SU989648A2 - Device for maximum current protection with linear-current-time operation characteristic - Google Patents

Description

Отсутствие учета охлаждени  снижает точность контрол  нагрева защищаемого объекта. Такое устройство не может быть использовано в сачестве защиты электроустановки, дл  кЬторой возможны режимы циклических кратковременных перегрузок. Действительно, если при кратковременной перегрузке . интегрирующий счетчик импульсов не успевает заполнитьс  до полного объ ема и отключение не происходит, то при выходе из режима перегрузки пусковой орган, выключа сь, устанавливает интегрирующий счетчик импульсов в ноль. При этом тер етс  информаци  о нагреве защищаемого объекта, и при следующем цикле перегрузки устройство моделирует нагрев начина  с нул , т.е без учета предьадущего режима. Учет предыдущего нагрева при неопределенной паузе между циклами пepeгpyJки возможно осуществл ть только моделиру  охлаждение защищаемого объекта.The lack of accounting for cooling reduces the accuracy of the heating control of the protected object. Such a device cannot be used as an electrical installation protection; for the second, cyclic short-term overload conditions are possible. Indeed, if a short-term overload. If the integrating pulse counter does not have time to be filled to the full capacity and the disconnection does not occur, then when resuming from the overload mode, the starting organ turns off the integrating pulse counter to zero. In this case, information on the heating of the protected object is lost, and during the next overload cycle, the device simulates heating starting from zero, i.e., without taking into account the previous mode. Taking into account the previous heating during an indefinite pause between overloading cycles, it is possible to carry out only the model to cool the protected object.

Целью изобретени   вл етс  увеличение точности контрол  теплового режима путем моделировани  процесса охлаждени .The aim of the invention is to increase the accuracy of thermal control by simulating a cooling process.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  максимальной тоКОВС5Й защиты с, линейной врем -токовой характеристикой срабатывани  дополнительно введены последовательно соединенные и ключевой элемент, таймер , второй регистр пам ти и делитель частоты с переменным коэффициентом делени , управл ющие входы последнего поразр дно св заны через вто рой регистр пам ти с разр дными выходами интегрирующего счетчика им-т пульсов, выполненного реверсивньам, вычитающий вход которого через ключевой элемент подключен к выходу делител  частоты с переменным коэффициентом делени , вход последнего и вход таймера подключены к выходу генератора импульсов стабильной частоты, выхо таймера подключен к управл ющим входа м ключевого элемента и второго ре истра пам ти.The goal is achieved by the addition of a serially connected key element, a timer, a second memory register and a frequency divider with a variable division factor, the control inputs of the last one connected to the device for maximum current protection with linear time-current response characteristics. through the second memory register with the bit outputs of the integrating counter of pulses im-t made reversible, the subtractive input of which is connected to the output through the key element L variable frequency dividing ratio, the last input and timer input connected to the output of the generator of stable frequency pulses vyho timer connected to the control input m key element and a second D istra memory.

На чертеже приведена функциональна  схема устройства.The drawing shows a functional diagram of the device.

Устройство содержит преобразователь 1 тока в напр жение, пусковой орган 2, генератор 3 импульсов стабильной частоты, счетчик импульсов 4, коммутатор 5, цифро-аналоговый преобразователь 6, орган сравнени  нап жений 7, программируемый делитель частоты 8, первый регистр пам ти 9, интегрирующий (реверсивный) счетчик импульсов 10, исполнительный орган 11, таймер.12, втррой регистр пам ти 13, ключевой элемент 14, делитель 15 частоты с переменным коэффициентом делени .The device contains a current-to-voltage converter 1, a starting unit 2, a generator of 3 stable frequency pulses, a pulse counter 4, a switch 5, a digital-to-analog converter 6, a voltage comparison unit 7, a programmable frequency divider 8, the first memory register 9, integrating (reversible) pulse counter 10, executive unit 11, timer 12, embedded memory register 13, key element 14, frequency divider 15 with variable division factor.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Преобразователь 1 тока в напр жение формирует из контролируемого тока однопол рное сглаженное напр жение , которое подводитс , к входу пускового органа 2 и к одному из входов органа сравнени  напр жений 7. В пусковом органе 2 это напр жение сравни5аетс  по величине с напр жением IJf, ,The current-to-voltage converter 1 forms from the controlled current a unipolar smoothed voltage, which is supplied, to the input of the triggering organ 2 and to one of the inputs of the voltage-matching organ 7. In the triggering organ 2, this voltage is compared with the voltage IJf, ,

