PL168212B1

PL168212B1 - Potentiometr-type set value adjustment unit in particular for use in cionjuction with static measuring relays

Info

Publication number: PL168212B1
Application number: PL29428092A
Authority: PL
Inventors: Eugeniusz Christke; Jerzy Jarzebinski
Original assignee: Apator Sa
Priority date: 1992-04-17
Filing date: 1992-04-17
Publication date: 1996-01-31
Also published as: PL294280A1

Abstract

1. Układ do korelacji nastaw wejściowej wartości pomiarowej ze skalą potencjometrycznego zadajnikk, zwlaszzca w ppmiaroiwyh przzkkźnikach statycznych zawierający przetwornik prąd/ /napięcie, potencjometr zadajnika ze skalą oraz wzmacniacz operacyjny sumujący, znamienny tym, że do zacisków wyjściowych przetwornika prąd/- napięcie (A1) jest przyłączony potencjometr (R1) zawierający skalę (k) dla wartości nastawczych, przy czym suwak potencjometru (R1) jest połączony z wejściem odwracającym wzmacniacza operacyjnego (V1) poprzez rezystor czwarty (R5) i piąty (R7), natomiast wyjście sygnałowe przetwornika prąd/napięcie (A1) jest połączone z wejściem odwracającym wzmacniacza operacyjnego (V1) układu sumującego (A0) poprzez rezystor drugi (R4) i trzeci (R6), natomiast między wspólne połączenie rezystora czwartego (R5) i piątego (R7) a zacisk masy pomiarowej przetwornikaprąd/napięcie (A1), jest włączona zaporowo druga dioda Zenera (V3), a pierwsza dioda Zenera (V2)jest włączona zaporowo pomiędzy wspólne połączenie rezystora drugiego (R4) i trzeciego (R6) oraz zacisk masy pomiarowej układu sumującego (A0).1. A system for the correlation of input value settings measuring scale with potentiometric scale a set point, especially in small measuring indicators static including the current converter / / voltage, setter potentiometer with scale and summing operational amplifier, characterized by that to the output terminals of the converter, current / - voltage (A1) is connected potentiometer (R1) containing a scale (k) for the setting values, wherein the spool of a potentiometer (R1) is connected with the inverting input of the op-amp (V1) through the fourth (R5) and fifth resistor (R7), while the signal output of the converter current / voltage (A1) is connected to the input inverting op amp (V1) summation circuit (A0) through the second resistor (R4) and third (R6), while between the common connection fourth (R5) and fifth (R7) resistor a measuring mass terminal, current / voltage converter (A1), the second diode is on Zener diode (V3) and the first zener diode (V2) is on prohibitively between the common connection the second (R4) and third (R6) resistor and terminal the measuring mass of the summation system (A0).

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ do korelacji nastaw wejściowej wartości pomiarowej ze skalą potencjometrycznego zadajnika, zwłaszcza w pomiarowych przekaźnikach statycznych.The subject of the invention is a system for the correlation of the settings of the input measurement value with the scale of a potentiometric setter, especially in static measurement relays.

W znanym z polskiego opisu patentowego nr 124951 układzie występują dwa równoległe obwody potencjometryczne, jeden dla członu przeciążeniowego, drugi dla członu zwarciowego, którego działanie oparte jest o nieliniowe elementy progowe w celu dopasowania przetwornika prąd/napięcie do wartości zadziałania. W celu pokrycia funkcji działania z nastawami konieczne jest indywidualne nanoszenie skali. Dodatkowym utrudnieniem jest potrzeba dopasowania wartości odpowiednich par rezystorów do każdego skalowanego potencjometru zależnie od rozrzutu ich wartości rezystancji i kąta elektrycznego. W obwód każdego potencjometru włączone są pary rezystorów. Każdy z obwodów zasilany jest z przetwornika prąd/napięcie i obsługuje oddzielnie człon przeciążeniowy, asymetryczny i zwarciowy. Wartość nastawcza zadziałania pobrana z suwaka potencjometru określona jest przez element progowy i dzielnik napięcia. W tym układzie nie jest możliwe dokonanie nastaw zadziałania bez indywidualnego skalowania.In the system known from the Polish patent description No. 124951 there are two parallel potentiometric circuits, one for the overload element, the other for the short-circuit element, the operation of which is based on non-linear threshold elements in order to adjust the current / voltage converter to the actuation value. In order to cover the operation functions with the settings, an individual scale is required. An additional difficulty is the need to adjust the values of the appropriate pairs of resistors to each scaled potentiometer depending on the spread of their resistance values and electrical angle. Each potentiometer circuit includes pairs of resistors. Each of the circuits is powered by a current / voltage converter and serves separately overload, asymmetric and short-circuit members. The operate setting value taken from the potentiometer slide is determined by a threshold element and a voltage divider. In this system, it is not possible to make trip settings without individual scaling.

