RU2195039C1

RU2195039C1 - Time relay

Info

Publication number: RU2195039C1
Application number: RU2001131952/09A
Authority: RU
Inventors: Э.В. Борисов
Original assignee: Борисов Эдуард Васильевич
Priority date: 2001-11-28
Filing date: 2001-11-28
Publication date: 2002-12-20

Abstract

FIELD: electrical engineering; electronic relays. SUBSTANCE: time relay has series-connected current transformer, switch, ac-to-regulated dc voltage converter, clock generator, binary pulse counter, first decoder, first pulse shaper, first amplifier, and first final element; series-connected second decoder, second pulse shaper, second amplifier, and second final element; series-connected third decode, third pulse shaper, third amplifier, and third final element; output of pulse frequency divider is connected to clock inputs of first and second pulse shapers; output of binary pulse counter is connected to inputs of second and third decoders; inverting outputs of first and second pulse shapers are connected to enable inputs of second and third pulse shapers, respectively. EFFECT: enlarged functional capabilities. 6 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве электронного реле времени. The invention relates to electrical engineering and can be used as an electronic time switch.

Известно устройство, содержащее траверсу, якорь, упругий амортизатор, при этом в траверсе с двух сторон выполнены канавки, на которых выполнены скосы, на выступающей нижней части траверсы выполнены полозья, в средней части траверсы выполнен паз для установки в него упругого амортизатора, а в центре якоря установлена ось с возможностью вхождения и фиксации упомянутой оси якоря в канавках [1]. A device is known comprising a traverse, an anchor, an elastic shock absorber, while grooves are made on both sides of the traverse on which bevels are made, runners are made on the protruding lower part of the traverse, a groove is made in the middle part of the traverse for installing an elastic shock absorber in it, and in the center an anchor axis is installed with the possibility of entry and fixation of the mentioned axis of the anchor in the grooves [1].

Недостатком устройства является относительно узкие функциональные возможности, не позволяющие использовать его в качестве реле времени. The disadvantage of this device is the relatively narrow functionality that does not allow its use as a time relay.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является устройство, содержащее последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, двоичный счетчик импульсов, дешифратор, формирователь импульсов и исполнительный элемент, выполненный в виде транзистора [2]. The closest in technical essence to the claimed is a device containing a series-connected clock pulse generator, binary pulse counter, decoder, pulse shaper and actuator, made in the form of a transistor [2].

Недостатком наиболее близкого технического решения являются относительно узкие функциональные возможности, поскольку оно не обеспечивает возможность оперативной перестройки временных характеристик и не позволяет выработать, например, три регулируемых по времени состояния своих выходных параметров при управлении технологическими процессами, например, в схемах защиты стационарных систем и объектов на переменном оперативном токе с целью получения регулируемых выдержек времени при включении непосредственно во вторичные цепи измерительных трансформаторов тока. The disadvantage of the closest technical solution is the relatively narrow functionality, since it does not provide the ability to quickly adjust the time characteristics and does not allow, for example, to develop three time-controlled states of its output parameters when controlling technological processes, for example, in protection schemes for stationary systems and objects on alternating operational current in order to obtain adjustable time delays when connected directly to the secondary circuit Yelnia current transformers.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей. The technical result of the invention is the expansion of functionality.

