УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ЗАМКНУТОСТИ КОНТАКТОВ КОНТАКТНЫХ ПАР МЕХАНИЧЕСКИХ КОММУТАЦИОННЫХ УСТРОЙСТВ
DEVICE FOR MONITORING THE CLOSED STATE OF CONTACTS OF CONTACT PAIRS OF MECHANICAL SWITCHING DEVICES

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при построении коммутационных устройств на основе электромагнитных реле, механических кнопочных переключателей, тумблеров, контакторов и других механических коммутационных устройств.
Прототипом является способ контроля срабатывания контактов электромагнитного реле и устройство для его осуществления (патент на изобретение RU 2683577). Данное техническое решение предназначено для диагностического контроля электромагнитного реле без изъятия реле из эксплуатационной электрической схемы и содержит схему контроля и управления реле, одновибратор, диод-ограничитель напряжения, первый коммутатор, конденсатор, второй коммутатор, диод, электромагнитное реле, в которой для контроля состояния замкнутости контактов электромагнитного реле, подключенных при эксплуатации к коммутируемым электрическим цепям пользователя, без изъятия реле из эксплуатационной электрической схемы используют конденсатор, предназначенный для накопления тестового электрического заряда малой мощности, при этом для определения состояния замкнутости контактов электромагнитного реле, конденсатор с накопленным тестовым электрическим зарядом малой мощности сначала подключается к проверяемым контактам электромагнитного реле и после, для анализа результатов подключения конденсатора, - к одновибратору, после чего сигнал от одновибратора поступает на схему контроля и управления реле для анализа.
Недостатком указанного способа и устройства является необходимость перекоммутации тестового конденсатора, что требует создания отдельной коммутационной системы для тестового конденсатора.
Задачей изобретения является создание устройства для контроля состояния замкнутости контактов контактных пар механических коммутационных устройств (электромагнитного реле, механических кнопочных переключателей, тумблеров, контакторов и других механических коммутационных устройств), подключенных при эксплуатации к коммутируемым электрическим цепям пользователя, без изъятия механического коммутационного устройства из эксплуатационной электрической схемы и без необходимости создания отдельных коммутационных систем для тестовых элементов.
Схема устройства контроля состояния замкнутости контактов контактных пар механических коммутационных устройств приведена на фиг. 1.
ОШ1 - общая шина устройства контроля состояния замкнутости контактов;
ОШ2 - общая шина электрических цепей пользователя;
1. схема контроля и управления;
2. первый развязывающий конденсатор;
3. механическое коммутационное устройство;
4. первый контакт механического коммутационного устройства (КМК1);
5. второй контакт механического коммутационного устройства (КМК2);
6. третий контакт механического коммутационного устройства (КМК3);
7. второй развязывающий конденсатор;
8. третий развязывающий конденсатор;
9. первый резистор;
10. второй резистор;
11. первый триггер Шмитта;
12. второй триггер Шмитта;
13. электрические цепи пользователя.
Устройство контроля состояния замкнутости контактов контактных пар механических коммутационных устройств содержит следующие элементы и связи между ними.
Выход схемы контроля и управления (1) подключен к первой обкладке первого развязывающего конденсатора (2). Вторая обкладка первого развязывающего конденсатора (2) подключена к первому контакту механического коммутационного устройства (КМК1) (4). Второй контакт механического коммутационного устройства (КМК2) (5) подключен к первой обкладке второго развязывающего конденсатора (7). Вторая обкладка второго развязывающего конденсатора (7) подключена к входу первого триггера Шмитта (11). Третий контакт механического коммутационного устройства (КМК3) (6) подключен к первой обкладке третьего развязывающего конденсатора (8). Вторая обкладка третьего развязывающего конденсатора (8) подключена к входу второго триггера Шмитта (12). Выход первого триггера Шмитта (11) подключен к первому входу схемы контроля и управления (1). Выход второго триггера Шмитта (12) подключен ко второму входу схемы контроля и управления (1). Первый вывод первого резистора (9) подключен к входу первого триггера Шмитта (11) и второй обкладке второго развязывающего конденсатора (7). Второй вывод первого резистора (9) подключен к (ОШ1). Первый вывод второго резистора (10) подключен к входу второго триггера Шмитта (12) и второй обкладке третьего развязывающего конденсатора (8). Второй вывод второго резистора (10) подключен к (ОШ1). КМК1 (4), КМК2 (5) и КМК3 (6) соединяют механическое коммутационное устройство (3) с электрическими цепями пользователя (13) и образуют две контактные пары - КМК1 (4), КМК2 (5) и КМК1 (4), КМК3 (6). Электрические цепи пользователя (13) имеют свою общую шину электрических цепей пользователя (ОШ2), не соединенную с общей шиной устройства контроля замкнутости контактов (ОШ1).
Схема контроля и управления (1) предназначена для формирования тестовых импульсов, подаваемых на первый контакт контактной пары, и считывании тестовых импульсов со второго контакта контактной пары.