Struktura układu oraz zależności z jej kształtowaniem wykazują dodatkowe niedogodności wynikające z odchyłek potencjometrów, rezystorów i elementu progowego.The structure of the system and the relationships with its shaping show additional disadvantages resulting from the deviations of potentiometers, resistors and the threshold element.

Opis patentowy nr 128 214 znanego przekaźnika nadmiarowo-prądowego przedstawia rozwiązanie członu przeciążeniowego stosowanego w przekaźnikach do zabezpieczeń według patentu ne 124 951. Nie przedstawiono tu rozwiązania ustalania nastaw wielkości pomiarowych. W żadnym z układów według opisów patentowych 124 951 i 128 214 nie przedstawiono sposobu kształtowania sygnału U_x w zależności od wartości pomiarowej pochodzącej z przetwornika prąd/napięcie.Patent description No. 128,214 of a known overcurrent relay discloses a solution of an overload element used in protection relays according to patent ne 124,951. A solution for determining the settings of the measured values is not presented here. None of the systems according to patents 124,951 and 128,214 show a method of shaping the signal U _x as a function of the measurement value from the current / voltage converter.

Znany z polskiego opisu patentowego nr 162 259 układ zabezpieczenia kształtuje dodatkowo szczególny punkt charakterystyki członu przeciążeniowego stosowanego do zabezpieczeń według patentu 124951.The security system known from Polish patent specification No. 162,259 additionally forms a special point of the characteristic of the overload member used for security devices according to patent 124951.

Opisane wyżej rozwiązania nie przedstawiają rzeczywistego układu realizacji sprzężenia pomiarowego dla nanoszonych identycznych skali wartości nastawczych z rzeczywistym potencjometrem.The above-described solutions do not represent the actual system of the measurement coupling implementation for the applied identical scales of setting values with the actual potentiometer.

168 212168 212

Układ do korelacji nastaw wejściowej wartości pomiarowej ze skalą potencjometrycznego zadajnika, zwłaszcza w pomiarowych przekaźnikach statycznych według wynalazku zawiera przetwornik prąd/napięcie, potencjometr zadajnika ze skalą oraz wzmacniacz operacyjny sumujący. Charakteryzujący się tym, że do zacisków wyjściowych przetwornika prąd/napięcie jest przyłączony potencjometr zawierający skalę dla wartości nastawczych, suwak potencjometru jest połączony z wejściem odwracającym wzmacniacza operacyjnego poprzez rezystor czwarty i piąty. Wyjście sygnałowe przetwornika prąd/napięcie jest połączone z wejściem odwracającym wzmacniacza operacyjnego układu sumującego poprzez rezystor drugi i trzeci. Między wspólne połączenie rezystora czwartego i piątego a zacisk masy pomiarowej przetwornika prąd/napięcie jest włączona zaporowo druga dioda Zenera. Pierwsza dioda Zenera jest włączona zaporowo pomiędzy wspólne połączenie rezystora drugiego i trzeciego oraz zacisk masy pomiarowej układu sumującego.The system for correlating the settings of the input measured value with the scale of the potentiometric adjuster, especially in static measuring relays according to the invention, comprises a current / voltage converter, a setting potentiometer with a scale and a summing operational amplifier. Characterized by the fact that a potentiometer containing a scale for the setting values is connected to the output terminals of the current / voltage converter, the slider of the potentiometer is connected to the inverting input of the operational amplifier through a fourth and fifth resistor. The signal output of the current / voltage converter is connected to the inverting input of the operational amplifier of the summing circuit through a second and third resistor. A second zener diode is biased between the fourth and fifth resistor and the test ground of the current / voltage converter. The first zener diode is coupled between the common connection of the second and third resistors and the summation circuit measuring ground terminal.

Do wyjścia układu sumującego są przyłączone korzystnie obwody wejściowe członu przeciążeniowego, członu zwarciowego, członu czasowego z inwerterem i członu negacji sumy.The input circuits of the overload element, the short-circuit element, the inverter timer and the sum negation are preferably connected to the output of the summing circuit.

