SU1746526A1

SU1746526A1 - Relay switch for ac circuits

Info

Publication number: SU1746526A1
Application number: SU904887698A
Authority: SU
Inventors: Дмитрий Сергеевич Детков
Original assignee: Свердловский Завод Автоматики Научно-Производственного Объединения Автоматики
Priority date: 1990-09-25
Filing date: 1990-09-25
Publication date: 1992-07-07

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может использоватьс дл коммутации цепей переменного тока в установках электропитани и устройствах сбора данных о технологических процессах. Сущность изобретени : устройство содержит блок 1 подготовки , запускающий ключ 6. формирователь 7 импульсов синхронизации , блок 8 питани , трансформатор 9, входные клеммы 11, 12, выходную клемму 10, реле 13, RS-триггер 14, D-триггер 17, элементы 15, 16 задержки. 1 ил.The invention relates to electrical engineering and can be used for switching alternating current circuits in power installations and data acquisition devices on technological processes. The essence of the invention: the device contains a preparation unit 1 that starts the key 6. a synchronization pulse generator 7, a power supply unit 8, a transformer 9, input terminals 11, 12, an output terminal 10, a relay 13, an RS flip-flop 14, a D-flip-flop 17, elements 15 16 delays. 1 il.

Description

сл Сsl C

22

о с about with

кto

Изобретение относитс к электротехнике и может использоватьс дл коммутации цепей переменного тока в установках электропитани и устройствах сбора данных о технологических процессах.The invention relates to electrical engineering and can be used for switching alternating current circuits in power installations and data acquisition devices on technological processes.

Цель изобретени - расширение области применени за счет улучшени условий коммутации и формы коммутируемого сигнала путем синхронизации замыкани /размыкани контакта реле с изменением фазы переменного тока.The purpose of the invention is to expand the field of application by improving the switching conditions and the shape of the switched signal by synchronizing the closure / opening of the relay contact with a change in the phase of the alternating current.

Положительный эффект достигаетс за счет применени в качестве коммутирующего элемента контакта реле, обеспечивающего в разомкнутом состо нии в тыс чи раз большее сопротивление, чем у закрытого полупроводникового прибора, отсутстви коммутирующих помех в сети и перенапр жений в нагрузке, так как коммутаци происходит в момент перехода фазы сети через О, отсутстви искажени коммутируемых сигналов во всем диапазоне коммутации, а также за счет длительной работы контакта, так как коммутаци электропитани происходит при отсутствии тока в нагрузкеThe positive effect is achieved due to the use of a relay contact element as a switching element, which provides thousands of times more resistance in the open state than a closed semiconductor device, no switching noise in the network and overvoltages in the load, as the switching occurs network through O, there is no distortion of the switched signals in the entire switching range, as well as due to the prolonged operation of the contact, since the switching of the power supply occurs in the absence of eye load

На чертеже представлена схема коммутатора .The drawing shows a diagram of the switch.

