| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Ринок технологій / Актуальні винаходи і моделі / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2280292
СПОСІБ ЗАХИСТУ НАВАНТАЖЕННЯ ВІД АНОМАЛЬНИХ НАПРУГ В МЕРЕЖІ
Ім'я заявника: ФГУП "НДІ Сіісо" (RU)
Ім'я винахідника: розщеплює Юрій Семенович (RU); Посупонько Микола Васильович (RU); Вербів Володимир Федорович (RU); Вербів Олександр Володимирович (RU)
Ім'я патентовласника: ФГУП "НДІ Сіісо" (RU)
Адреса для листування: 344022, Ростов-на-Дону, Б. Садова, 154, ФГУП "НДІ Сіісо"
Дата початку дії патенту: 2004.12.15
Винахід відноситься до області автоматичної стабілізації та захисту навантаження в ланцюгах постійного і змінного струму. Технічний результат полягає в забезпеченні регулювання напруги як постійного, так і змінного струму і в обмеженні часу знаходження вихідної напруги поза ним допустимих значень. При реалізації даного способу вихідна напруга управляється шляхом зміни активного опору регульованого елемента. Вихідна напруга порівнюється з нижнім і верхнім допустимими значеннями. Результати порівняння представлені у вигляді низького або верхнього рівнів відповідних сигналів і обробляються так, що якщо вихідна напруга в допустимих межах, то керуючий сигнал на регульований елемент не формується. Якщо вихідна напруга мережі виходить за допустиму верхнє значення короткочасно, то формується керуючий сигнал на регульований елемент з метою його стабілізації. Якщо ж вихідна напруга тривалий час перевищує верхнє або нижнє допустимі значення, то після закінчення заданого граничного тимчасового інтервалу відбувається відключення навантаження від мережі.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до області автоматичної стабілізації та захисту навантаження в ланцюгах постійного і змінного струму.
Відомий компенсаційний спосіб стабілізації вихідної напруги постійного струму з безперервним і імпульсним режимами управління опором регульованого елемента [1]. Регульованим елементом тут є транзистор, включений в вихідний ланцюг еммітер-колекторним переходом. Зміна активного опору R ЕК, а значить і зміна величини вихідної напруги, відбувається за рахунок зміни величини напруги на базі транзистора U Б. Напруга U Б залежить від величини відхилення вихідної напруги від його допустимих значень, причому, в залежності від схемних рішень, напруга U Б може змінюватися як безперервно, так і дискретно.
Недоліками даного способу є те, що:
1. У пристроях з даного способу не обмежується час перебування вихідної напруги поза ним допустимих значень.
2. У пристроях з даного способу не відключається навантаження від джерела, якщо вихідна напруга тривалий час відрізняється від його допустимих значень.
3. У подібних пристроях відхилення вихідної напруги нижче нижнього допустимого значення взагалі не фіксується.
Відомий і спосіб стабілізації вихідної напруги змінного струму [1]. Пристрої з даного способу припускають наявність в них дроселів зі сталевими сердечниками, а регулювання величини вихідної напруги здійснюється шляхом зміни подмагничивания сердечника дроселя.
Недоліками даного способу є те, що:
1. Зміна подмагничивания сердечника дроселя приводить до спотворень форми кривої вихідної напруги, що може негативно позначитися на роботі електроприймачів.
2. У пристроях з даного способу і не обмежується час перебування вихідної напруги поза ним допустимих значень.
Знаходження напруги мережі поза допустимих значень тривалий час свідчить про аварійні ситуації в мережі і тому стабілізація напруги на навантаженні в цих умовах нецелеобразна.
Пропонований спосіб спрямований на усунення недоліків відомих способів шляхом:
- Регулювання напруги як постійного, так і змінного струму зміною тільки активного опору регульованого елемента;
- Обмеження часу перебування вихідної напруги поза ним допустимих значень відключенням навантаження від джерела, якщо вихідна напруга відрізняється від його допустимих значень довше заданого інтервалу часу.