.уставки срабатывани  указанного органа , при срабатывании которого включаес  генератор 3 импульсов стабильной частоты, и с установочноговхода счетчика 4 импульсов снимаетс  сигнал сброса в ноль. При этом счетчик тактируетс  импульсами с периодом TQ. Сигнал с генератора 3 импульсов стабильной частоты поступает на вход коммутатора 5, программируемого делител  частоты 8, таймера 12 и делител  частоты 15 с переменным коэффициентом делени . На другой вход программируемого делител  частоты 8 через п«рвый регистр пам ти 9 приходит сигнал с выходов счетчика 4, импульсов, сигналы с выходов которого через цифраналоговый преобразователь также поступают на вход органа сравнени  напр жений 7. При срабатывании последнего сигнал с его выхода поступает на управл ющие входы коммутатора 5 и первого регистра пам ти 9. Первый регистр пам ти 9 сохран ет с этого момента код числа импульсов, поступивших на счетчик 4 импульсов. При этом коммутатор 5 переключаетс  а счетчик 4 импульсов тактируетс  импульсами с новым периодом кТ и при заполнении импульсами до своего полного объема формирует сигнал на своем выходе, поступающий на суммирующий вход интегрирующего счетчика 10. Количество импульсов, суммированных счетчиком 10 за врем  (1) , пропорционально количеству тепла, выделенного за это врем  в защищаемом объекте при его нагреве током I. Моделирование процесса охлаждени  производитс  периодическим уменьшением содержимого интегрирующего счетчика импульсов 10 по экспоненциальному закону. Поскольку значение экспоненциально убывающей функции на любом участке своего изменени  становитс  в е(константа о si2,7,2) раз меньше своего началь ного значени  за врем  t (t - посто нна  времени), то периодическое уменьшение содержимого интегрирующего счетчика импульсов 10 в Е раз через равные промежутки времени Тр определ ет экспоненциальный характер этого процесса при выполнении услови The set-ups for the operation of the indicated organ, when triggered, the generator of 3 pulses of a stable frequency is activated, and the reset signal to zero is taken from the input of the counter of 4 pulses. In this case, the counter is clocked by pulses with a period TQ. The signal from the generator 3 pulses of a stable frequency is fed to the input of the switch 5, the programmable frequency divider 8, timer 12 and frequency divider 15 with a variable division factor. A signal from the outputs of counter 4, pulses, the signals from the outputs of which through the digital-analog converter also arrive at the input of the voltage comparison authority 7, arrives at the other input of the programmable frequency divider 8 through the "memory register 9". When the latter triggers, the signal from its output goes to the control inputs of the switch 5 and the first memory register 9. The first memory register 9 saves from this moment the code of the number of pulses received on the counter of 4 pulses. In this case, the switch 5 switches and the counter of 4 pulses is clocked by pulses with a new period kT and when filled with pulses to its full volume forms a signal at its output that arrives at the summing input of the integrating counter 10. The number of pulses summed by counter 10 during time (1) is proportional to the amount of heat released during this time in the protected object when it is heated by current I. The cooling process is simulated by periodically decreasing the content of the integrating pulse counter 10 n about the exponential law. Since the value of the exponentially decreasing function at any part of its change becomes e (constant about si2,7,2) times less than its initial value during time t (t is the time constant), the periodic decrease in the content of the integrating pulse counter 10 times E at regular intervals, Tr determines the exponential nature of this process when the condition

Е (2)E (2)

Claims (1)