Коммутатор содержит блок 1 подготовки , включающий в себ первый 2 и второй 3 резисторы, диод 4 и конденсатор 5, запускающий ключ 6, формирователь 7 импульсов синхронизации, блок 8 питани , трансформатор 9, выходную клемму 10 и две клеммы: общего провода 11 и входа 12 фазы сети переменного тока, соединенных с первым и вторым входами трансформатора 9 соответственно , выход которого соединен с первым входом формировател 7 и входом блока 8 питани , выход которого соединен с вторым входом формировател 7 и входом блока 1 подготовки, вход которого соединен с катодом диода 4 и первым выводом резистора 2, второй вывод которого соединен с выходом блока 1 подготовки и первым выводом резисторов 3, второй вывод которого соединен с анодом диода 4 и первой обкладкой конденсатора О, втора обкладка которого соединена с общим проводом блока 8 питани и входом запускающего ключа 6. В устройство введены реле 13, RS-триггер 14, первый 15 и второй 16 элементы задержки, D-григгер 17, С- и D-входы которого соединены с выходами формировател 7 и запускающего ключа 6, а пр мой vi инверсный выходы - с входами первого 15 и вюрого 16 элементов задержки соответственно, выходы которых соединены с S- и вторым R-входом RS-триг- гера 14 соответственно, первый R-вход которого соединен с выходом блока 1 подготовки, а инверсный выход - с первымThe switch contains a preparation unit 1 that includes the first 2 and second 3 resistors, a diode 4 and a capacitor 5, a triggering key 6, a synchronization pulse driver 7, a power supply unit 8, a transformer 9, an output terminal 10 and two terminals: common wire 11 and input 12 phases of the AC network connected to the first and second inputs of the transformer 9, respectively, the output of which is connected to the first input of the driver 7 and the input of the power supply unit 8, the output of which is connected to the second input of the driver 7 and the input of the preparation unit 1, whose input is connected the cathode of the diode 4 and the first output of the resistor 2, the second output of which is connected to the output of the preparation unit 1 and the first output of the resistors 3, the second output of which is connected to the anode of the diode 4 and the first plate of the capacitor O, the second facing of which is connected to the common wire of the power supply 8 and the input of the triggering key 6. A relay 13 is inserted into the device, the RS flip-flop 14, the first 15 and the second 16 delay elements, the D-gripper 17, the C and D inputs of which are connected to the outputs of the driver 7 and the trigger key 6, and the forward vi inverse outputs - with the inputs of the first 15 and wurog about 16 delay elements, respectively, the outputs of which are connected to the S- and second R-input of the RS flip-flop 14, respectively, the first R-input of which is connected to the output of the preparation unit 1, and the inverse output to the first

выводом обмотки 13.2 реле, второй вывод которой соединен с выходом блока 8 питани . Входна клемма 12 через замыкающую контактную группу 13,1 реле соединена сthe output of the winding 13.2 of the relay, the second output of which is connected to the output of the power supply unit 8. Input terminal 12 through the closing contact group 13.1 relay is connected to

выходной клеммой 10.output terminal 10.

Формирователь 7 импульсов синхронизации выполнен в виде усилител -формировател 18, двух резистивных сумматоров 19 и 20 и выпр мител 21, вход которого соеди0 нен с первым входом формировател 7, а выход - с первым входом сумматоров 19 и 20, второй вход которых соединен с вторым входом формировател 7, а выход через усилитель-формирователь 18 - с выходом фор5 мировател 7.Shaper 7 synchronization pulses are designed as amplifier-former 18, two resistive adders 19 and 20 and rectifier 21, whose input is connected to the first input of the imager 7, and the output to the first input of adders 19 and 20, the second input of which is connected to the second the input of the driver 7, and the output through the amplifier-driver 18 - with the output of the form 5 of the windrower 7.

Коммутатор работает следующим образом .The switch works as follows.

Напр жение сети поступает на контактную группу 13.1 реле и входы трансформа0 тора 9, с выхода которого более низкое напр жение переменного тока преобразуетс блоком 8 питани в посто нное напр жение ЕП, необходимое дл работы элементов коммутатора, и выпр мителемThe mains voltage is supplied to the contact group 13.1 of the relay and the inputs of the transformer 9, from the output of which the lower AC voltage is converted by the power supply unit 8 to a constant voltage UF required for the operation of the switch elements and the rectifier

5 21 - в пульсирующее отрицательное напр жение UL5 21 - to pulsating negative voltage UL

На резистивных сумматорах 19 и 20 происходит сравнение напр жений Еп и Ui, полученное выходное напр жение усилите0 лем-формирователем 18 преобразуетс в последовательность импульсов U2 синхронизации перехода сетевого напр жени через О, поступающего на С-вход триггера 17.On resistive adders 19 and 20, the voltages Ep and Ui are compared, the resulting output voltage of the amplifier-shaper 18 is converted into a sequence of U2 synchronization pulses of the mains voltage across the O input to the C input of the trigger 17.