Розглянемо, яким чином досягається поставлена мета і суть запропонованого способу.
Вихідна напруга мережі як постійного, так і змінного струму управляється шляхом зміни активного опору регульованого елемента. Вихідна напруга відповідним чином порівнюється з нижнім і верхнім допустимими значеннями. Результати порівняння представлені у вигляді низького або високого рівнів відповідних сигналів і обробляються так, що, якщо вихідна напруга в допустимої зоні, то керуючий сигнал на регульований елемент не формується. Якщо вихідна напруга виходить за допустиму верхнє значення короткочасно, то формується керуючий сигнал на регульований елемент з метою його стабілізації. Якщо ж вихідна напруга тривалий час перевищує верхнє або нижнє допустимі значення, то після закінчення заданого граничного тимчасового інтервалу відбувається відключення навантаження від мережі.
Структурна схема пристрою, який функціонує за пропонованим способом, представлена на фіг.1. На фіг.2 представлені приклади можливих відхилень вихідної напруги в мережах постійного струму. На Фіг.3 представлені приклади можливих відхилень вихідної напруги в мережах змінного струму. На фіг.2 і 3 позначено: U в, U н - відповідно верхнє і нижнє допустимі значення; 
до, д - відповідно короткочасні і тривалі відхилення вихідної напруги від номінального U ном.
Для змінної напруги до - це нечисленні виходи U вих за допустимі значення, а д - багаторазові виходи U вих за допустимі значення. Відхилення вихідної напруги від допустимих значень нескладно перетворити в напругу постійного струму тривалістю до або д для зручності в подальших перетвореннях.
Епюри напружень на фіг.2 і 3 пояснюють принцип роботи пристрою за пропонованим способом.
На структурній схемі позначено: 1 - кнопка Вкл .; 2 - регульований елемент; 3 - пороговий елемент нижнього допустимого значення U н; 4 - пристрій контролю верхнього допустимого рівня U в; 5 - детектор допустимих значень; 6 - схема виділення переднього фронту; 7 - таймер; 8 - логічний елемент "Додавання за модулем 2"; 9 - інвертор; 10 - підсилювач; 11 - реле К1; 12 - контакт К1.1 реле K1.
Пристрій працює наступним чином
При натисканні кнопки Увімкнути. напруга мережі U вх через регульований елемент (РЕ) прикладається до навантаження.
Нехай вихідна напруга U вих буде номінальним U ном, тобто знаходиться всередині заданих допустимих (верхнього U в і нижнього U н) значень (див. фіг.2 і 3). При цьому на виході порогового елемента нижнього допустимого значення (ПЕНДЗ) і на першому виході пристрою контролю верхнього допустимого значення (УКВДЗ) будуть нулі. Граничний елемент має релейний вихідну характеристику, а пристрій контролю має лінійну вихідну характеристику (див. Фіг.1). На другому виході УКВДЗ і буде нульовий сигнал і активний опір РЕ змінюватися не буде. Якщо на двох входах детектора допустимих значень будуть нулі, то і на його виході і буде "0". Схема виділення переднього фронту (СВПФ) не запуститься і на виході таймера і буде "0". Таким чином, на входах x 1 і х 2 елементи "Додавання за модулем 2" буде комбінація 00. Таблиця входів / виходів даного елемента М2 має вигляд:
В результаті цього на виході інвертора І-НЕ буде "1", яка посилюється підсилювачем і включає реле К1. Реле К1 відповідним чином самоблокується і своїми контактами До 1.1 шунтирует кнопку Увімкнути. Таким чином, напруга мережі при відпущеної кнопці Увімкнути. буде прикладатися до навантаження через замкнуті контакти К1.1.
