FI88848C - Foerfarande och anordning foer avbrytning av stroemmatning till elektrisk belastning - Google Patents

Description

1 do 0 48

MENETELMÄ JA LAITE VIRRANSYÖTÖN KESKEYTTÄMISEKSI SÄHKÖISEEN KUORMAAN

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 5 johdanto-osassa määritelty menetelmä virransyötön keskeyttämiseksi sähköiseen kuormaan.

Keksinnön kohteena on myös patenttivaatimuksen 2 johdanto-osan mukainen laite menetelmän toteuttamiseksi .

10 Ennestään tunnetaan menetelmiä ja laitteita virransyötön keskeyttämiseksi sähköiseen kuormaan, erityisesti sähkölaitteeseen kuten sähkölieteen tai vastaavaan, jossa sähkölaitteen yhteydessä on ajastimella ohjattu katkaisija, johon katkaisijaan manuaali-15 sesti asetetaan määrätty aika. Katkaisija avataan ja näin virransyöttö kuormaan lopetetaan määräajan umpeuduttua, mikäli virransyöttöä ei ole keskeytetty tätä ennen kuorman yhteydessä olevalla katkaisijalla.

Epäkohtana tunnetussa menetelmässä ja lait-20 teessä on se, että määräaika täytyy asettaa aina, kun kuorma on tarkoitus kytkeä sähköverkkoon tai muuhun sähkölähteeseen. Edelleen ajastin on nollattava manuaalisesti ennen sen uutta käyttöä. Tästä seuraa riski, ettei ajastinta mahdollisesti käytetä joka kerta, kun 25 kuorma kytketään sähkölähteeseen. Näin ajastimen merkitys kuorman valvomiseksi heikkenee merkittävästi.

Keksinnön tarkoituksena on tarjota uusi parannettu menetelmä virransyötön keskeyttämiseksi sähköiseen kuormaan ja tämän menetelmän mukainen laite. Kek-30 sinnön tarkoituksena on poistaa edellä mainitut ongelmat ja tarjota uusi automaattisesti toimiva valvontamenetelmä erityisesti kotitaloudessa käytettävien sähkölaitteiden, kuten sähköliesien, valvomiseksi.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tun-35 nusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksessa ' 1.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä virransyötön 2 < o G48 keskeyttämiseksi sähköiseen kuormaan, kuten sähkö-lieteen, jossa menetelmässä virransyöttö kuormaan keskeytetään kytkinlaitteella ajastimen ohjaamana ennalta asetetun määräajan perusteella, mikäli virransyöttöä ei 5 ole keskeytetty varsinaisella kuorman irtikytkemisellä, ja jossa menetelmässä havainnoidaan virran kulkua kuormaan, ajastin käynnistetään virransyötön alkaessa kuormaan, ja virransyöttö keskeytetään avaamalla kytkin-laite ennalta asetetun määräajan kuluttua. Keksinnön 10 mukaisesti menetelmässä edelleen havainnoidaan vuoto-virran kulkua kytkinlaitteen rinnalle järjestetyn ohi-tuspiirin kautta kuormavirran syötön keskeyttämisen jälkeen varsinaisen irtikytkemisen havaitsemiseksi; ja irtikytkemisen jälkeen kytkinlaite suljetaan normaalin 15 virransyötön mahdollistamiseksi kuormaan.

Keksinnön mukaiselle laitteelle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksessa 2.

Keksinnön etuna on, että se tarjoaa yksinkertaisen ja varmatoimisen tavan virransyötön keskeyttämi-20 seksi sähköiseen kuormaan. Mitään ennakolta suoritettavia valmistelevia toimenpiteitä ei välttämättä tarvita, vaan valvonta tapahtuu automaattisesti. Tämä on erittäin suuri etu erityisesti sähköliesien yhteydessä mm. kotitalouksissa, jossa on vanhuksia, vammaisia tai 25 lapsia, jotka käyttävät liettä. Liesi ei tällöin pääse ylikuumenemaan ja näin voidaan välttää vakavat seuraukset, erityisesti tulipalot.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheiseen piirustukseen, jossa 30 esitetään lohkokaavion muodossa eräs keksinnön mukainen laite.

Sähköisen kuorman L yhteydessä on katkaisija K, jonka välityksellä kuorma L on kytkettävissä sähköverkkoon normaalilla tavalla sulakkeen S kautta. Kuorma 35 L on esim. sähköliesi, sähkölieden yksi tai useampi keittolevy ja/tai uuni. Keksinnön mukainen laite on asennettu kuorman L ja sulakkeen S väliin kuorman L

3 ' C G 4 8 kanssa sarjaan.