Rozwiązanie według wynalazku eliminuje wady znanych rozwiązań oraz zmniejsza błąd powstały z odchyłek drogi mechanicznej i nieliniowości potencjometru. Ułatwiony jest zarówno proces produkcyjny jak i regulacji przekaźników nie wymagający indywidualnego nanoszenia podziału dla każdego potencjometru.The solution according to the invention eliminates the disadvantages of known solutions and reduces the error resulting from deviations in the mechanical path and non-linearity of the potentiometer. Both the production process and the adjustment of relays is simplified, as it does not require an individual division for each potentiometer.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy układu przekaźnika statycznego zawierający układ do nastawiania wartości zadziałania, fig. 2 - schemat ideowy układu do nastawiania poziomu zadziałania.The subject matter of the invention is presented in the embodiment in the drawing, in which Fig. 1 shows a block diagram of a static relay system including a circuit for setting the response value, Fig. 2 - a schematic diagram of a circuit for adjusting the response level.

W przekaźniku statycznym odbywa się ochrona odbiornika od skutków zwarć, asymetrii zasilania i przeciążeń na podstawie analizy wartości prądu zastępczego przepływającego przez chroniony odbiornik.The static relay protects the receiver against short-circuits, power supply unbalance and overloads based on the analysis of the equivalent current flowing through the protected receiver.

Przekaźnik zawiera zaciski przyłączowe dla torów głównych i pomocniczych, trzy przekaźniki prądowe T1, T2, T3, obciążony pierwszym rezystorem R3, prostownik trójfazowy A1 stanowiący przetwornik prąd/napięcie, z którego poprzez potencjometryczny nastawnik wartości pomiarowej złożony z potencjometru R1 ze skalą k i wzmacniacza sumującego A0 pobierany jest przez człon przeciążeniowy sygnał napięciowy proporcjonalny do wartości, prądu płynącego przez odbiornik oraz zasilacz A2 do zasilania obwodów elektroniki.The relay includes connection terminals for the main and auxiliary circuits, three current relays T1, T2, T3, loaded with the first resistor R3, three-phase rectifier A1 which is a current / voltage converter, from which, through a potentiometer measuring value adjuster composed of a potentiometer R1 with a scale k of the summing amplifier A0 a voltage signal proportional to the value of the current flowing through the receiver and the power supply A2 is taken by the overload element to supply the electronics circuits.

Człon przeciążeniowy zawierający wzmacniacz porównawczy A3, układ proporcjonalno-całkujący A4 i przerzutnik Schmitta A5 reaguje na wartość prądu większą od 1,05 prądu znamionowego odbiornika według przykładowej zależności tz = Q/(A²-1,05²) pobudzając po czasie tz przekaźnik pomocniczy K1 w stan odpadu. Przywrócenie stanu działania przekaźnika K1 następuje po czasie tp = f(A) stygnięcia odbiornika, gdzie A jest krotnością prądu nominalnego chronionego odbiornika. Istotne wartości pomiarowej, aby zapewniał niezawodne i dokładne nastawy.The overload component containing the comparative amplifier A3, the proportional-integrating circuit A4 and the Schmitt trigger A5 reacts to a current value greater than 1.05 of the receiver's rated current according to the example relationship tz = Q / (A ² -1.05 ² ) activating the auxiliary relay after time tz K1 as waste. The K1 relay operation state is restored after the receiver cooling time tp = f (A), where A is the multiplicity of the rated current of the protected receiver. Relevant measurement values to ensure reliable and accurate settings.

Z przetwornika A1 poprzez dzielnik potencjometryczny R2 przekazywany jest stan przetężenia po stronie pierwotnej przekładników T1, T2, T3 do członu zwarciowego A6, który pobudza w stanach przekraczających nastawę przekaźnika K2 członu zwarciowego A6. Z przetwornika A1 przekazywany jest także stan asymetrii zasilania silnika M, na człon asymetryczny składający się z członu czasowego A7, inwertera A8, negacji sumy A9 oraz dyskryminatora A10 z przetwornikiem U/f.From the converter A1, through the potentiometric divider R2, the overcurrent state on the primary side of the transformers T1, T2, T3 is transmitted to the short-circuit element A6, which activates in the states exceeding the setting of the relay K2 the short-circuit element A6. The converter A1 also transfers the asymmetry of the motor M power supply to an asymmetric term consisting of the A7 time module, A8 inverter, the negation of the A9 sum and the A10 discriminator with the U / f converter.

