реле разности частот
Классы МПК: | H01H47/20 для обеспечения частотной избирательности работы реле |
Автор(ы): | Березов В.В. (RU) |
Патентообладатель(и): | Березов Владимир Владимирович (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2002-05-16 публикация патента:
27.06.2004 |
Использование: в электротехнике в качестве реле разности частот при подстройке синхронизируемого сигнала к входному. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей, поскольку оно реагирует на недопустимое относительное рассогласование частот входного и синхронизируемого сигналов, а не только на абсолютные величины рассогласований, что необходимо для ряда технологических процессов. Реле разности частот содержит измеритель частоты входного сигнала, умножитель, два компаратора, два исполнительных элемента, измеритель синхронизируемого сигнала, алгебраический сумматор и инвертор. 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
Реле разности частот, содержащее алгебраический сумматор, умножитель на постоянный коэффициент, инвертор, первый компаратор и первый и второй исполнительные элементы, отличающееся тем, что введены измеритель частоты входного сигнала, выход которого соединен с входом умножителя на постоянный коэффициент и с первым суммирующим входом алгебраического сумматора, измеритель частоты синхронизируемого сигнала, выход которого соединен со вторым вычитающим входом алгебраического сумматора, а также второй компаратор, первый вход которого соединен с первым входом первого компаратора и с выходом алгебраического сумматора, второй вход второго компаратора соединен с выходом инвертора, вход которого соединен со вторым входом первого компаратора и с выходом умножителя на постоянный коэффициент, выход “Больше” второго компаратора соединен с входом второго исполнительного элемента, а выход “Меньше” первого компаратора соединен с входом первого исполнительного элемента, при этом измерители частоты входного и синхронизируемых сигналов преобразуют входной и синхронизируемый сигналы в соответствии с математическими выражениямиU0=A0/f0; U1=A1/f1,где U0 - сигнал на выходе измерителя частоты входного сигнала;U1 - сигнал на выходе измерителя частоты синхронизируемого сигнала;f0 - частота входного сигнала;f1 - частота синхронизируемого сигнала;A0 и A1 - масштабные коэффициенты.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах релейной защиты в качестве реле разности частот сети и генератора.Известно устройство, содержащее последовательно соединенные генератор тактовых импульсов, двоичный счетчик, дешифратор, формирователь импульсов и исполнительный элемент, выполненный в виде транзистора [1].Недостатком устройства являются относительно узкие функциональные возможности, не позволяющие использовать его в качестве реле разности частот.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее первый и второй выпрямительные блоки, выполненные в виде диодов, катод и анод которых являются, соответственно, клеммой напряжения генератора и клеммой напряжения сети, алгебраический сумматор, первый и второй входы которого соединены, соответственно, с анодом первого и с катодом второго диодов, первый и второй операционные усилители, являющиеся, соответственно, инвертором и компаратором, входы которых соединены с выходом алгебраического сумматора, третий и четвертый диоды, аноды которых соединены с выходами первого и второго операционных усилителей, соответственно, умножитель, входы которых соединены с катодами третьего и четвертого диодов, первый и второй инверторы, входы которых соединены, соответственно, с катодами третьего и четвертого диодов, и первый и второй исполнительные элементы, входы которых соединены, соответственно, с выходом первого и второго операционных усилителей [2].Недостаток наиболее близкого технического решения - относительно узкие функциональные возможности, поскольку оно вырабатывает сигнал примерного равенства амплитуды напряжений сети и генератора, что указывает на временной интервал возможной подстройки частоты генератора к частоте сети, но не вырабатывает сигналов недопустимого рассогласования частот входного и синхронизируемого сигналов при заданной относительной допустимой величине их рассогласования.Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей.