Claims (2)
Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство дополнительно введены регистр пам ти и интегрирующий 3 счетчик импульсов, причем первые входы регистра пам ти подключены к разр дным выходам счетчика импульсо управл ющий вход - к выходу органа сравнени напр жений, выходы - к уп равл ющим входам делител частоты, выполненного программируемым, установочный и тактовый входы интегриру ющего счетчика импульсов соединены соответственно с установочным входом и выходом счетчика импульсов выход - с входом исполнительного ор гана . На фиг. 1 представлена функциональна схема устройства; на фиг.2 ,семейство врем токовых характеристик устройства. Устройство содер 1 ит преобразовав тель 1 тока в напр жение, пусковой орган 2, генератор 3 импульсов стабильной частоты, счетчик импульсов , коммутатор 5} цифро-аналоговый преобразователь 6, орган-7 сравнени напр жений, программируемый.делитель 8 частоты, регистр 9 пам ти, интегрирующий счетчик 10 импульсов, исполнительньм орган 11. Устройство работает .следующим об разом. Преобразователь 1 формирует из контролируемого тока у однопол р ное сгла : енное напр жение UBX , (1) где K - коэффициент пропорциональности . Это напр жение подводитс к входу пускового органа 2, где оно срав ниваетс по величине с напр жением Uy-i уставки срабатывани пускового органа The goal is achieved by addition of a memory register and an integrating 3 pulse counter to the device, with the first inputs of the memory register being connected to the discharge outputs of the pulse counter control input - to the output of the voltage comparison control, to the control inputs the frequency divider made programmable, the setup and clock inputs of the integrating pulse counter are connected respectively to the setup input and the output of the pulse counter output — to the input of the executive body. FIG. 1 shows a functional diagram of the device; figure 2, the family time current characteristics of the device. The device contains 1 and 1 current to voltage converter, a starting unit 2, a generator of 3 stable frequency pulses, a pulse counter, a switch 5} digital-analog converter 6, an organ-7 voltage comparison, programmable frequency divider 8, register 9 memory TI, integrating counter 10 pulses, actuator 11. The device works as follows. Transducer 1 generates a single-pole voltage from the monitored current: the rated voltage UBX, (1) where K is the proportionality coefficient. This voltage is supplied to the input of the triggering organ 2, where it is compared in magnitude with the voltage Uy-i of the triggering response setpoint.
2. При срабатывании пусковог органа 2 включаетс генератор 3 импульсов стабильной частоты, а с установочного входа счетчика k импуль сов снимаетс сигнал сброса в ноль При этом счетчик k импульсов начинает тактироватьс импульсами с пе .риодом То с выхода генератора 3 импульсов стабильной частоты через ко мутатор 5, а на выходе поразр дно св занного со счетчиком импульсов цифро-аналогового преобразовател 6 по вл етс напр жение Ufi UOH , опорное напр жение; п количество записанных в счетчик импульсов; N - полный объем счетчика им пульсов. 1 Напр жение и и Ugy подведены к Органу сравнени напр жений 7 который срабатывает по условию 1 / Ugj{ и, воздейству на коммутатор 5, перег лючает тактовый вход счетчика импульсов на выход программируемого делител 8 частоты. Одновременно с переключением коммутатора 5 происходит включение регистра Э пам ти, сохран ющего с этого момента код того числа поступивших на счетчик k импульсов , при котором произошло срабатывание органа 7 сравнени напр жений . После переключени коммутатора 5 счетчик А импульсов тактируетс импульсами с новым периодом КТо, где К - коэффициент делени частоты программируемого делител 8 частоты, и формирует на своем выходе сигнал переполнени при последующем заполнении импульсами до своего полного .объема N. Таким образом, полное врем t заполнени счетчика импульсов складываетс из времени t pпредустановки счетчика некоторым числом п импульсов с момента срабатывани пускового органа 2 до момента срабатывани органа 7 сравнени напр жений и времени t досчета счетчиком k- импульсов оставшейс части N-n своего объема с момента срабатывани органа 7 сравнени напр жений до полного заполнени счетчика, т.