УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ВЕЛИЧИНЫ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Устройство контроля величины переменного напряжения
Полезная модель относится к устройствам защиты и автоматики, в частности, к устройствам контроля величины напряжения переменного тока для питания электроприборов и может быть использована для их защиты от превышения или снижения ниже заданного уровня эффективного напряжения.
Известно реле напряжения, содержащее накопительный конденсатор и электромагнитное реле, соединенное последовательно с тиристором, в цепь управления которого включен стабилитрон, параллельно обмотке электромагнитного реле включены два последовательно согласно соединенных диода, к общей точке которых подключены конденсатор и стабилитрон (А.С. СССР № 530369, МКИ НО1Н 83/10, оп. 30.09.76 г.).
Такое реле используется в схемах защитного отключения только при превышении напряжения сверх установленного значения, однако оно не осуществляет защиту сетей при снижении напряжения ниже установленного значения.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является устройство контроля величины переменного напряжения (реле напряжения), содержащее последовательно соединенные трансформатор, выпрямитель, сглаживающий емкостный фильтр, выход которого соединен с одним из входовкомпаратора, второй вход которого соединен с выходом стабилизатора, и исполнительный орган (Грейвулис Я.П. и др. Полупроводниковые реле тока и напряжения. М, Энергия, 1970 г. с. 12-41).
Недостатком данного устройства является его возможность использования лишь для защиты электроприборов при изменении величины напряжения ниже допустимой нормы.
Задача, положенная в основу заявляемого технического решения, заключается в защите электроприборов сети переменного тока от выхода из строя при скачках питающего напряжения как выше, так и ниже допустимой нормы и повторном их включении при достижении напряжения требуемой величины.
Поставленная задача решается следующим образом.
единен с выходом стабилизатора, и исполнительный орган, согласно заявляемому техническому решению, в него дополнительно введены выпрямитель, триггеры, схема совпадения, элемент задержки, элемент управления исполнительным органом, световой индикатор и койлпенсирующий элемент, при этом входы триггеров соединены с выходами компаратора, а их выходы соединены со входом схемы совпадения, выход которой соединен со световым индикатором и элементом задержки, выход элемента задержки соединен со входом элемента управления исполнительным органом и со входом компенсирующего элемента, причем трансформатор выполнен с двумя вторичными обмотками, подключенными к соответствующим входам выпрямителей, а компаратор выполнен счетверенным, один из входов каждого соединен со стабилизатором, а другой со сглаживающим фильтром.
Перечисленная совокупность признаков позволяет, по сравнению с прототипом, осуществлять защиту электроприборов сети переменного тока от выхода из строя при скачках питающего напряжения.
Анализ известных технических решений позволяет сделать вывод о том, что заявляемое техническое решение неизвестно из уровня техники, что свидетельствует о его соответствии критерию новизна.
Возможность использования заявляемой полезной модели в промышленности позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию промышленная применимость.
На чертеже приведена функциональная схема устройства контроля величины переменного напряжения.
Понижающий трансформатор 1 имеет две вторичные обмотки, подключенные к входам выпрямителей 2 и 3. Выход выпрямителя 2 соединен со входом сглаживающего фильтра 4, выход которого подключен к первым входам компаратора 6 через весовые резисторы (не показаны). Вторые входы компаратора 6 соединены со стабилизатором 5. Выходы компаратора 6 соединены со входами триггеров 7, выходы которых соединень со входом схемы совпадения 8. Световой индикатор 10 и вход элемента задержки 9 подключены к выходу схемы совпадения 8. К выходу элемента задержки 9 подключен вход элемента управления 11 исполнительным элементом 13 и компенсирующий элемент 12. Вход стабилизатора напряжения 5 подключен к выходу выпрямителя 3 и обеспечивает напряжение питания для элементов схемы, а также опорное напряжение для компаратора 6. Компаратор 6 состоит из четырех блоков, первый и второй из которых настроены на максимальную вуличину напряжения сравнения выключеня/включения, а третий и четвертый - на минимальную величину
напряжения включения/выключения, при этом напряжение сравнения прямо пропорционально напряжению на входе трансформатора 1, а четвертый блок установлен таким образом, что не реагирует на кратковременное уменьшение напряжения сравнения. Стабилизатор 5 обеспечивает напряжение питания требуемой величины с установленной амплитудой пульсации в диапазоне от максимального напряжения на входе трансформатора 1 до напряжения, соответствующего немногим ниже настройки срабатывания четвертого блока компаратора 6. При дальнешем уменьшении напряжения на входе трансформатора 1 напряжение питания на выходе стабилизатора 5 будет уменьшаться, но при этом опорное напряжение остается выше напряжения сравнения на входе четвертого блока компаратора 6. Элемент задержки 9 выполняет функцию задержки времени повторного включения устройства. Это необходимо для устойчивой работы самого устрййства, например, при скачкообразном увеличении напряжения на входе трансформатора 1, когда оно при этом остается ниже напряжения настройки четвертого блока компаратора 6, напряжение на входе стабилизатора 5 меньше напряжения минимального входного для него, и поэтому напряжение сравнения возрастает быстрее опорного за счет подзаряда емкостей конденсаторов в цепи питания.
Принцип работы данного устройства основан на сравнении стабилизированного опорного напряжения, снятого со второй обмотки понижающего трансформатора 1, с напряжением, поступающим со сглаживающего фильтра 4, снятым с третьей обмотки трансформатора 1. При сравнении два блока компаратора 6 работают на выключение, а два - на включение. Два триггера 7, подключенные к выходам компаратора 6 и нагруженные на схему совпадения 8, информируют о верхнем или нижнем значении напряжения выключения/включения. С выходом схемы совпадения 8 соединен световой индикатор 10, отображающий информацию о том, в допустимых пределах находится напряжение сети или нет своим свечением (зеленым или красным). С выхода схемы совпадения 8 поступает сигнал для запуска схемы задержки 9. На выходе элемент задержки 9 имеет два устойчивых состояния. По одному из них срабатывает элемент управления 11 исполнительным элементом 13, по другому компенсирующий элемент 12.
На практике для данного типа устройства минимальная величина времени повторного включения составляет несколько секунд.