5 При подаче сетевого напр жени и выходе напр жени Еп в номинальное значение ток зар да конденсатора 5 создает падение напр жени на резисторах 2 и 3, устанавливающее триггер 14 в исходное со0 сточние.5 When mains voltage is applied and the output voltage Еп to the nominal value of the charge current of the capacitor 5 creates a voltage drop across resistors 2 and 3, setting trigger 14 to the initial state.

Одновременно по приходу первого синхроимпульса на С-вход, триггер 17 устанавливаетс в единичное состо ние, и О с его инверсного выхода поступает через реAt the same time, upon the arrival of the first clock pulse at the C input, the trigger 17 is set to one state, and O from its inverse output enters through re

5 гулируемый элемент 16 задержки, на второй R-вход триггера 14, подтвержда его исходное состо ние.5, a delay element 16 to be controlled, to the second R input of the trigger 14, confirming its initial state.

Цепь зар да конденсатора 5 выбрана таким образом, чтобы нулевой потенциал наThe charge circuit of the capacitor 5 is selected so that the zero potential on

0 втором R-входе триггера 14 по вилс раньше исчезновени О с первого входа.0 the second R-input of trigger 14 for wils before the disappearance of O from the first input.

При замыкании ключа 6 нулевой потенциал поступает на D вход триггера 17 и, в момент поступлени на С вход очередногоWhen the key 6 is closed, the zero potential arrives at the D input of the trigger 17 and, at the moment it enters the C input, the next

5 синхроимпульса Ife, переключает триггер 17 в нулевое состо ние. О с пр мого выхода триггера 17, через элемент 15 задержки, поступает на S-вход RS-триггера 14, переключа его в единичное состо ние. О с инверсного выхода триггера 14 включает реле 13, контактна группа 13,1 которого замыкаетс и подает фазу сети на выходную клемму 10.The 5 sync pulse Ife switches the trigger 17 to the zero state. From the direct output of the trigger 17, through the delay element 15, it arrives at the S input of the RS flip-flop 14, switching it to one state. About with the inverse of the output of the trigger 14 includes a relay 13, the contact group 13.1 of which closes and supplies the network phase to the output terminal 10.

При размыкании ключа 6, синхронно с переходом фазы сети через О, происходит переключение в единичное состо ние триггера 17, О с инверсного выхода которого через элемент 16 задержки, переключает в нулевое состо ние триггер 14. Г с инверсного выхода которого выключает реле 13, контактна группа 13.1 которого размыкаетс и отключает фазу сети от выходной клеммы 10.When key 6 is opened, synchronously with the phase transition of the network through O, switching to one state of the trigger 17, O from the inverse output of which through the delay element 16 switches the trigger 14 to the zero state. T from the inverse output of which switches off relay 13, the contact group 13.1 of which opens and shuts off the network phase from output terminal 10.

Элементы 15 и 16 задержки - стандартные регулируемые реле времени, устанавливают моменты по влени управл ющих RS-триггером 14 сигналов (логический О), таким образом, чтобы замыкание и размыкание контактной группы 13.1 реле происходило точно в момент перехода фазы сети через О.The delay elements 15 and 16 are standard adjustable time relays, set the moments of occurrence of the signals controlling the RS-flip-flop 14 (logical O), so that the closure and opening of the contact group 13.1 of the relay occurs exactly at the moment of the network phase transition through O.

Положительный эффект предлагаемого технического решени заключаетс в создании простого коммутатора, обеспечивающего идеальные услови коммутации сети переменного тока.The positive effect of the proposed technical solution is to create a simple switch that provides ideal conditions for switching the AC network.