е. Чр- о 1дс КТо (N-n) t- KToN - To(K-1)n (6) Если напр жение U достигло уровн U g с поступлением на счетчик k импульсов п-ного импульса и орган 7 сравнени напр жений сработал при Ug и, то св зь между объемом п предустановки и током t g)(B этот момент , с учетом (1) и (2), определ етс следующим образом: ИХ Uon . Отсюда, если К - const, выражение дл t по (6) приводитс к виду t А - Blg (8) и отображает обратную линейную зависимость времени от величины тока i g5 (справедливо дл тех значений тока I g . при которых напр жение , т.е. при .,/К) . На фиг. 2 показано проход щее через точку О семейство линейных Xчрактеристик, отражающих кажда зависимость - Blg и отличающихс только наклоном, зздаваемым величиной К. Пр ма 0-0 представл ет собой характеристику з висимости зремени предустановки от тока igy , общую дл всех линейны характеристик, проход щих через точ О . В точке о характеристика времени Ц переходит в независимую от то ка I g5( часть, поскольку при любом значении напр жени U0 /Uon3To напр жение Ugxвсегда больше Ug, а пот му орган 7 сравнени напр жений не переключит счетчик k импульсов из режима предустановки в режим досчет и врем полного заполнени счетчика 4 импульсов в независимой части характеристики равно максимальному вр мени предустановки пр Нали чие в схеме устройства программируемого делител 8 частоты и регистра 9 пам ти позвол ет устройству работать с нелинейной зависимостью времени t. от величины тока „у, при этом дл получени кусочно-линейной аппроксимации заданной формы исполь зуетс зависимость наклона каждой линейной (8) характеристики от величины коэффициента К делени частоты генератора 3 импульсов стабиль ной частоты программируемым делителем 8 частоты. Каждому дискретному интервалу, на которые разбит весь диапазон изменени тока Ijiy, задаетс свой коэффициент К или сво линейна характеристика . Информаци о каждом дискретном значении тока Igy подведена к входам программируемого делител 8 частоты с выходов регистра 9 пам ти в виде кода числа п объема пред установки счетчика k импульсов, а это число ,п вл етс фактически результатом аналого-цифрового преобразовател конкретной величины тока lg,)(B цифровой код. Код числа п, таким образом, вл етс управл ющим словом дл программируемого делител 8 частоты, программа работы которого задает свое значение коэффициента К каждому конкретному значению числа п, а значит (.7 ) и каждому значению тока ln,-i. В зависимости от за- данной программируемому делителю о частоты программы устройство может работать с обратной воем токовой характеристикой любой формы. На фиг. 2 показана работа устройства (при близком к нулю тока пуска/ с .квадратичной зависимостью времени срабатывани от тока Ij, когда на одну линейную зависимость (8) накладываетс друга линейна зависимость величины коэффициента К от то ка Igy. В этом случае в качестве программируемого делител 8 частоты может использоватьс , например, простейший делитель с переменным коэффициентом делени , имеющий следующую зависимость (программу) коэффициента К делени частоты от управл ющего слова в виде двоичного кода числа п : К (М - п), где М - максимальный дл данного делител коэффициент делени частоты. При этом, если задать , то K(N-n) и в выражении (3) дл полного времени заполнени счетчика k слагающа времени досчета по (5) принимает вид дс TO(N - п) Тогда, с учетом (), врем (М - п ) а с переходом (7) от п к L уравнение дл t- принимает от-1 t,. С - D IB 4- Е IB:, Это уравнение дл зависимой от тока части характеристики соответствует квадратичному закону поскольку результат разложени (10) в р д Тейлора (до второго пор дка), например в интервале между током : пуска и током перехода в независимую часть характеристики, полностью соответствует виду уравнени (5Л Степень точности приближени кусочно-линейной характеристики к плавной кривой принципиально не ограничена, так как количество ступеней на характеристике С фиг. 2 ) определ етс разр дностью св зи счетчика импульсов с цифро-аналоговым преобразователем 6 и программируемым делителем 8 частоты . Так, если эти элементы св заны между собой, например, дес тиразр дной шиной, то количество ступеней на характеристике составл ет 2 - 1 или 1023J, а точность приближени к плавной кривой - пор дка 0,1. До тех пир пока величина тока превышает уставку тока пуска устройства , счетчик импульсов непрерывно тактируетс через коммутатор 5 импульсами , поступающими либо с выхода генератора 3 импульсов стабильной час тоты, либо с выхода программируемо- го делител 8 частоты, а потому, за полнившись за врем t по (З) до св его полного объема, счетчик импул сов автоматически устанавливаетс в ноль и начинает новый цикл счета. П переходу счетчика ) импульсов в ноль напр жение Ug по ( 2 ) становитс равным нулю, орган 7 сравнени напр жени возвращает коммутатор 5 и начальное состо ние, и вс схема в целом повтор ет свою работу, формир новый временной интервал t, По завершению отработки очередного элементарного интервала на выходе счетчика k импульсов в момент его перехода в ноль по вл етс сигнал переполнени , который тактирует интегрирующий счетчик 10. Заполнившись импульсами с выхода счетчика импульсов до своего полного объема S, интегрирующий счетчик 10 включае исполнительный орган 11, который отключает защищаемый объект. При снижении величины тока уставки пуска устройства выключившийс пороговый орган 2 octaнaвливaeт генератор 3 импульсов стабильной частоты, сбрасывает в ноль счетчики 4 и 10, чем возвращает в исходное состо ние исполнительный орган 11. Полное врем t pсрабатывани с момента пуска устройства до момента включени исполнительного органа 1 есть, практически, сумма S элементарных интервал ов времени t, длительность каждого из которых зависит от величины тока Igx своем этапе предустановки. Если за врем набора выдержки времени t р величина тока 1);измен етс , то интервалы Ц будут различимы по длительности , а врем tf 2 q ,где f(lg) по(8) или по (10), или люб го другого вида, будет соответство вать интегральному значению тока lg-j за врем набора этой выдержки, Т.е. t,(i,) dt. Таким образом, дл получени не жим образом, дл линейной зависимости выдержки сраб тывани от величины тока использую устройство с линейной врем токово 18 характеристикой срабатывани , способное работать на любой из определенного множества линейных характеристик , а конкретную характеристику и точку срабатывани на ней определ ют по конкретному значению величины тока, при этом требуемую форму нелинейной зависимости задают программой перехода с одной линейной характеристики на другую в зависимости от величины тока, а сам переход осуществл ют методом цифрового управлени делением частоты импульсов опорного генератора , дл чего-в качестве управл ющего слова используют ранее полученный на промежуточном этапе работы . устройства с линейной врем токовой характеристикой результат аналогоцифрового преобразовани величины тока в цифровой код. Широкие функциональные возможности в сочетании с простотой схемы и высокой точностью действи устройства позвол ет унифицировать на его основе схемы р да максимальных токовых защит с различными формами врем токовых характеристик и диапазонами времени срабатывани . Формула изобретени Устройство дл максимальной токовой защиты с линейной Брем токовой характеристикой срабатывани по , авт,св. N , отличающеес тем, что, с целью расширени функциональных возможностей, путем получени нелинейной зависимости срабатывани от величины тока дополнительно введены регистр пам ти и интегрирующий счетчик импульсов, причем первые входы регистра пам ти подключены к разр дным выходам счетчика импульсов, управл ющий вход к выходу органа сравнени напр жений , выходы - к управл ющим входам делител частоты, выполненного fipoi- раммируемым, установочный и тактовый входы интегрирующего счетчика импульсов соединены соответственно с установочным входом и выходом счетчика имлупьсов, выход - с входом исполнительного ..органа.2. When the trigger 2 is triggered, a generator of 3 stable frequency pulses is turned on, and a reset signal is cleared from the installation input of the counter k pulses. In this case, the counter k of pulses starts to be clocked with pulses with a frequency of 3 stable frequency pulses through the co-generator 5, and a voltage Ufi UOH, a reference voltage, appears at the output of the bit connected to the pulse counter of the D / A converter 6; n is the number of pulses recorded in the counter; N is the total volume of the pulse counter. 