Этот технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее первый исполнительный элемент, генератор тактовых импульсов и последовательно соединенные двоичный счетчик, первый дешифратор и первый формирователь импульсов, введены делитель частоты импульсов, вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход соединен с входом двоичного счетчика импульсов, последовательно соединенные трансформатор тока, выключатель и преобразователь переменного тока в выпрямленное стабилизированное напряжение, выход которого соединен с входом генератора тактовых импульсов, первый усилитель, вход которого соединен с выходом первого формирователя импульсов, а выход соединен с входом первого исполнительного элемента, последовательно соединенные второй дешифратор, вход которого соединен с выходом двоичного счетчика импульсов, второй формирователь импульсов, второй усилитель и второй исполнительный элемент, а также последовательно соединенные третий дешифратор, вход которого соединен с выходом двоичного счетчика импульсов, третий формирователь импульсов, третий усилитель и третий исполнительный элемент, при этом выход делителя частоты импульсов соединен с тактовыми входами первого и второго формирователя импульсов, инверсные выходы которых соединены, соответственно, с входом разрешения второго и третьего формирователей импульсов. Кроме того, между выходом генератора тактовых импульсов и входом двоичного счетчика импульсов и тактовыми входами первого и второго формирователей импульсов включен делитель частоты импульсов. This technical result is achieved by the fact that a pulse divider is introduced into the device containing the first actuator, the clock generator and the binary counter, the first decoder and the first pulse shaper, the input of which is connected to the output of the pulse generator, and the output is connected to the input of the binary pulse counter, serially connected current transformer, switch and converter of alternating current into rectified stabilized voltage, the output of which connected to the input of the clock generator, the first amplifier, the input of which is connected to the output of the first pulse shaper, and the output is connected to the input of the first actuator, the second decoder is connected in series, the input of which is connected to the output of the binary pulse counter, the second pulse shaper, the second amplifier and the second an actuating element, as well as a third decryptor connected in series, the input of which is connected to the output of a binary pulse counter, a third pulse shaper, t ety amplifier and the third actuating element, wherein the pulse frequency divider output coupled to clock inputs of said first and second pulse shaper, inverted outputs of which are connected respectively to the enable input of the second and third pulse shaping. In addition, between the output of the clock pulse generator and the input of the binary pulse counter and the clock inputs of the first and second pulse shapers, a pulse frequency divider is included.

Кроме того, между выходами первого, второго и третьего формирователей импульсов и входами первого, второго и третьего исполнительных элементов включены, соответственно, первый, второй и третий усилители, а первый формирователь импульсов выполнен в виде V-T-триггера, при этом запрещающий V-вход V-T-триггера является входом первого формирователя импульсов, счетный Т-вход V-T-триггера является тактовым входом первого формирователя импульсов, прямой выход V-T-триггера является выходом первого формирователя импульсов, а инверсный выход V-T-триггера является инверсным выходом первого формирователя импульсов. Кроме того, второй формирователь импульсов выполнен в виде T-D-триггера, при этом счетный Т-вход T-D-триггера является входом второго формирователя импульсов, информационный D-вход T-D-триггера является входом разрешения второго формирователя импульсов, тактирующий ТИ-вход T-D-триггера является тактовым входом второго формирователя импульсов, прямой выход T-D-триггера является выходом второго формирователя импульсов, а инверсный выход T-D-триггера является инверсным выходом второго формирователя импульсов. Кроме того, третий формирователь импульсов выполнен в виде последовательно соединенных элемента И и Т-триггера, при этом первый и второй входы элемента И являются, соответственно, входом и входом разрешения третьего формирователя импульсов, а выход Т-триггера является выходом третьего формирователя импульсов. In addition, between the outputs of the first, second and third pulse shapers and the inputs of the first, second and third actuators, respectively, the first, second and third amplifiers are connected, and the first pulse shaper is made in the form of a VT trigger, while the VT V-input is disabled -trigger is the input of the first pulse shaper, the counted T-input of the VT-trigger is the clock input of the first pulse shaper, the direct output of the VT-trigger is the output of the first pulse shaper, and the inverse output is the VT-trigger is the inverted output of the first pulse shaper. In addition, the second pulse shaper is made in the form of a TD trigger, while the counting T-input of the TD trigger is the input of the second pulse shaper, the information D-input of the TD trigger is the resolution input of the second pulse shaper, the timing TI input of the TD trigger is the clock input of the second pulse shaper, the direct output of the TD-trigger is the output of the second pulse shaper, and the inverse output of the TD-trigger is the inverse output of the second pulse shaper. In addition, the third pulse shaper is made in the form of a series-connected element And and a T-trigger, while the first and second inputs of the element And are, respectively, the input and input of the resolution of the third pulse shaper, and the output of the T-trigger is the output of the third pulse shaper.