Keksinnön mukaiseen laitteeseen kuuluu rele 1 tai vastaava kytkinlaite, joka sisältää ainakin yhden kytkimen kl, ohituspiiri 9, virtamuuntaja 2, vahvistin 5 3, pitopiiri 4, ajastin 5 ja releen ohjauspiiri 8.

Ohituspiiri 9 on kytketty releen 1 kanssa rinnan. Vir-tamuuntajan 2 ensiöpiiri 21 on kytketty releen 1 ja ohituspiirin 9 kanssa sarjaan. Virtamuuntajän 2 toi-siopiiri 22 on yhdistetty vahvistimeen 3 ja tämä edel-10 leen pitopiirille 4. Pitopiiri 4 on yhdistetty ajastimeen 5. Ajastin 5 vuorostaan on yhdistetty releen ohjausyksikköön 8 ja tämä releeseen 1 kytkimen kl ohjaamiseksi .

Virtamuuntajan 2 avulla havaitaan ensiöpiirin 15 21 virta, joka kulkee sulakkeen S kautta virtalähteestä, kuten sähköverkosta, kuormaan L. Virta on joko normaali releen 1 kautta kulkeva kuormavirta I tai ohituspiirin 9 kautta kulkeva vuotovirta Iv<<I. Vahvistimen 3 avulla toisiopiirin 2* virtasignaali 1' vahvistetaan ja syöte-20 tään pitopiirille 4. Niin kauan kuin pienikin virtasignaali havaitaan, pitopiirin 4 lähdössä 41 on looginen "1" tai vastaava signaali, joka ilmoittaa, että verkosta kulkee virta a I, Iy kuormaan L. Mikäli minkäänlaista virtasignaalia ei virtamuuntajaila havaita, pitopiirin 25 4 lähdössä 41 on looginen "0" tai vastaava signaali, joka ilmoittaa, ettei virtaa kulje verkosta kuormaan L. Näiden loogisten signaalien "1" ja "0" avulla ohjataan ajastinpiiriä 5 ja edelleen releen ohjauspiirin 8 kaut-' ta relettä 1 ja sen kytkintä kl.

30 Ohituspiiri 9 on yksinkertaisimmillaan joko kondensaattori tai vastus. Ohituspiirin 9 tarkoituksena on tarjota virtatie releen 1 ohi silloin kun virran kulku releen läpi on estetty. Tällöin ohituspiirin 9 kautta kulkee pieni virta eli vuotovita Iv.

35 Ajastimeen 5 kuuluu kellopiiri 6 ja laskuri 7.

Ajastimeen 5 ja tässä tapauksessa laskuriin 7 on asetettu ennalta määräaika so. määräaikaa vastaava kello- 4 n r A 0 pulssien lukumäärä. Pitopiiri 4 on kytketty lähdöstä 41 laskurin 7 ensimmäiseen tulonapaan 71. Kellopiiri 6 on vastaavasti kytketty laskurin 7 toiseen tulonapaan 72, jota kautta kellopulssit syötetään laskuriin. Pitopii-5 ristä 4 saadun ohjaussignaalin joko loogisen ykkösen "1" tai nollan "0" perusteella laskuri 7 joko laskee tai ei laske kellopiiriltä 6 tulevia kellopulsseja.

Releen 1 ohjauspiiri 8 on yhdistetty releen lisäksi kellopiiriin 6. Ohjauspiirin 8 avulla pysäyte-10 tään kellopiiri 6 tai sen yhteys laskuriin 7 katkaistaan silloin, kun releen 1 kytkin kl avataan.

Keksinnön mukainen laite toimii seuraavasti. Alkutilanteessa releen 1 kytkin kl on suljettuna. Kun kuorma L yhdistetään kytkimellä sähkölähteeseen sulak-15 keen S kautta, tieto virran I siirtymisestä kuormaan L saadaan virtamuuntajan 2 välityksellä sen ensiöpiiristä 21 toisiopiiriin 22 ja edelleen vahvistimen 3 kautta pitopiirille 4, kuten edellä on selostettu. Pitopiirin lähdöstä 41 saadaan tällöin ohjaussignaali "1", joka 20 syötetään laskurin 7 tuloon 71. Kellopiirin 6 kellopulssit päästetään nyt tulon 72 kautta laskuriin 7. Laskuriin 7 on asetettu ennalta sopiva määräaika, kuten kaksi tuntia. Kun tämä määräaika saavutetaan, laskuri 7 antaa ohjauspiirille 8 tästä ilmoituksen, kuten puls-25 sin, jonka seurauksena ohjauspiiri 8 toimii ja ohjaa releen 1 kytkimen kl aukiasentoon. Tällöin kuormavirran I kulku sähkölähteestä sulakkeen S kautta kuormaan L katkeaa.