1 Voltage and and Ugy are connected to the Comparison Authority of voltage 7 which operates according to the condition 1 / Ugj {and, acting on switch 5, switches the pulse input of the pulse counter to the output of the programmable frequency divider 8. Simultaneously with the switching of switch 5, the memory register E is switched on, which from this moment retains the code of the number of pulses arriving at the counter k, at which the voltage comparison organ 7 trips. After switching the switch 5, the pulse counter A is clocked with pulses with a new period KTO, where K is the frequency division factor of the programmable frequency divider 8, and generates an overflow signal at its output upon subsequent filling with pulses to its full volume N. Thus, the total filling time t the pulse counter is added from the time t p of the counter preset with a certain number of pulses from the moment the trigger unit 2 responds to the moment the voltage comparison organ 7 is triggered and the increment time t the k-pulse counter of the remaining part N-n of its volume from the moment of the operation of the voltage comparison unit 7 until the meter is completely filled, i.e. Chr-1dS KTo (Nn) t-KToN - To (K-1) n (6) If the voltage U reached the level U g with the receipt of the n-pulse of the pulses and the voltage comparison organ 7 at the counter k, then the relationship between the volume n of the preset and the current tg) (B this moment, taking into account (1) and (2), is defined as follows: THEM Uon. Hence, if K is const, the expression for t in (6) is to t A - Blg (8) and displays the inverse linear dependence of time on the value of current i g5 (valid for those values of current I g. at which the voltage, i.e. at., / K). Fig. 2 shows passing through the point About this Linear X-ray characteristics reflecting each dependence — Blg and differing only in inclination, with a magnitude K. The direct 0-0 is a characteristic of the preset time dependence on the current igy, common to all linear characteristics passing through the point O. At the point o the time characteristic C changes to independent of the current I g5 (part, because at any voltage value U0 / Uon3To the voltage Ugx is always greater than Ug, and then this voltage comparison unit 7 will not switch the counter of k pulses from the preset mode to the counting mode and rem completely fill counter 4 pulses in an independent part of the characteristic is equal to the maximum preset Bp Meni etc. The existence of a programmable device in Scheme frequency divider 8 and 9 of register memory allows the device to work with non-linear dependence of time t. on current magnitude y, to obtain a piecewise linear approximation of a given shape, use the dependence of the slope of each linear (8) characteristic on the value of factor K of frequency division of the generator 3 stable frequency pulses by the programmable frequency divider 8. Each discrete interval, into which the entire range of current Ijiy is divided, is assigned its coefficient K or its linear characteristic. Information about each discrete value of current Igy is supplied to the inputs of a programmable frequency divider 8 from the outputs of memory register 9 as a code for the number n of the volume before setting the counter k of pulses, and this number n is actually the result of the A / D converter of a specific current lg, ) (B digital code. The code of the number n, thus, is the control word for the programmable frequency divider 8, the work program of which sets its value for the coefficient K for each specific value of the number n, and therefore (.7) and for each sign Depending on the programmable divider of the program frequency, the device can work with the inverse current characteristic of any form .An figure 2 shows the operation of the device (with a starting current close to zero / s. quadratic response time on current Ij, when another linear dependence of the value of coefficient K on Igy is superimposed on one linear dependence (8). In this case, for example, the simplest divider with variable k can be used as a programmable frequency divider 8 The division factor has the following dependence (program) of the frequency division factor K on the control word in the form of a binary code of the number n: K (M - n), where M is the maximum frequency division factor for the given divider. At the same time, if set, then K (Nn) and in expression (3) for the total filling time of the counter k, the component of the calculation time according to (5) takes the form ds TO (N - n) Then, taking into account (), the time (M - n) and with the transition (7) from n to L, the equation for t- takes from −1 t ,. C - D IB 4- Е IB :, This equation for the current-dependent part of the characteristic corresponds to a quadratic law since the result of decomposition (10) in the Taylor series (up to second order), for example, in the interval between current: start and transition current a part of the characteristic that fully corresponds to the form of the equation (5L The degree of accuracy of approaching the piecewise linear characteristic to a smooth curve is not fundamentally limited, since the number of steps on characteristic C of Fig. 2) is determined by the coupling width of the pulse counter with the digital-analog traction converter 6 and a programmable frequency divider 8. So, if these elements are interconnected, for example, with a ten-point bus, the number of steps in the characteristic is 2-1 or 1023J, and the accuracy of approaching a smooth curve is about 0.1. As long as the current value exceeds the device start-up current setting, the pulse counter is continuously clocked through the switch 5 by pulses coming either from the generator output 3 of the stable frequency pulses or from the output of the programmable frequency divider 8, and therefore, over full time t by (3) to its full volume, the pulse counter is automatically set to zero and starts a new counting cycle. When the pulse counter goes to zero, the voltage Ug by (2) becomes zero, the voltage comparison authority 7 returns the switch 5 and the initial state, and the whole circuit repeats its work, forming a new time interval t. the next elementary interval at the output of the pulse counter k at the moment of its transition to zero, an overflow signal appears that clocks the integrating counter 10. Filling with the pulses from the output of the pulse counter to its full volume S, the integrating counter 10 turns on spolnitelny body 11, which disables the object to be protected. When the start-up setpoint current decreases, the shut-off threshold organ 2 octaates the generator of 3 stable frequency pulses, resets counters 4 and 10 to zero, than the actuator 11 returns to its initial state. The total time t of operation from the moment the device starts up until the actuator 1 turns on there is practically the sum S of elementary time intervals t, the duration of each of which depends on the magnitude of the current Igx in its preset stage. If during the set time delay t p the current value 1); changes, then the intervals C will be distinguishable by duration, and time tf 2 q, where f (lg) according to (8) or according to (10), or any other type , will correspond to the integral current value lg-j during the set time of this exposure, i.e. t, (i,) dt. Thus, in order not to press, for a linear dependence of the shutter speed on current, I use a device with a linear time of current 18 response characteristic capable of operating on any of a certain set of linear characteristics, and the specific characteristic and response point on it is determined by a specific the magnitude of the current, while the required form of non-linear dependence is set by the program of transition from one linear characteristic to another, depending on the magnitude of the current, and the transition itself schestvl dissolved by digital control of frequency division of the reference pulse generator, for which purpose, as a control word used previously obtained at the intermediate stage of operation. devices with a linear time current characteristic result of an analog-to-digital conversion of the current value into a digital code. The wide functionality combined with the simplicity of the circuit and the high precision of the device allows unifying on its basis the circuits of a series of maximum current protection with different forms of time of current characteristics and ranges of response times. The invention The device for overcurrent protection with linear Brem current response characteristic, avt., St. N, characterized in that, in order to expand the functionality, by obtaining a non-linear response depending on the current value, a memory register and an integrating pulse counter were added, the first inputs of the memory register being connected to the discharge outputs of the pulse counter, the control input to the output the voltage comparison device, the outputs to the control inputs of the frequency divider, made fipoi-rammed, the setup and clock inputs of the integrating pulse counter are connected respectively to by the primary input and output of the impeller counter, the output is with the input of the executive .. organ.