Формул а изобретени Релейный коммутатор цепей переменного тока, содержащий блок подготовки, который coctoMT из первого и второго резисторов, диода и конденсатора, запускающий ключ, формирователь импульсов синхронизации , блок питани , трансформатор, выходную клемму и две клеммы общего провода и входа фазы сети переменного тока, соединенные с входами трансформатора, выход которого соединен с первым входом формировател импульсов синхронизацииFormula of the Invention An alternating current relay switch containing a preparation unit that coctoMT from the first and second resistors, a diode and a capacitor, a trigger key, a synchronization pulse shaper, a power supply unit, a transformer, an output terminal and two common wire terminals and an AC power phase input connected to the inputs of the transformer, the output of which is connected to the first input of the synchronization pulse generator

и входом блока питани , выход которого соединен с вторым входом формировател импульсов синхронизации и входом блока подготовки, вход которого соединен с катодом диода и первым выводом первого резистора , второй вывод которого соединен с выходом блока подготовки и первым выводом второго резистора, второй вывод которого соединен с анодом диода и первой обкладкой конденсатора, втора обкладкаand the input of the power supply unit, the output of which is connected to the second input of the synchronization pulse generator and the input of the preparation unit, the input of which is connected to the cathode of the diode and the first output of the first resistor, the second output of which is connected to the output of the preparation unit and the first output of the second resistor, the second output of which is connected to the anode of the diode and the first plate of the capacitor, the second plate

которого соединена с общим проводом блока питани и входом запускающего ключа, отличающийс тем, что, с целью расширени области применени за счет улучшени условий коммутации и формыwhich is connected to the common wire of the power supply unit and the input of the trigger key, characterized in that, in order to expand the scope of application by improving the switching conditions and shape

коммутируемого сигнала, введены реле, RS- триггер, первый и второй элементы задержки , D-триггер, С- и D-входы которого соединены с выходами формировател импульсов синхронизации и запускающегоswitching signal, entered relay, RS-trigger, the first and second delay elements, D-trigger, C- and D-inputs of which are connected to the outputs of the synchronization pulse generator and the trigger

ключа, а пр мой и инверсный выходы - с входами первого и второго элементов задержки соответственно, выходы которых соединены с S-входом и вторым R-входом RS-триггера, первый R-вход которого соединен с выходом блока подготовки, а инверсный выход - с первым выводом обмотки реле, второй вывод которой соединен с выходом блока питани , входна клемма через замыкающую контактную группу реле соединена с выходной клеммой.key, and direct and inverse outputs - with the inputs of the first and second delay elements, respectively, whose outputs are connected to the S-input and the second R-input of the RS flip-flop, the first R-input of which is connected to the output of the preparation unit, and the inverse output to the first terminal of the relay coil, the second terminal of which is connected to the output of the power supply unit, the input terminal is connected to the output terminal through the closing contact group of the relay.

Claims

A relay switch of alternating current circuits, comprising a preparation unit, which consists of the first and second resistors, a diode and a capacitor, a starting key, a synchronization pulse shaper, a power supply unit, a transformer, an output terminal and two terminals of a common wire and an input of an alternating current network phase connected with the inputs of the transformer, the output of which is connected to the first input of the synchronization pulse shaper and the input of the power supply, the output of which is connected to the second input of the synchronization pulse shaper and the input preparation, the input of which is connected to the cathode of the diode and the first output of the first resistor, the second output of which is connected to the output of the preparation unit and the first output of the second resistor, the second output of which is connected to the anode of the diode and the first capacitor lining, the second lining of which is connected to the common wire of the power supply and the input of the start key, with the fact that, in order to expand the scope by improving the conditions of switching and the form of the switched signal, a relay, RS trigger, first and second elements are introduced delays. D-flip-flop, whose C- and D-inputs are connected to the outputs of the synchronization pulse shaper and the trigger, and the direct and inverse outputs are connected to the inputs of the first and second delay elements, respectively, whose outputs are connected to the S-input and the second R-input RS- a trigger, the first R-input of which is connected to the output of the preparation unit, and the inverse output is connected to the first output of the relay winding, the second output of which is connected to the output of the power supply unit, the input terminal is connected to the output terminal via the closing contact group of the relay.