Releen ohjauspiiri 8 antaa myös signaalin 30 kellopiirille 6, jonka seurauksena kellopiiri 6 pysähtyy tai vaihtoehtoisesti kellopulssien kulku laskurin 7 tuloon 72 keskeytetään kytkimen avulla.

Ohituspiirin 9 kautta kuormaan L kuitenkin kulkee vuotovirta I . Vuotovirta I havaitaan virtamuun-

V V

35 tajan 2 kautta samalla tavalla kuin varsinainen kuorma-virta I, kuten edellä on selostettu. Vahvistin 3 vahvistaa virtamuuntajalta 2 saadun virtasignaalin ja e Γ r A c' 5 ' O ·. ^ o antaa viestin pitopiirille 4. Pitopiirin 4 lähdössä 41 säilyy lähtösignaali "1". Laskuri 7 ei kuitenkaan vastaanota kellopiiriltä 6 kellopulsseja. Laskurin 7 tilassa ei näin ollen tapahdu muutoksia.

5 Kun kuormaan L liittyvä kytkin K avataan ja • kuorma kytketään varsinaisesti pois sähkölähteestä, vuotovirran I kulku lakkaa kuormaan L. Tämän seuraukse-

V

na virtamuuntajalta 2 ei saada virtasignaalia vahvistimelle 3, jolloin vahvistimelta pitopiirille 4 syötetty 10 signaali on likipitäen nolla tai ylipäänsä ennalta asetetun kynnysarvon alapuolella. Tämän seurauksena pitopiirin 4 lähdössä 41 signaali muuttuu tilaan "0". Tällöin laskuri 7 nollautuu, viesti laskurin nollautu-misesta saadaan esim. ohjauspulssina ohjauspiirille 8, 15 joka edelleen ohjaa relettä 1 siten, että kytkin kl sulkeutuu. Rele 1 on näin palautettu alkutilaansa. Samalla ohjauspiiriltä 8 annetaan viesti myös kellopii-rille 5, joka käynnistyy tai joka yhdistetään jälleen laskurin 7 tuloon 72. Laite on jälleen valmis toimimaan 20 heti, kun virta kytketään kytkimellä K kuormaan L.

Ajastimen 5 yhteyteen voidaan järjestää lisäksi kertoja asetetun määräajan moninkertaistamiseksi. Piirustuksen mukaisessa sovellutuksessa kertoja 10 on yhdistetty laskurin 7 tuloon 73. Edelleen kertojaan 10 25 on yhdistetty ohjauspainike 11, jota painamalla kertoja antaa pulssin laskurille, josta seuraa määräajan kaksinkertaistuminen. Mikäli ohjauspainiketta painetaan useita kertoja, kuten neljä kertaa, asetettu määräaika ' saadaan moninkertaistettua, kuten nelinkertaistettua.

30 Kertojan 10 käyttö on hyödyllistä silloin, kun sähköistä kuormaa joudutaan syystä tai toisesta pitämään sähkölaitteeseen yhdistettynä normaalia pitempi aika. Tällöin saattaa kyseeseen tulla esimerkiksi sähkölieden uuni. Paistoajät saattavat olla useitakin tunteja.

35 Edellä keksintöä on selostettu lähillä yhteen sen edulliseen toteutusesimerkkiin viittaamalla. On kuitenkin selvää, että keksintö voidaan toteuttaa monin 6 < C c: 4 3 eri tavoin oheisten patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen idean pohjalta. Laitteeseen liittyvät eri lohkot voidaan toteuttaa sinänsä tunnetuin elektronisin komponentein, mikä on alan ammattimiehelle 5 täysin selvää. Esimerkiksi laskurin 7 tulot 71 ja 72 yhdistetään sopivien loogisten porttipiirien tuloihin ja näiden lähdöistä saadaan haluttu ohjaussignaali varsinaiselle laskuriin kuuluvalle laskentayksikölle. Keksinnön mukaista laitetta voidaan käyttää myös kolmi-10 vaihekuorman yhteydessä. Tällöin virtamuuntaja 2 asetetaan edullisimmin kaikkien vaiheiden yhteyteen ja releen kytkimet vastaavasti kuhunkin vaiheeseen, jotta sähkön kulku verkosta tai muusta vastaavasta sähköläh-teestä kuormaan voidaan kokonaan keskeyttää edellä 15 esitetyllä tavalla.