Schemat ideowy układu do nastawiania poziomu zadziałania uwidoczniony na fig. 2 zawiera przetwornik A1 prąd/napięcie, potencjometr R1 ze skalą k oraz wzmacniacz sumujący A0 zwierający wzmacniacz operacyjny V1, na którym zrealizowano sumowanie napięcia z przetwornika A1 i suwaka potencjometru R1 odpowiednio za pomocą rezystorów drugiego R4 i trzeciego R6 oraz czwartego R5 i piątego R7. Pomiędzy pary rezystorów R4 i R6 oraz R5 i R7 a masę odniesienia włączono diody Zenera pierwszą V2 i drugą V3 zabezpieczające wzmacniacz V1 przed przepięciami.The schematic diagram of the system for setting the response level, shown in Fig. 2, includes the current / voltage converter A1, potentiometer R1 with scale k and summing amplifier A0 closing the operational amplifier V1, on which the summation of the voltage from the converter A1 and the potentiometer slider R1 was performed, respectively, using the second resistors R4 and the third R6 and the fourth R5 and the fifth R7. Between pairs of resistors R4 and R6 as well as R5 and R7 and the reference ground, the first Zener diodes V2 and the second V3 were connected to protect the amplifier V1 against overvoltage.

Przykładowo przy wartościach nastawczych prąduFor example with current setting values

Ix = k · In dla0,5 © k © 1 otrzymujemy ze wzmacniacza V1 wartość napięcia wyjściowego U 2 w zależności od prądu nastawczego Ix oraz prądu znamionowego przekładnika In równąIx = k · In for 0.5 © k © 1 we obtain from the amplifier V1 the value of the output voltage U 2 depending on the setting current Ix and the rated current of the transformer In equal to

U₂ = 2·Un-A·(1 - k) gdzieU ₂ = 2 Un-A (1 - k) where

168 212168 212

Un,n^V2^2n · Rn/(1,05) przy A = I/Ix gdzie A jest krotnością prądu nastawczego Ix i zawiera się w granicach od 0 do 15. Wartość napięcia Ui jest proporcjonalna do wartości prądu I.Un, n ^ V2 ^ 2n · Rn / (1.05) at A = I / Ix where A is the multiplicity of the setting current Ix and ranges from 0 to 15. The voltage value Ui is proportional to the value of the current I.

Układ do korelacji nastaw wejściowej wartości pomiarowej ze skalą potencjometrycznego zadajnika stosuje się szczególnie w przypadku konieczności dopasowania wartości wielkości zmierzonej do wartości zadanej i ukształtowania praktycznie liniowych zależności.The system for the correlation of the input measurement value settings with the scale of the potentiometric adjuster is used especially when it is necessary to adjust the value of the measured quantity to the set value and to shape practically linear relationships.

‘9 9 9' .7' i''9 9 9' .7 'i'

AOAO

A3A3

A4A4

Us rA5 Τ,ίψUs rA5 Τ, ίψ

T1T1

UsUs

R2IR2I

A6A6

UsUs

ΓιαΓια

ΟΛη i? £>°ΟΛη i? £> °

A9A9

311.311.

Us UzUs Uz

A2 A2 Z WITH

9 99 9

Fig. 1Fig. 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 90 copies

Cena 1,50 złPrice PLN 1.50

Claims

Patent claims

1.A system for the correlation of the settings of the input measured value with the scale of the potentiometric setter, especially in static measuring relays, including a current / voltage converter, a setter potentiometer with a scale and a summing operational amplifier, characterized in that it is connected to the output terminals of the current / voltage converter (A1) a potentiometer (R1) containing a scale (k) for the setting values, the slider of the potentiometer (R1) being connected to the inverting input of the operational amplifier (V1) through the fourth (R5) and fifth (R7) resistor, and the signal output of the current / voltage converter ( A1) is connected to the inverting input of the operational amplifier (V1) of the summing circuit (A0) through the second (R4) and third (R6) resistor, and between the common connection of the fourth (R5) and fifth (R7) resistor and the current / transducer measuring ground terminal voltage (A1), the second zener diode (V3) is biased, and the first zener diode (V2) is biased between common connection of the second (R4) and third (R6) resistor and the measuring ground terminal of the summing circuit (A0).

2. The system according to claim The circuit as claimed in claim 1, characterized in that the input circuits of the overload element (A3) of the short-circuit block (A6), the timer (A7) with the inverter (A8) and the negative sum (A9) are preferably connected to the output of the summation circuit (A0).