На фиг. 1 представлена электрическая структурная схема реле времени, на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу. In FIG. 1 is an electrical block diagram of a time relay; FIG. 2 is a timing diagram explaining its operation.

Реле времени (фиг.1) содержит последовательно соединенные трансформатор 1 тока, выключатель 2, преобразователь 3 тока в выпрямленное стабилизированное напряжение, генератор 4 тактовых импульсов, делитель 5 частоты импульсов, двоичный счетчик 6 импульсов, первый дешифратор 7, первый формирователь 8 импульсов, первый усилитель 9 и первый исполнительный элемент 10, последовательно соединенные второй дешифратор 11, второй формирователь 12 импульсов, второй усилитель 13 и второй исполнительный элемент 14, последовательно соединенные третий дешифратор 15, третий формирователь импульсов 16, третий усилитель 17 и третий исполнительный элемент 18, при этом выход делителя 5 частоты импульсов соединен с тактовыми входами первого 8 и второго 12 формирователей импульсов, выход двоичного счетчика 6 импульсов соединен с входами второго 11 и третьего 15 дешифраторов, а инверсные выходы первого 8 и второго 12 формирователей импульсов соединены с входами разрешения второго 12 и третьего 16 формирователей импульсов соответственно. The time relay (figure 1) contains a series-connected current transformer 1, switch 2, converter 3 of the current into a rectified stabilized voltage, a clock pulse generator 4, a pulse frequency divider 5, a binary pulse counter 6, a first decoder 7, a first pulse shaper 8, a first an amplifier 9 and a first actuator 10 connected in series to a second decoder 11, a second pulse shaper 12, a second amplifier 13 and a second actuator 14 connected in series to a third decoder p 15, the third pulse shaper 16, the third amplifier 17 and the third actuator 18, while the output of the pulse frequency divider 5 is connected to the clock inputs of the first 8 and second 12 pulse shapers, the output of the binary pulse counter 6 is connected to the inputs of the second 11 and third 15 decoders and the inverse outputs of the first 8 and second 12 pulse shapers are connected to the resolution inputs of the second 12 and third 16 pulse shapers, respectively.

Трансформатор 1 тока, выключатель 2, преобразователь 3 тока в выпрямленное стабилизированное напряжение, генератор 4 тактовых импульсов, делитель 5 частоты импульсов, дешифраторы 8, 12, 16 и усилители 9, 13 и 17 являются стандартными элементами электротехники. В качестве примера первый 10, второй 14 и третий 18 исполнительные элементы могут быть выполнены в виде реле напряжения с замыкающими или размыкающими контактами, транзисторов и других исполнительных элементов. Первый формирователь 8 импульсов может быть выполнен в виде V-T-триггера [3, стр.72, рис.2.19], второй формирователь 12 импульсов - в виде T-D-триггера [3, стр.72, рис.2.20], а третий 16 формирователь импульсов - в виде Т-триггера с включением на его входе элемента И, объединяющего два его входа. Первый 7, второй 11 и третий 15 дешифраторы могут быть выполнены в виде стандартных дешифраторов на два кода с импульсным выходом или в виде двух дешифраторов с объединенными входами, объединенными элементом ИЛИ [4]. A current transformer 1, a switch 2, a current stabilized voltage converter 3, a 4 clock pulse generator, a pulse frequency divider 5, decoders 8, 12, 16 and amplifiers 9, 13 and 17 are standard elements of electrical engineering. As an example, the first 10, second 14 and third 18 actuators can be made in the form of a voltage relay with make or break contacts, transistors and other actuators. The first pulse shaper 8 can be made in the form of a VT-trigger [3, p. 72, Fig. 2.19], the second pulse shaper 12 - in the form of a TD-trigger [3, p. 72, Fig. 2.20], and the third 16 shaper pulses - in the form of a T-trigger with the inclusion of an And element at its input, combining its two inputs. The first 7, second 11 and third 15 decoders can be made in the form of standard decoders for two codes with a pulse output or in the form of two decoders with combined inputs, a combined OR element [4].