Таймер 12 через равные промежутки времени Tg периодически включает второй регистр пам ти 13 и открывает ключевой элемент 14 на врем  te«Te Через ключевой элемент 14 выход делител  15 частоты с переменным коэффициентом делени  оказываетс  присоединенным на это врем  к вычитающему входу интегриру рщего счетчиков импуль сов 10, Если к моменту очередного включени  таймера 12 интегрирующий счетчик импульсов 10 заполн етс  -в J импульсами, то число S в виде двоичного кода фиксируетс  на управл ющих, входах делител  15 частоты с переменным коэффициентом делени  вторым регистром пам ти 13. Делитель 15 частоты с переменны коэффициентом делени  осуществл ет деление частоты импульсов , поступающих на его тактовый вход с выхода генератора 3 импульсов . стабильной частоты с периодом Т и выдает через открытый в интервале tg . ключевой элемент 14 на вычитакнций вход интегрирующего счетчика импульсов 10 непрерывный импульсный сигнал г„ аТо с периодом следовани  0 д- , где а коэффициент пропорциональности. По окончании интервала tg ключевой элемент 14 закрываетс , а количество 9 импульсов, вычтенных из содержимого интегрирукщёго счетчика импульсов 10 te оказываетс  равным -, т.е. TI Таким образом, с выключением таймер 12 в интегрирующем счетчике импуль сов 10 остаетс  записанное новое число S импульсов S S - S Далее интегрирующий счетчик импуЛьсов 10 продолжает интегрировать импульсы , поступакиие на его суммирующий вход, начина  уже с числа S с последующим периодическим уменьше нием результата интегрировани  по (3) и (4) дл  каждого нового числа записанных в счетчик импульсов 10. Поскольку относительное периодическ уменьшение Е результата интегр ррвани  есть величина посто нна  с  Т учетом Е -- (5 ) , то этот процесс л . € моделирует экспоненциально убывающую функцию. Величина коэффициента а или длительность интервала tg опр дел етс  по (2) и (5) конкретнЕтм зн чением посто нной времени охлаждени защищаемого объекта. Суммирование импульсов интегрирующим счетчиком .импульсов 10 моделирует процесс нагрева , а вычитание импульсов модели рует процесс охлаждени , задаваема  таймером 12 периодичность повторени  циклов вычитани  придает моделированию непрерывный -характер, а при одт новременном моделировании нагрера и охлаждени  продолжительность интершала tg задаетс  меньше минимальной; длительности периода следовани  им- : пульсов суммировани . Интегрирующий счетчик импульсов 10 заполн етс  импульсами, моделиру  процессы нагрева и охлаждени  защищаемого объекта, при любой нагрузке последнего, в том числе при нагрузке меньше номинальной. При работе защищаемого объекта с нагрузкой меньшей или равной номинальной он не перегреваетс  и устройство згициты .не действу-; ет на отключение, поскольку интегрирук ций счетчик импульсов 10 не запол н етс  до конца, а его содержимое стабилизируетс  по мере интегриговани  вблизи некоторого..объема S S, когда количество импульсов, суммированных в очередном цикле моделировани  нагрева, становитс  равным количеству импульсов, вычтенных в смежном цикле моделировани  процесса охлаждени . Предложенное устройство позвол ет увеличить точность контрол  теплового режима путем моделировани  процесса охлаждени . Формула изобретени  Устройство дл  максимальной токовой защиты с линейной врем -токовой характеристикой срабатывани  по авт. св. № 907661, о.тличающеес  тем, что, с целью увеличени  точности контрол  теплового режима путем моделировани  процесса охлаждени / в устройство дополнительно введены после- . довательно соединенные таймер и ключевой элемент, второй регистр пам ти и делитель частоты с переменным коэффициентом делени , управл ющие входы последнего.поразр дно св заны через второй регистр пам ти с разр дными выходами интегрирующего счетчика импульсов , выполненного реверсивным, вычитающий вход которого через ключевой элемент подключен к выходу делител  частоты с переменным коэффициентом делени , вход последнего и вход таймера подключены к выходу генератора импульсов стабильной частоты, выход таймера подключен к управл ющим, входам ключевого элемента и второго регистра пам ти. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 907661, кл. Н 02 Н 3/08, 1980.Timer 12 at regular intervals Tg periodically turns on the second memory register 13 and opens the key element 14 for the time te "Te. Through the key element 14, the output of the frequency divider 15 with a variable division factor is connected at this time to the subtracting input of the integrating pulse counter 10 If, at the time of the next switching on of timer 12, the integrating pulse counter 10 is filled with –in J pulses, then the number S in the form of a binary code is fixed on the control, frequency divider 15 inputs with a variable coefficient dividing the second memory register 13. The frequency divider 15 with variable ratio divider performs frequency division of the pulses received at its clock input from the output of generator 3 pulses. stable frequency with a period of T and gives out through the open in the interval tg. key element 14 on the readings of the input of the integrating pulse counter 10 is a continuous pulse signal rn aTo with a follow-up period of 0 d-, where a is the proportionality coefficient. At the end of the interval tg, the key element 14 is closed, and the number of 9 pulses subtracted from the contents of the integrated pulse counter 10 te is equal to -, i.e. TI Thus, with shutdown timer 12 in the integrating pulse counter 10, the recorded new number S of pulses SS - S Next, the integrating counter of impulses 10 continues to integrate the pulses received at its summing input, starting with the number S and then periodically decreasing the result of integration according to (3) and (4) for each new number of pulses recorded in the counter 10. Since the relative periodic decrease in E of the result of the integration integral is a constant value with T, taking into account E - (5), this process is l. € models an exponentially decreasing function. The value of the coefficient a or the duration of the interval tg is determined by (2) and (5) by the specific value of the constant cooling time of the protected object. The summation of pulses by the integrating counter pulses 10 simulates the heating process, and the subtraction of the pulses simulates the cooling process, set by timer 12, the frequency of repeating the subtraction cycles gives the simulation a continuous character, and with one-time simulation of heating and cooling the duration of interval tg is less than the minimum; the duration of the period of the following: summing pulses. The integrating pulse counter 10 is filled with pulses, simulating the processes of heating and cooling the protected object, with any load of the latter, including when the load is less than the nominal one. When a protected object operates with a load less or equal to the nominal, it does not overheat and the device does not act; The switch-off is disabled, because the integration of the pulse counter 10 is not completely completed, and its content stabilizes as it is integrated near a certain volume of SS, when the number of pulses summed up in the next heating simulation cycle becomes equal to the number of pulses subtracted in the adjacent cooling cycle simulation cycle. The proposed device allows to increase the accuracy of thermal control by simulating the cooling process. The invention The device for maximum current protection with a linear time-current response characteristic of aut. St. No. 907661, which is distinguished by the fact that, in order to increase the accuracy of controlling the thermal regime by simulating the cooling process /, the device is additionally introduced after-. sequentially connected timer and key element, second memory register and frequency divider with variable division factor, the control inputs of the last. They are interconnected through the second memory register with the bit outputs of the integrating pulse counter, made reversible, which subtract the input through a key element connected to the output of a frequency divider with a variable division factor, the last input and the timer input are connected to the output of a stable frequency pulse generator, the timer output is connected to the control to them, the inputs of the key element and a second register memory. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate No. 907661, cl. H 02 H 3/08, 1980.