PL167730B1 - Układ elektryczny do zapamiętania stanu przeciążenia odbiornika, zwłaszcza w statycznym '54) przekaźniku analogowym do ochrony odbiorników od skutków przeciążeń w przypadku zaniku napięcia zasilania - Google Patents

Abstract

Układ elektryczny do zapamiętania stanu przeciążenia odbiornika, zwłaszcza w statycznym przekaźniku analogowym do ochrony odbiorników od skutków przeciążeń w przypadku zaniku napięcia zasilania zawierający wbudowany człon przeciążeniowy składający się ze wzmacniacza porównawczego, układu proporcjonalno-całkującego oraz przerzutnika Schmitta reagujący na wartość prądu większą od 1,05 prądu znamionowego odbiornika, znamienny tym, że w układzie proporcjonalno-całkującym (A4) włączony jest tranzystor (V2) o złączu npn, którego emiter połączonyjest z wyjściem wzmacniacza operacyjnego (V1), natomiast kolektor tranzystora (V2) poprzez kondensator (C) połączony jest z wejściem odwracającym wzmacniacza operacyjnego (V1), zaś równolegle do emitera i kolektora tranzystora (V2) włączony jest pierwszy rezystor (R3), natomiast równolegle do kondensatora (C) włączona jest pierwsza dioda (V3), której anoda połączonajest z wejściem odwracającym wzmacniacza operacyjnego (V1).

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ elektryczny do zapamiętania stanu przeciążenia odbiornika zwłaszcza w statycznym przekaźniku analogowym do ochrony odbiorników od skutków przeciążeń w przypadku zaniku napięcia zasilania.

Znane z polskich opisów patentowych nr nr 128214, 128543, 124951 oraz P 281322 statyczne przekaźniki analogowe w przypadku zaniku napięcia zasilania wykazują brak informacji o stanie przeciążenia, które spowodowało ich zadziałanie. Ponadto stan nagrzania odbiornika nie jest analizowany po zaniku napięcia zasilania. Tym samym nie zabezpieczają one należycie odbiornika od nadmiernego przeciążenia w przypadku niespodziewanego powrotu napięcia zasilania, bądź manipulowania stanem zasilania w celu wymuszenia załączania przegrzanego odbiornika.

Wyjątek stanowią przekaźniki termistorowe oraz przekaźniki o zasilaniu bateryjnym wyposażone w klucze stylowe lub bezstykowe o strukturze dość złożonej i kosztownej. Zniechęca to do stosowania ich w przekaźnikach produkowanych na skalę przemysłową dla tradycyjnych odbiorników. Niedogodności te prowadzą do podnoszenia kosztów.kksplottayyetchZ pzezz ^saGaniem droższych przekaźników bądź uszkadzania się chronionego odbiornika.

Układ elektryczny według wynalazku charakteryzuje się tym, że w układzie proporcjonalno-całkującym włączony jest tranzystor o złączu npn, którego emiter połączony jest z wyjściem wzmacniacza operacyjnego. Kolektor tranzystora poprzez kondensator połączony jest z wejściem odwracającym wzmacniacza operacyjnego. Równolegle do emitera i kolektora tranzystora włączony jest pierwszy rezystor, natomiast równolegle do kondensatora włączona jest pierwsza dioda, której anoda połączona jest z wejściem odwracającym wzmacniacza operacyjnego. W obwód

167 730 tranzystora włączony jest drugi rezystor połączony równolegle z trzecią diodą, której katoda połączona jest z bazą tranzystora oraz poprzez trzeci rezystor z napięciem zasilającym układ elektroniczny.

W innym wariancie rozwiązania układu proporcjonalno-całkującego katoda trzeciej diody połączona jest z bazą tranzystora oraz poprzez trzeci rezystor i drugą diodę przyłączową anodą do zasilania układu elektronicznego.

Układ według wynalazku umożliwia w bardzo prostym układzie zrealizować zapamiętanie stanu przeciążenia odbiornika w przypadku zaniku napięcia zasilania oraz zapamiętanie informacji o stanie przeciążenia, które spowodowało ich zadziałanie. Ponadto stan nagrzania odbiornika jest analizowany w stanie bez napięcia zasilania podobnie jak w przypadku przekaźników termobimetalowych. Stała czasowa rozładowania kondensatora odpowiada stałej stygnięcia chronionego odbiornika. Tym samym zabezpiecza on należycie odbiornik od nadmiernego przeciążenia w przypadku niespodziewanego powrotu napięcia zasilania bądź manipulowania stanem zasilania w celu wymuszenia załączenia przegrzanego odbiornika. Charakterystyka przekaźnika może w tym zakresie być dostosowana do potrzeb i własności odbiornika.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy układu, zaś fig. 2 i fig. 3-schemat ideowy dwóch wariantów układu proporcjonalno-całkującego z kluczem do włączania oporności rozładowania kondensatora.

Układ działa w strukturze układu blokowego przedstawionego na fig. 1, w której odbywa się ochrona odbiornika od skutków zwarć, asymetrii zasilania i przeciążeń na podstawie analizy wartości prądu zastępczego przepływającego przez chroniony odbiornik.

Przekaźnik zawiera zaciski przyłączowe do torów głównych i pomocniczych, trzy przekładniki prądowe T1, T2, T3, obciążony potencjometrem nastawczym członu przeciążeniowego R1 prostownik trójfazowy A1 stanowiący przetwornik prąd-napięcie, z którego pobierany jest sygnał napięciowy proporcjonalny do wartości prądu płynącego przez odbiornik oraz zasilacz A2 do zasilania obwodów elektroniki.