Реле времени работает следующим образом. The time relay operates as follows.

При включении выключателя 2 сигнал от трансформатора 1 тока преобразуется в преобразователе 3 в выпрямленное стабилизированное напряжение и подается в цепь питания генератора 4 тактовых импульсов. Сигнал от этого же преобразователя 3 может быть использован в качестве питающего напряжения на все другие элементы устройства, что на чертеже для упрощения не показано. При подаче питающего напряжения двоичный счетчик 6 импульсов и другие многостабильные элементы схемы также устанавливаются в исходное состояние, например, по цепям питания, что также на чертеже не показано. Импульсы на выходе генератора 4 делятся по частоте делителем 5 (фиг.2, а) и подсчитываются двоичным счетчиком 6 импульсов. Каждый из первого 7, второго 11 и третьего 15 дешифраторов настроены на соответствующий временной интервал (фиг.2, б, в, г). При этом, исходя из требований к управлению технологическим процессом, время срабатывания второго дешифратора 11 должно превышать время срабатывания первого дешифратора 7, а третьего дешифратора 15 - превышать время срабатывания второго дешифратора 11. Сигналы с выходов первого 7, второго 11 и третьего 15 дешифраторов, соответствующие началу и концу временного интервала, через соответствующие им последовательно соединенные первые формирователь 8 и усилитель 9, вторые формирователь 12 (фиг.2, д, е, ж) и усилитель 13 и третьи формирователь 16 и усилитель 17 поступают на входы первого 10, второго 14 или третьего 18 исполнительных элементов, переводя их в рабочее состояние. При этом сигналы с инверсных выходов первого 8 и второго 12 формирователей импульсов поступают на входы разрешения, соответственно, второго 12 и третьего 16 формирователей импульсов, исключая, тем самым, недопустимое срабатывание второго 12 и третьего 16 формирователей в заданных интервалах, когда на прямых выходах, соответственно, первого 8 и второго 12 формирователей наблюдается уровень логической единицы, что задается требованием управляемого технологического процесса. When the switch 2 is turned on, the signal from the current transformer 1 is converted in the converter 3 into a rectified stabilized voltage and is supplied to the power supply circuit of the generator 4 clock pulses. The signal from the same Converter 3 can be used as a supply voltage to all other elements of the device, which is not shown in the drawing for simplicity. When applying the supply voltage, the binary counter 6 pulses and other multistable circuit elements are also set to their initial state, for example, via power circuits, which is also not shown in the drawing. The pulses at the output of the generator 4 are divided by frequency by the divider 5 (figure 2, a) and are counted by a binary counter 6 pulses. Each of the first 7, second 11 and third 15 decoders are configured for the corresponding time interval (Fig.2, b, c, d). Moreover, based on the requirements for process control, the response time of the second decoder 11 should exceed the response time of the first decoder 7, and the third decoder 15 should exceed the response time of the second decoder 11. The signals from the outputs of the first 7, second 11 and third 15 decoders, the beginning and end of the time interval, through the corresponding serially connected first shaper 8 and amplifier 9, the second shaper 12 (Fig.2, e, f, g) and amplifier 13 and the third shaper 16 and will amplify l 17 to the inputs of the first 10, second 14, third 18 or actuators, transferring them to a working state. In this case, the signals from the inverse outputs of the first 8 and second 12 pulse shapers go to the resolution inputs, respectively, of the second 12 and third 16 pulse shapers, thereby eliminating the unacceptable operation of the second 12 and third 16 shapers at predetermined intervals, when the direct outputs accordingly, the first 8 and second 12 shapers observed level of a logical unit, which is specified by the requirement of a controlled technological process.