Этот технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее алгебраический сумматор, умножитель на постоянный коэффициент, инвертор, первый компаратор и первый и второй исполнительные элементы, введены измеритель частоты входного сигнала, выход которого соединен с входом умножителя на постоянный коэффициент и с первым входом алгебраического сумматора, измеритель частоты синхронизируемого сигнала, выход которого соединен со вторым вычитающим входом алгебраического сумматора, а также второй компаратор, первый вход которого соединен с первым входом первого компаратора и с выходом алгебраического сумматора, второй вход второго компаратора соединен с выходом инвертора, вход которого соединен со вторым входом первого компаратора и с выходом умножителя на постоянный коэффициент, выход “больше” второго компаратора соединен с входом второго исполнительного элемента, а выход “меньше” первого компаратора соединен с входом первого исполнительного элемента, при этом измерители частоты входного и синхронизируемых сигналов преобразуют входной и синхронизируемый сигналы в соответствии с математическими выражениямиU0=A0/f0,U1=A1/f1,где U0 - сигнал на выходе измерителя частоты входного сигнала,U1 - сигнал на выходе измерителя частоты синхронизируемого сигнала,f0 - частота входного сигнала,f1 - частота синхронизируемого сигнала,А0 и A1 - масштабные коэффициенты.На фиг.1 представлена электрическая структурная схема реле разности частот, на фиг.2 - измерителя частоты.Реле разности частот содержит последовательно соединенные измеритель 1 частоты входного сигнала, умножитель 2, первый компаратор 3 и первый исполнительный элемент 4, последовательно соединенные измеритель 5 частоты синхронизируемого сигнала и алгебраический сумматор 6, суммирующий вход которого соединен с выходом измерителя 1 частоты входного сигнала, а также последовательно соединенные инвертор 7, вход которого соединен с выходом умножителя 2, второй компаратор 8, другой вход которого соединен с выходом алгебраического сумматора 6 и с другим входом первого компаратора 3, и второй исполнительный элемент 9.Измерители 1 и 5 частоты могут быть выполнены в виде усилителя, в выходной цепи которого включен резонансный контур, настроенный таким образом, чтобы номинальные значения входных частот приходили на середину линейной части ветви его частотной характеристики. В этом случае выходное напряжение измерителя будет обратно пропорционально частоте его входного сигнала.Первый 4 и второй 9 исполнительные элементы могут быть выполнены в виде обмотки реле с соответствующими контактами, которая непосредственно или через усилитель соединена с выходом соответствующего компаратора. Остальные блоки являются стандартными блоками электротехники.Работает реле разности частот следующим образом.При включении реле на выходе измерителя 1 формируется сигнал U0=A0/f0, величина которого обратно пропорциональна частоте входного сигнала f0, а на выходе измерителя 5 - сигнал U1=A1/f1, обратно пропорциональный частоте синхронизируемого сигнала f1. В этом случае на выходе алгебраического сумматора 8 формируется относительная величина разности частот 1/f0-1/f1=(f1-f0)/f0·f1=(f1-f0)/f20. Кроме того, сигнал с выхода измерителя 1 умножается в умножителе 2 на малый коэффициент К, определяющий допустимое отклонение частоты синхронизируемого сигнала от входного. Примем А0=A1=1. Тогда в первом компараторе 3 сравниваются величины (f1-f0)/f0 и K/f0, а во втором компараторе 8 сравниваются величины (f1-f0) и - K/f0, поскольку на его вход поступает инвертированное инвертором 7 значение сигнала с выхода умножителя 2. Следовательно, первый исполнительный элемент 4 сработает, когда частота синхронизируемого сигнала f0 будет меньше частоты f1 входного на относительную величину, задаваемую коэффициентом К, а второй исполнительный элемент 9 - когда частота входного сигнала будет больше ее.Таким образом, предложенное устройство обладает более широкими функциональными возможностями, поскольку оно реагирует на недопустимое относительное рассогласование частот входного и синхронизируемого сигналов, а не только на абсолютные величины рассогласований, что необходимо для ряда технологических процессов.Источники информации[1] 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] Андреев В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения. - М.: Высшая школа, 1991, с.355, рис.12.16.Класс H01H47/20 для обеспечения частотной избирательности работы реле
реле разности фаз - патент 2484547 (10.06.2013) | |
реле-регулятор - патент 2449406 (27.04.2012) | |
реле разности фаз - патент 2248640 (20.03.2005) | |
реле частоты - патент 2248639 (20.03.2005) | |
реле синхронизации - патент 2248638 (20.03.2005) | |
реле частоты - патент 2244978 (20.01.2005) | |
реле частоты - патент 2244977 (20.01.2005) | |
реле частоты - патент 2244976 (20.01.2005) | |
реле разности фаз - патент 2244975 (20.01.2005) | |
реле разности фаз - патент 2241274 (27.11.2004) |