Człon przeciążeniowy zawierający wzmacniacz porównawczy A3, układ proporcjonalno-całkujący

A4 oraz przerzutnik Schmitta A5 reaguje na wartość prądu większą od 1,05 prądu znamionowego 2 2 odbiornika według zależności t_z = Q/(A - 1,05 ), gdzie A jest krotnością prądu nominalnego chronionego odbiornika, pobudzając po czasie tz przekaźnik pomocniczy członu przeciążeniowego K1 w stan odpadu. Przywrócenie stanu działania przekaźnika pomocniczego K1 następuje po czasie t^ stygnięcia odbiornika. Człon przeciążeniowy uwzględnia stan zimny i nagrzany odbiornika zarówno podczas pracy i stygnięcia.

Z przetwornika A1 poprzez dzielnik potencjometryczny R2 przekazywany jest stan przetężenia po stronie pierwotnej przekładników prądowych T1, T2, T3 do członu zwarciowego A6, który pobudza w stanach przekraczających nastawę przekaźnika pomocniczego K2 członu zwarciowego A6. Z przetwornika A1 przekazywany jest także stan asymetrii zasilania silnika M na człon asymetrowy składający się z członu czasowego A7, inwertera A8, negacji sumy A9 oraz dyskryminatora A10 z przetwornikiem U/f.

Przedstawiony na fig. 1 układ proporcjonalno-całkujący A4 wykonany jest według szczegółowego schematu uwidocznionego na fig. 2 lub fig. 3. Wzmacniacz operacyjny V1 sterowany jest sygnałem napięciowym U_A podawanym na wejście nieodwracające realizując własności regulatora proporcjonalno-całkującego. Wartości ujemne napięcia U_A występują w stanie stygnięcia chronionego odbiornika. Oznacza to, że obciążenie jest mniejsze od 1,05 wartości prądu znamionowego , natomiast wartość dodatnia napięcia U_A ma miejsce w przypadku, gdy obciążenie jest większe od 1,05 prądu znamionowego.

W pierwszym przypadku kondensator C jest rozładowywany, a w drugim przypadku ładowany z intensywnością zależną od krotności przeciążenia. W stanie normalnej pracy pod wpływem napięcia pomocniczego U_z tranzystor V2 realizuje klucz zwarty załączający kondensator C między wejście odwracające wzmacniacza operacyjnego V1, a jego wyjście. W przypadku zaniku napięcia zasilania lub napięcia pomocniczego U_z klucz tranzystorowy V2 jest otwarty, a kondensator C jest rozładowywany przez pierwszy rezystor R3. Pierwsza dioda V3 zapewnia osiągnięcie końcowego napięcia rozładowania kondensatora C na poziomie masy odniesienia.

167 730

Druga dioda V5 stanowi zabezpieczenie klucza przed zakłóceniami, zwłaszcza w przypadku wielokrotnego przerywania zasilania w krótkich odstępach czasu i reaguje na wydłużenie czasu rozładowania kondensatora C zniechęcając do manipulowania załączaniem i wyłączaniem napięcia zasilania. Drugi rezystor R4, trzeci rezystor R5 oraz trzecia dioda V4 są elementami generującymi sygnał wejściowy dla klucza tranzystorowego V2.

167 730

U_B

Uc —>

GZ3Fig.3

167 730

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 1,50 zł

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ elektryczny do zapamiętania stanu przeciążenia odbiornika, zwłaszcza w statycznym przekaźniku analogowym do ochrony odbiorników od skutków przeciążeń w przypadku zaniku napięcia zasilania, zawierający wbudowany człon przeciążeniowy składający się ze wzmacniacza porównawczego, układu proporcjonalno-całkującego oraz przerzutnika Schmitta reagujący na wartość prądu większą od 1,05 prądu znamionowego odbiornika, znamienny tym, że w układzie proporcjonalno-całkującym /A4/ włączony jest tranzystor /V2/ o złączu npn, którego emiter połączony jest z wyjściem wzmacniacza operacyjnego /V1/, natomiast kolektor tranzystora /V2/ poprzez kondensator /C/ połączony jest z wejściem odwracającym wzmacniacza operacyjnego /V1/, zaś równolegle do emitera i kolektora tranzystora /V2/ włączony jest pierwszy rezystor /R3/, natomiast równolegle do kondensatora /C/ włączona jest pierwsza dioda /V3/, której anoda połączona jest z wejściem odwracającym wzmacniacza operacyjnego /V1/.
2. 2. Ukła d według zastrz. 1, znaminnn y tym, że w obwód baz a emite r tranzystor a /V2/ włączony jest drugi rezystor /R4/ połączony równolegle z trzecią diodą /V4/, której katoda połączona jest z bazą tranzystora /V2/, oraz poprzez trzeci rezystor /R5/ z napięciem zasilającym układ elektroniczny.
3. 3. Układ według zastrz. 1, znarneenn y y m ee w obwód baza emiter tranzystora /V2/ włączony jest drugi rezystor /R4/ połączony równolegle z trzecią diodą /V4/, której katoda połączona jest z bazą tranzystora /V2/ oraz poprzez trzeci rezystor /R5/ i drugą diodę /V5/ przyłączoną anodą do zasilania układu elektronicznego.

   * * *