Нехай вихідна напруга U вих короткочасно ( к) стає більше верхнього допустимого значення U в (наприклад, див. фіг.2). При цьому на виході порогового елемента 3 буде "нуль" (а = 0), на виході пристрою контролю 4 буде "одиниця" (в = 1) і на другому керуючому виході пристрою контролю 4 з'явиться напруга, яке змінюється лінійно і прикладається до РЕ 2 для зміни його активного опору з метою зменшення U вих мінімум до значення U ст. Детектор допустимих значень 5 працює за наступною логікою:
Таймер налаштований так, що на його виході (х 2) зникає одиничний сигнал після певного часу ( зад). інтервал зад - це час, після якого повинна відключитися мережу від навантаження (разомкнуться контакт К1.1), якщо U вих не ввійшло в допустимі межі.
Одиничний сигнал z з виходу детектора 5 прикладається до входу "Скидання" таймера. За цим сигналом таймер готовий до запуску. Цей же сигнал z включає схему виділення переднього фронту 6, яка запускає таймер. Таким чином, на входах x 1 і х 2 логічного елемента 8 будуть "одиниці", а вихідний сигнал у буде нульовим. Цей нульовий сигнал інвертується елементом 9, посилюється підсилювачем 10 і, в підсумку, напруга подається на реле К1. Це означає, що реле залишається включеним, контакт К1.1 НЕ розмикається і навантаження від мережі не відключається.
Нехай вихідна напруга U вих короткочасно ( k) стає менше нижнього допустимого рівня U н (див. фіг.2). При цьому на входах детектора 5 сигнал а = 1, сигнал в = 0. На регулюючий елемент 2 керуючий сигнал не надходить; на виході z детектора 5 буде "одиниця". Далі пристрій працює аналогічно, тобто реле К1 залишається під напругою, контакт К1.1 не відключати навантаження від мережі.
Нехай вихідна напруга тривалий час ( д) виходить за межі верхнього значення U в (див. фіг 2). При цьому сигнали а = 0, в = 1, z = 1. Ha другому керуючому виході пристрою контролю 4 аналогічно з'явиться напруга, яке змінюється лінійно і прикладається до регульованого елементу 2 для зменшення U вих. Якщо напруга U вих не зменшується до U в, то через певний час зад (причому, зад < д) сигнал x 2 на виході таймера стане нульовим, тобто таблиця входів / виходів елемента 8 буде наступною:
Одиничний сигнал у інвертується в "нуль" і реле К1 вимикається, контакти K.1.1 розмикаються, тим самим відключаючи навантаження від мережі.
Якщо U вих тривалий час стає менше нижнього допустимого значення U н, то пристрій працює аналогічно описаному вище, тобто реле К1 знеструмлюється, контакт реле К1.1 розмикається і навантаження відключається від мережі.
Таким чином, пропонований спосіб дозволяє зменшувати короткочасні виходи напруги мережі за допустимий верхнє значення і повністю відключати навантаження від мережі при тривалих виходах напруги мережі за допустимі верхнє або нижнє значення. Це дозволить поліпшити працездатність навантаження, причому в ланцюгах як постійного, так і змінного струму.
Джерела інформації
Г.Н.Сізих. Електроживлення пристроїв зв'язку. - М .: Радио и связь, 1982, с.150-158.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Спосіб захисту навантаження від аномальних напружень в мережі, який використовує управління активним опором регульованого елемента, що відрізняється тим, що, з метою зменшення негативного впливу на працездатність навантаження короткочасних виходів напруги мережі за допустимий верхнє значення і відключення навантаження при тривалих виходах напруги за допустимий верхнє або нижнє значення , напруга мережі порівнюється з нижнім і верхнім допустимими значеннями, причому з верхнім допустимим значенням порівняння здійснюється шляхом обмеження знизу і обмеженим знизу сигналом керують активним опором регульованого елемента для зміни напруги на навантаженні, а вихідні сигнали результатів порівняння обробляють так, що отримують сигнал низького рівня при напрузі мережі в допустимих значеннях і високого рівня в іншому випадку, причому цей сигнал переднім фронтом визначає початок формування інтервалу витримки відключення мережі, більшого, ніж інтервал допустимих по тривалості викидів мережі.
Версія для друку
Дата публікації 01.01.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.