SU868642A1 - Устройство дл контрол чередовани фаз - Google Patents

Description

Изобретение относится к измерению электрических величин и может быть использовано для контроля чередования фаз трехфазной сети переменного тока.

Известны устройства контроля чередования фаз трехфазной сети с использованием реактивных фазосдвйгающих элементов, например конденсаторов [1] .

Недостатком этих устройств является недостаточная надежность при изменении частоты напряжения сети, необходимость подбора величины емкости для создания оптимального фазового сдвига, ¹

Известны также устройства на тиристорах без фазосдвигающих конденсаторов, в которых используется частичное совпадение во времени фазных напряжений, подаваемых на анод и управляющий электрод тиристора. Эти устройства содержат тиристор с подключенной к аноду нагрузкой и резистор.

>>

подключенный к управляющему электроду тиристора, а также второй резистор и диод Г2] .

Недостатком устройств является недостаточная надежность, обусловленная чувствительностью устройств не только к чередованию, но и величине сдвига фаз и амплитуде напряжения трехфазной сети.

Цель изобретения - повышение надежности устройства при изменении параметров трехфазной сети (сдвига фаз и амплитуды напряжения).

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля чередования фаз_? содержащее тиристор, к аноду которого подключена нагрузка и первый резистор, подключенный к управляющему электроду тиристора, а также второй резистор и диод, введены два биполярных транзистора, один вывод второго резистора соединен с нулевой клеммой источника трехфазного напряжения, а второй вывод соединен с пер вой фазой источника трехфазного напряжения через переход база-эмиттер первого транзистора, со второй фазой источника трехфазного напряжение через диод, с третьей фазой - через переход база-эмиттер второго транзистора, коллектор первого транзистора соединен со вторым выводом нагрузки, коллектор второго транзистора соединен со вторым выводом первого резистора, а катод тиристора - с одной клеммой источника питания нагрузки.

На чертеже приведена схема устройства контроля чередования фаз.

Устройство контроля чередования фаз содержит тиристор 1 с подключенной к аноду нагрузкой 2. К управляющему электроду тиристора 1 подключен резистор 3. Один вывод резистора 4 соединен с нулевой клеммой 5 источника трехфазного напряжения, второй вывод - с фазой 6 трехфазного источника напряжения через переход базаэмиттер транзистора 7, с фазой 8 через диод 9, с фазой 10 - через переход база-эмиттер транзистора 11. Коллектор транзистора 7 соединен со вторым выводом нагрузки 2. Коллектор транзистора 11 соединен со вторым выводом резистора 3.

Устройство работает следующим образом.

Переход эмиттер-база транзистора 7, диод 9 и переход эмиттер-база транзистора 11 вместе с резистором 4 образуют трехфазный однополупериодный выпрямитель, в котором указанные переходы база-эмиттер транзисторов 7 и 11 и диод 9 отпираются поочередно один раз за период питающей сети.

При этом происходит поочередное уменьшение сопротивления коллекторного перехода транзисторов 7 и 11, в результате чего на коллекторах транзисторов появляются импульсные напряжения положительной полярности. Когда открыт транзистор 11 в цепи управляющего электрода тиристора 1 через ограничительный резистор 3 проходит ток, достаточный для перевода тиристора в открытое состояние, однако при эт&м транзистор 7 закрыт и ток через нагрузку 2 отсутствует. При определенном чередовании фаз, когда после запирания транзистора 1I отпирается диод 9, а затем транзистор 7, ток через нагрузку 2 всегда будет равен нулю, поскольку в течение промежутка времени, соответствующего открытому состоянию диода 9, напряжение на аноде тиристора и ток управляющего электрода отсутствуют, а^хв течение промежутка' времени, соответствующего открытому состоянию транзистора 7, напряжение на анод тиристора поступает, то тока управляющего электрода нет. При указанном чередовании фаз изменение сдвига фаз питающей сети может привести лишь к некоторому изменению промежутка времени, в течение которого открыт транзистор 7 и транзистор 11, однако появление тока в нагрузке полностью исключено. Ток через нагрузку 2 проходит лишь при определенном чередовании фаз, когда промежуток времени, в течение которого открыт транзистор 7, следует за промежутком времени, в течение которого открыт транзистор 11· Это объясняется тем, что время переключения транзисторов 11 и 7, отключающих ток управляющего электрода тиристора и подающих напряжение в цепь анода, существенно меньше времени выключения тиристора, что обеспечивает надежное прохождение тока через нагрузку и тиристор после отпирания транзистора 7. Изменение амплитуды сетевого напряжения и сдвига фаз не влияет на процесс отпирания тиристора, который имеет место лишь при определенном чередовании фаз трехфазной сети.

