15.Принципы выполнения аналоговых рв

Основное назначение РВ - создание необходимых выдержек времени для срабатывания какого-либо автоматического устройства. Основным принципом построения аналоговых РВ является использование RС-цепочек (рис.8.2).

До момента замыкания ключа S1 конденсатор разряжен и реагирующий орган (РО), например компаратор, в несработанном состоянии.

Считаем, что в момент времени t=0 ключ S1 замыкается, напряжение на конденсаторе начинает возрастать по экспоненте

РО работает в релейном режиме и срабатывает, когда и_с = U_ср (рис.8.2,6). Откуда можем найти время срабатывания РО:

Таким образом, значение t_cp является функцией следующих переменных

Любая из них может быть использована для регулирования выдержки времени РВ. На практике наиболее удобной считается регулировка значений зарядного сопротивления (ступенчато) или порога срабатывания (плавно и ступенчато).

При U_ср = const, изменение напряжения питания бU_n является причиной возникновения погреш-ности по выдержке времени, и с ростом отно-шения U_ср/U_п эта погрешность нелинейно уве-личивается. По этой причине U_ср не принимается больше величины больше чем 0,5U_П.

Для получения выдержки времени на возврат, используется принцип разряда предварительно заряженного конденсатора (рис.8.3).

До момента переключения ключа S1конденсатор заряжен до напряжения питания, а РО находится в несработанном состоянии. Считаем, что в момент времени t=0 ключ SI переключится, напряжение на конденсаторе начинает убывать по экспоненте

РО сработает, когда u_C=U_B. Найдем время возврата:

Все свойства РВ, включая погрешности, реализу-ющего выдержку времени на возврат, будут такими же, как и в РВ с выдержкой времени на срабатывание.

Более высокие показатели использования емкости удается получить при использовании принципа заряда конденсатора от источника постоянного тока.В этом случае напряжение на конденсаторе изменится по закону близкому к линейному:

где U_c(0) – напряжение на хронирующем конденсаторе в момент получения команды на отсчет выдержки времени.

Линейность изменения u_C не накладывает ограничений на значения порога срабатывания U_CP РО.Для такого принципа

Для минимизации погрешности РВ надо обеспечить нулевые начальные условия на хронирующем конденсаторе,т.е. минимзировать величину U_C(0).

16.Принципы выполнения цифровых рв

Различные логические элементы (ЛЭ) позволяют наиболее просто реализовать ЦРВ на большие выдержки времени. Например, подсчет импульсов, достаточно стабильного по частоте источника импульсного напряжения позволяет создать ЦРВ превосходящие по точности аналоговые РВ. При этом можно реализовать выдержки времени от долей секунд до нескольких часов. Обобщенная структурная схема со счетчиком импульсов показана на рис.9.1.

Импульсы от источника ГИ подаются на счет-чик СЧ. Подостижении СЧ отсчета необходи-мого числа импульсов, выходное устройство

срабатывает и выдает сигнал управления другим узлам аппаратуры.

Различие подобных ЦРВ состоит в организации узлов данной структурной схемы. Основным узлом здесь является СЧ, который может быть организован на последовательно соединенных регистрах сдвига, триггерах со счетным входом, на двоичных и двоично-десятичных счетчиках.

Наиболее распространены ЦРВ с двоичным счетчиком

В таких схемах генератор импульсов G1 вырабатывает прямоугольные импульсы заданной частоты, двоичный счетчик СТ2 подсчитывает их. Подсчет числа импульсов зависит от разрядности двоичного счетчика, который по окончании счета выдает команду выходному органу. В таких схемах генератор может работать непрерывно, или запускаться по какому-либо внешнему сигналу. В первом случае сигнал «Пуск» снимает запрет с входа «R» счетчика.

Последние разработки ЦРВ и других реле разного назначения реализованы с применением микропроцессорной техники и программируемой логики. Функционально законченное устройство управления на микропроцессорах называют контроллером. В настоящее время они широко применяются в электротехнической промышленности, и в частности, в современных устройствах релейной защиты. Контроллер способен заменить несколько полнофункциональных реле, объединенных в единое устройство.

К настоящему времени доказана эффективность и экономия материально-технических ресурсов, а также повышение надежности средств автоматики при замене гибридных релейно-контактной аппаратуры дискретной бесконтактной и микропроцессорной техникой. И это направление наиболее перспективно.