Для того чтобы тестовые импульсы не являлись источником помех для электрических цепей пользователя (13), коммутируемых контактами контактных пар механического коммутационного устройства (3), а электрические цепи пользователя (13) не являлись источником помех для устройства контроля состояния замкнутости контактов контактных пар, необходимо, чтобы электрические цепи пользователя (13) и устройство контроля состояния замкнутости контактов не имели связи по постоянному току. Это достигается с помощью развязывающих конденсаторов (2), (7), (8), которые предназначены для развязывания устройства контроля состояния замкнутости контактов по постоянному току от электрических цепей пользователя (13), а также с помощью того, что общая шина устройства контроля замкнутости контактов (ОШ1) не соединена с общей шиной электрических цепей пользователя (ОШ2).
Триггеры Шмитта (11) и (12) предназначены для формирования прямоугольных импульсов для первого и второго входов схемы контроля и управления (1), из сигналов, форма которых искажается после прохождения через развязывающие конденсаторы (2), (7), (8).
Резисторы (9) и (10) предназначены для аппаратного определения состояния входов триггеров Шмитта (11) и (12) соответственно в условии отсутствия тестового сигнала на входах триггеров Шмитта (11) и (12).
Контроль состояния замкнутости контактов механического коммутационного устройства с помощью устройства контроля состояния замкнутости контактов контактных пар механических коммутационных устройств происходит следующим образом. С выхода схемы контроля и управления (1) тестовые импульсы поступают на КМК1 (4) через первый развязывающий конденсатор (2). Если замкнута контактная пара КМК1 (4), КМК2 (5), то тестовые импульсы поступают с КМК1 (4) на КМК2 (5), с КМК2 (5) через второй развязывающий конденсатор (7) - на вход первого триггера Шмитта (11). С выхода первого триггера Шмитта (11) восстановленный прямоугольный тестовый импульс поступает на первый вход схемы контроля и управления (1). Таким образом, наличие тестовых импульсов на первом входе схемы контроля и управления (1) сигнализирует о том, что контактная пара КМК1 (4), КМК2 (5) замкнута, а отсутствие тестовых импульсов на втором входе схемы контроля и управления (1) сигнализирует о том, что контактная пара КМК1 (4), КМК3 (6) разомкнута. Если замкнута контактная пара КМК1 (4), КМК3 (6), то тестовые импульсы поступают с КМК1 (4) на КМК3 (6), с КМК3 (6) через третий развязывающий конденсатор (8) - на вход второго триггера Шмитта (12). С выхода второго триггера Шмитта (12) восстановленный прямоугольный тестовый импульс поступает на второй вход схемы контроля и управления (1). Таким образом, наличие тестовых импульсов на втором входе схемы контроля и управления (1) сигнализирует о том, что контактная пара КМК1 (4), КМК3 (6) замкнута, а отсутствие тестовых импульсов на первом входе схемы контроля и управления (1) сигнализирует о том, что контактная пара КМК1 (4), КМК2 (5) разомкнута.
Технический результат заключается в обеспечении контроля замкнутости контактов механического коммутационного устройства, подключенных при эксплуатации к электрическим цепям пользователя, без изъятия механического коммутационного устройства из эксплуатационной электрической схемы и без необходимости создания отдельных коммутационных систем для тестовых элементов, при этом предложенная схема не является источником помех для электрических цепей пользователя, коммутируемых контактами механического коммутационного устройства, из-за малой мощности сигнала, проходящего через конденсаторы, а также из-за того, что электрические цепи пользователя развязаны по постоянному току с устройством контроля состояния замкнутости контактов.
Таким образом, заявлено устройство контроля состояния замкнутости контактов контактных пар механических коммутационных устройств, содержащее схему контроля и управления (1), конденсатор (2) и две контактные пары механического коммутационного устройства, в котором конденсатор (2) является первым развязывающим конденсатором, схема контроля и управления (1) имеет один выход и два входа, выход схемы контроля и управления (1) подключен к первой обкладке первого развязывающего конденсатора (2), вторая обкладка первого развязывающего конденсатора (2) подключена к первому контакту механического коммутационного устройства (КМК1) (4), при этом дополнительно введены второй развязывающий конденсатор (7) и третий развязывающий конденсатор (8), первый и второй резисторы (9) и (10), первый и второй триггеры Шмитта (11) и (12), при этом второй контакт механического коммутационного устройства (КМК2) (5) подключен к первой обкладке второго развязывающего конденсатора (7), вторая обкладка второго развязывающего конденсатора (7) подключена к входу первого триггера Шмитта (11), третий контакт механического коммутационного устройства (КМК3) (6) подключен к первой обкладке третьего развязывающего конденсатора (8), вторая обкладка третьего развязывающего конденсатора (8) подключена к входу второго триггера Шмитта (12), выход первого триггера Шмитта (11) подключен к первому входу схемы контроля и управления (1), выход второго триггера Шмитта (12) подключен ко второму входу схемы контроля и управления (1), первый вывод первого резистора (9) подключен к входу первого триггера Шмитта (11) и второй обкладке второго развязывающего конденсатора (7), второй вывод первого резистора (9) подключен к общей шине устройства контроля замкнутости контактов (ОШ1), первый вывод второго резистора (10) подключен к входу второго триггера Шмитта (12) и второй обкладке третьего развязывающего конденсатора (8), второй вывод второго резистора (10) подключен к общей шине устройства контроля замкнутости контактов (ОШ1), при этом общая шина устройства контроля замкнутости контактов (ОШ1) не соединена с общей шиной электрических цепей пользователя (ОШ2).