В рассмотренном случае источником питания нагрузки 2 является фазное напряжение, действующее между клеммами 5 и 6. Однако таким же образом устройство может работать и при питании нагрузки от отдельного источника постоянного напряжения. В этом случае катод тиристора также соединяется с одной клеммой источника питания, а вторая его клемма подключается к точке соединения резистора 4 с транзисторами 7 и 11, переходы база-эмиттер которых подсоединяются к резистору 4 эмиттером. При этом потребление тока от трехфазной сети минимально (ток проходит только через резистор 4).

В качестве нагрузки 2 могут быть использованы лампа накаливания, светодиод или газоразрядная лампа с балластным резистором, обмотка электромагнитного реле, при необходимости шунтированйая конденсатором, светодиод тиристорного оптрона и др. Если напряжение фазы больше напряжения, допустимого для переходов транзистора, то последовательно с переходами включают диода. В аппаратуре, содержащей трехфазные выпрямители 27 или 12 В для’ питания элементов автоматики, фазы 6, 8 и 10 устройства подключаются к фазам вторичных обмоток трансформатора выпрямителя, а клемма 5 г к средней точке указанных обмоток трансформатора.

Благодаря предлагаемым составу и функциональным связям обеспечивается высокая надежность работы устройства контроля чередования фаз.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к измерению электрических величин и может быть использовано дл  контрол  чередовани  фаз трехфазной сети переменного тока. Известны устройства контрол  чередовани  фаз трехфазной сети с использованием реактивных фазосдвйгающих элементов, например конденсаторов l . Недостатком этих устройств  вл етс  недостаточна  надежность при из менении частоты напр жени  сети, необходимость подбора величины емкости дл  создани  оптимального фазового сдвига. Известны также устройства на тиристорах без фазосдвигающих кон .денсаторов, в которых используетс  частичное совпадение во времени фазных напр жений, подаваемых на анод и управл ющий электрод тиристора. Эт устройства содержат тиристор с подкл ченной к аноду нагрузкой и резистор. подключенный к управл ющему электроду тиристора, а также второй резистор и диод Г2 . Недостатком, устройств  вл етс  недостаточна  надежность, обусловленна  чувствительностью устройств не только к чередованию, но и величине сдвига фаз и амплитуде напр жени  трехфазной сети. Цель изобретени  - повышение надежности устройства при изменении параметров трехфазной сети (сдвига фаз и амплитуды напр жени ). Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  контрол  чередовани  фаз содержащее тиристор, к аноду которого подключена нагрузка и первый резистор, подключенный к управл ющему электроду тиристора, а также второй резистор и диод, введены два бипол рных транзистора, один вывод второго резистора соединен с нулевой клеммой источника трехфазного напр жени , а второй вывод соединен с пер3 вой фазой источника трехфазного напр жени  через переход база-эмиттер первого транзистора, со второй фазой источника трехфазного напр жение через диод, с третьей фазой - через переход база-эмиттер второго транзистора , коллектор первого транзистора соединен со вторым выводом нагрузки , коллектор второго транзистора соединен со вторым вьшод ом первог резистора, а кагод тиристора - с одной клеммой источника питани  нагруз ки. На чертеже приведена схема устрой ства контрол  чередовани  фаз. Устройство контрол  чередовани  фаз содержит тиристор 1 с подключенн к аноду нагрузкой 2. К управл ющему электроду тиристора 1 подключен резистор 3. Один вывод резистора 4 сое динен с -нулевой клеммой 5 источника трехфазного напр жени , второй вывод - с фазой 6 трехфазного источника напр жени  через переход базаэмиттер транзистора 7, с фазой 8 через диод 9, с фазой 10 - через переход база-эмиттер транзистора 11. Коллектор транзистора 7 соединен со вторым выводом нагрузки 2. Коллектор транзистора 11 соединен со вторым выводом резистора 3. Устройство работает следующим образом . Переход эмиттер-база транзистора 7, диод 9 и переход эмиттер-база транзистора 11 вместе с резистором 4 образуют трехфазный однополупериодны выпр митель, в котором указанные переходы база-эмиттер транзисторов 7 и 11 и диод 9 отпираютс  поочередно один раз за период питающей сети. При