предлагаемое устройство по сравнению с известными позволяет значительно сократить время определения 5критической длительности выбросови провалов напряжения, что достигается за счет автоматизации процессамоделирования,формула изобретенияУстройство для определения парамет.ров выбросов напряжения, содержащее 1 фформирователь прямоугольных импульсов, вход которого подключен к однойшине сетевого напряжения, элементнагрузки, первый вывод которого соединен с первой шиной сетевого напря" 20жения, элемент 2 И-НЕ,. два триггера,двоичный счетчик,. вход которогосоединен со счетным входом первоготриггера, прямой выход которого подключен к 0-входу второго триггера, 2синхронизирующий вход которогц соедимее с инверсным выходом формирователя прямоугольных импульсов, а инверсный выход - с вторым входом элвмемта 2 И-НЕ, выход которого подключенЗЭк входу двоичного счетчика, о т л ича ю щ е е с я тем что, с цельюускорения определения критическойдлительности выбросов и провалов на"пряжения, в него дополнительно введе ны два ключа, переключатель режима:работы, элемент совпадения, задатчикпериода повторения, симисторы, одно"вибратор, вентили записи, информационный счетчик, блок индикации,триггер управления, датчик обратнойсвязи, кнопка, трансформатор и автотрансформатор, имеющие управляющиеобмотки, зашунтированные симисторами, управляющие электроды которых 70 8подключены к выходу соответствующегоключа, входы ключей соединены с плюсовой шиной питания, а управляющиевходы через переключатель режима работы подключены соответственно к прямому и инверсному выходам второго .триггера, второй выход элемента на"грузки соединен с отводом вторичнойобмотки трансформатора, начало кото-,рой соединено с одним отводом обмоткитрансформатора, начало которой подключено к второй шине сетевого напряжения, а конец через первичную обмот-ку трансформатора - к первой шике сетевого напряжения, .элемент нагрузкичерез датчик обратной связи соединенс входом установки триггера управления, вход сброса которого через кнопку связан с общей шиной, а инверсныйвыход триггера управления соединенс первым входом элемента совпадения,второй вход которого подключен кпрямому входу формирователя прямоугольных импульсов, а выход -. к второму входу элемента 2 И-НЕ, и входузадатчика периода повторения, выходкоторого соединен со счетным входоминформационного счетчика, прямые выходы которого подключены к блокуиндикации, а инверсные - к.первымвходам вентилей записи, вторые входы которых соединены с входом сбросапервого триггера и через одновибраторс выходом задатчика периода повторе;ния, выходы вентилей записи связаны с информационными входами двоично.го счетчика,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Гутников В. С. Интегральнаяэлектроника в измерительных приборах, "Энергия", И, 1974, с. 144.:2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Ю 2917013718-24, ,кл. Н 03 К 5/1.56, от 25. 04. 80.