Таким образом, предложенное устройство обладает более широкими функциональными возможностями, поскольку позволяет формировать три временных интервала срабатывания исполнительных элементов, оперативно изменять параметры реле путем перестройки помимо параметров генератора импульсов, делителя частоты импульсов и параметров трех дешифраторов, может быть использовано при включении непосредственно во вторичные цепи измерительных трансформаторов тока, а также обеспечивать формирование второго и третьего временных интервалов только после формирования, соответственно первого и второго интервалов. Thus, the proposed device has wider functionality, since it allows you to create three time intervals for actuating actuators, quickly change the relay parameters by tuning, in addition to the parameters of the pulse generator, pulse frequency divider and parameters of three decoders, it can be used directly when measuring current transformers, and also ensure the formation of the second and third time intervals only n follows forming respectively the first and second slots.

Источники информации
1. Патент РФ 2172038, 1998, кл. H 01 H 50/00, 50/18.Sources of information
1. RF patent 2172038, 1998, cl. H 01 H 50/00, 50/18.

2. Электротехнический справочник, в 4-х томах, т.2. Электротехнические изделия и устройства. Под общей редакцией В.Г. Герасимова и др. - М.: Издательство МЭИ, 1998 г., с.390, рис.35.10. 2. Electrical reference book, in 4 volumes, t.2. Electrical products and devices. Under the general editorship of V.G. Gerasimova et al. - Moscow: Publishing House MPEI, 1998, p. 390, Fig. 35.10.

3. И. Н. Букреев и др. Микроэлектронные схемы цифровых устройств. - М.: Советское радио, 1975. 3. I. N. Bukreev and others. Microelectronic circuits of digital devices. - M.: Soviet Radio, 1975.

4. А.Г. Филиппов и др. Проектирование логических узлов ЭВМ. - М.: Советское радио, 1974, стр.258. 4. A.G. Filippov et al. Computer logical node design. - M .: Soviet Radio, 1974, p. 258.

Claims

1. A time relay comprising a first actuator, a clock pulse generator and a binary counter connected in series, a first decoder and a first pulse shaper, characterized in that a current transformer, a switch and an AC / DC converter are introduced into a rectified stabilized voltage, the output of which is connected to the input of the clock generator, the output of which is connected to the input of the binary counter, sequentially connected to the second decoder, the input of which connected to the output of the binary counter, the second pulse shaper and the second actuator, as well as a third decryptor connected in series, the input of which is connected to the output of the binary counter, the third pulse shaper and the third actuator, while the output of the first pulse shaper is connected to the input of the first actuator, the output of the clock generator is connected to the clock inputs of the first and second pulse shapers, the inverse outputs of which are connected respectively to the permission input of the second and third pulse shapers.

2. The device according to claim 1, characterized in that a frequency divider is included between the output of the clock pulse generator and the input of the binary counter and the clock inputs of the first and second pulse shapers.

3. The device according to claim 1, characterized in that between the outputs of the first, second and third pulse shapers and the inputs of the first, second and third actuators, respectively, the first, second and third amplifiers are connected.

4. The device according to claim 1, characterized in that the first pulse shaper is made in the form of a V-T-trigger, while the prohibiting V-input of the V-T-trigger is the input of the first pulse shaper, the countable T-input of the V-T-trigger is the clock input of the first pulse shaper, the direct output of the V-T-trigger is the output of the first pulse shaper, and the inverse output of the V-T-trigger is the inverse output of the first pulse shaper.

5. The device according to claim 1, characterized in that the second pulse shaper is made in the form of a T-D trigger, while the countable T-input of the T-D trigger is the input of the second pulse shaper, the information D-input of the T-D trigger is the enable input of the second pulse shaper, the clocked TI input of the T-D trigger is the clock input of the second pulse shaper, the direct output of the T-D trigger is the output of the second pulse shaper, and the inverse output of the T-D trigger is the inverse output of the second pulse shaper .

6. The device according to claim 1, characterized in that the third pulse shaper is made in the form of a series-connected element And and a T-trigger, while the first and second inputs of the element And are respectively the input and resolution input of the third pulse shaper, and the output of the T-trigger is the output of the third pulse shaper.