этом происходит поочередное умен шение сопротивлени  коллекторного пе рехода транзисторов 7 и 11, в резуль тате чего на коллекторах транзистор по вл ютс  импульсные напр жени  положительной пол рности. Когда открыт транзистор 11 в цепи управл ющего электрода тиристора 1 через ограничительный резистор 3 проходит ток, д статочный дл  перевода тиристора в крытое состо ние, однако при этом транзистор 7 закрыт и ток через нагрузку 2 отсутствует. При определен ном чередовании фаз, когда после за пирани  транзистора I1 отпираетс  диод 9, а затем транзистор 7, ток через нагрузку 2 всегда будет равен нулю, поскольку в течение промежутк 2 времени, соответствующего открытому состо нию диода 9, напр жение на аноде тиристора и ток управл ющего электрода отсутствуют, течение промежутка времени, соответствующего открытому состо нию транзистора 7, напр жение на анод тиристора поступает, то тока управл ющего электрода нет. При указанном чередовании фаз изменение сдвига фаз питающей сети может привести лишь к некоторому изменению промежутка времени, в течение которого открыт транзистор 7 и транзистор I1, однако по вление тока в нагрузке полностью исключено. Ток через нагрузку 2 проходит лишь при определенном чередовании фаз, когда промежуток времени, в течение которого открыт транзистор 7, следует за промежутком времени, в течение которого открыт транзистор 11. Это объ сн етс  тем, что врем  переключени  транзисторов 11 и 7, отключающих ток управл ющего электрода тиристора и подающих напр жение в цепь анода, существенно меньще времени выключени  тиристора, что обеспечивает надежное прохождение тока через нагрузку и тиристор после отпирани  транзистора 7. Изменение амплитуды сетевого напр жени  и сдвига фаз не вли ет на процесс отпирани  тиристора, который имеет место лишь при определенном чередовании фаз трехфазной сети. В рассмотренном случае источником питани  нагрузки 2  вл етс  фазное напр жение, действующее между клеммами 5 и 6. Однако таким же образом устройство может работать и при питании нагрузки от отдельного источника посто нного напр жени . В этом случае катод тиристора также соедин етс  с одной клеммой источника питани , а втора  его клемма подключаетс  к точке соединени  резистора 4 с транзисторами 7 и 11, переходы база-эмиттер которых подсоедин ютс  к резистору 4 эмиттером. При этом потребление тока от трехфазной сети минимально (ток проходит только через резистор 4). В качестве нагрузки 2 могут быть использованы лампа накаливани , светодиод или газоразр дна  лампа с балластным резистором, обмотка электромагнитного реле, при необходимости щунтированйа  конденсатором, светодиод тиристорного оптрона и др. Если 5 напр жение фазы больше напр жени , допустимого дл  переходов транзистора , то последовательно с перехода .ми включают диоды. В аппаратуре, содержащей трехфазные выпр мители 27 или 12 В дл  питани  элементов автоматики , фазы 6, 8 и 10 устройства по ключаютс  к фазам вторичных обмоток трансформатора вьшр мител , а клемма 5 г к средней точке указанных обмоток трансформатора. Благодар  предлагаемым составу и функциональным св з м обеспечивает с  высока  надежность работы устройства контрол  чередовани  фаз. Формула изобретени  Устройство дл  контрол  чередовани  фаз, содержащее тиристор, к ано ду которого подключена нагрузка и первый резистор, подключенный к управл ющему электроду тиристора, а также второй резистор и диод, о т лич ающе е с   тем, что, с 2 целью повьгаени  надежности устройства в него введены два бипол рных транзистора , один вывод второго резистора соединен с нулевой клеммой источника трехфазного напр жени , а второй выВОД соединен с первой фазой источни-. ка трехфазного напр жени  через переход база-эмиттер первого транзистора , со второй фазой источника трехфазного напр жени  - через диод, с третьей фазой источника трехфаз нрго напр жени  - через переход базаэмиттер второго транзистора, коллектор первого транзистора соединен со вторым выводом нагрузки,.коллектор второго транзистора соединен со вторым выводом первого резистора, а катод тиристора соединеи с одной из клемм источника питани  нагрузки. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 421087, кл. G 01 R 29/18, 1976.
2. 2.Авторское свидетельство № 391500, кл. G 01 R 29/18, 1972.

   /

   5/

   /

   V