Claims (6)

7 i-GMS

1. Menetelmä virransyötön keskeyttämiseksi sähköiseen kuormaan (L), kuten sähkölieteen, jossa 5 menetelmässä virransyöttö (I) kuormaan (L) keskeytetään kytkinlaitteella (1) ajastimen (5) ohjaamana ennal-taasetetun määräajan perusteella, mikäli virran syöttöä ei ole keskeytetty varsinaisella kuorman irtikytkemi-sellä, ja jossa menetelmässä havainnoidaan virran (I) 10 kulkua kuormaan, ajastin (5) käynnistetään virransyötön (I) alkaessa kuormaan (L), ja virransyöttö (I) keskeytetään avaamalla kytkinlaite (1, kl) ennalta asetetun määräajan kuluttua, tunnettu siitä, että menetelmässä edelleen havainnoidaan vuotovirran (Iy) 15 kulkua kytkinlaitteen (1) rinnalle järjestetyn ohitus-piirin (9) kautta kuormavirran (I) syötön keskeyttämisen jälkeen varsinaisen irtikytkemisen havaitsemiseksi; ja irtikytkemisen jälkeen kytkinlaite (1) suljetaan normaalin virransyötön mahdollistamiseksi kuormaan.

2. Laite virransyötön keskeyttämiseksi sähköi seen kuormaan (L), kuten sähkölieteen, jonka yhteydessä on katkaisija (K), johon laitteeseen kuuluu ainakin yksi rele (1), joka on kytketty kuorman ja katkaisijan kanssa sarjaan, releen ohjauspiiri (8), ajastin (5) 25 releen ohjaamiseksi ennaltalasetetun määräajan perusteella, ja välineet (3, 4) ajastimen (5) käynnistämiseksi kuormavirran (I) virransyötön alkaessa kuormaan, joka virransyöttö keskeytetään releen (1) ja ajastimen (5) avulla ennaltaasetetun määräajan kuluttua, t u n -30 n e t t u siitä, että laitteeseen kuuluu lisäksi - virtamuuntaja (2), jonka ensiöpiiri (21) on kytketty sarjaan releen (1) ja kuorman (L) kanssa ja toisio-piiri (22) välineisiin (3, 4) ajastimen (5) käynnistämiseksi; 35. ohituspiiri (9), kuten kondensaattori tai vastus, joka on kytketty releen (1) rinnalle; - virtamuuntajän (2) toisiopiiriin (22) kytketyt väli- 8 <. c n 4 s neet (3, 4) ohituspiirin (9) kautta kulkevan vuoto-virran (Iv) tarkkailemiseksi kuormavirran (I) syötön keskeyttämisen jälkeen kuorman (L) katkaisijan (K) avaamisen havaitsemiseksi, jonka jälkeen rele (1) 5 suljetaan ja ajastin (5) asetetaan alkutilaan normaalin virransyötön mahdollistamiseksi kuormaan.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että välineisiin ajastimen (5) käynnistämiseksi virransyötön (I) alkaessa kuormaan (L) 10 ja välineisiin ohituspiirin (9) kautta kulkevan vuoto-virran (Iv) havainnoimiseksi kuuluu vahvistin (3) ja tähän kytketty pitopiiri (4).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että ajastimeen (5) kuuluu 15 kellopiiri (6) ja laskuri (7), johon laskuriin on asetettu määräaikaa vastaava lukuarvo ja jonka laskurin ensimmäiseen tuloon (71) on kytketty pitopiirin (4) lähtö (41) ja toiseen tuloon (72) kellopiiri (6), jonka pitopiiristä (4) saadun ohjaussignaalin "1" tai "0" 20 perusteella laskuria ohjataan.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että releen (1) ohjausyksikkö (8) on yhdistetty releen lisäksi kellopiiriin (6) tämän toiminnan keskeyttämiseksi silloin, kun releen (1) 25 kytkin (kl) avataan.

6. Jonkin patenttivaatimuksista 2-5 mukainen laite, tunnettu siitä, että ajastimen (5) yhteydessä on kertoja (10) asetetun määräajan moninkertaistamiseksi . q Λ r / Γ' y ‘ υ o 4 O