Устройство для автоматической настройки термореле

Устройство для автоматической настройки термореле

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматике и в частности к устройствам для автоматической настройки термореле. Устройство с целью повьппения точности содержит управляемый реверсивный электропривод 1,связанный через исполнительный механизм 3 с основанием 4 термореле, которое через биметаллический диск 5 и шток 19 связано с контактами реле, а также термосвязанный с основанием нагреватель 6. Управление электроприводом и нагревателем осуществляется при помощи соответствующих блоков 12, 13 управления по сигналам датчика 2 перемещения контактов 20 термореле через элемент 8 сравнения, логические элементы и два триггера. При этом настройка термореле производится последовательным приближением путем перемещения основания до получения максимальной скорости переключения контактов термореле по фактической температурной характеристике каждого биметаллического диска. 2 ил. СО ьо ND 1ЧЭ 4 СО

СОЮЗ СОжТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (д) 4 G 05 D 23/19

yr r у. °

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ГО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТЮ1 (2 1) 4049363/24-24 (22) 10.02.86 (46) 07.07.87. Бюп. У 25 (7 1) Смоленское научно-производственное объединение "Техноприбор" (72) В.А.Сердюков, К.И.Романенко и Д.П.Уваренков (53) 621.555.6(088.8) (56) Сборка и настройка датчиков реле температуры ДРТ-А и ДРТ-Б. Технологическая инструкция, 1074.2500.

00006 завода "Староруссприбор".

Патент США У 3946598, кл. 73-67.1, опублик. 1976. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ

НАСТРОЙКИ ТЕРМОРЕЛЕ (57) Изобретение относится к автоматике и в частности к устройствам для автоматической настройки термореле.

Устройство с целью повышения точнос„„SU„„> 322243 д ) ти содержит управляемый реверсивный электропривод 1,связанный через исполнительный механизм 3 с основанием

4 термореле, которое через биметаллический диск 5 и шток 19 связано с контактами реле, а также термосвязанный с основанием нагреватель 6. Управление электроприводом и нагревателем осуществляется при помощи соответствующих блоков 12, 13 управления по сигналам датчика 2 перемещения контактов 20 термореле через элемент 8 сравнения, логические элементы и два триггера. При этом настройка термореле производится последовательным приближением путем перемещения основания до получения максимальной скорости переключения контактов термореле по фактической температурной характеристике каждого биметаллического диска.

2 ил.

1 13222

Изобретение относится к автоматике, в частности к устройствам для антоматической настройки термореле с биметаллическими дисками.

Цель изобретения — повышение точности.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для автоматической настройки термореле; на фиг. 2 — диаграмма работы устройства. l0

Устройстно содержит ренерсивный электропривод 1, датчик 2 перемещения, исполнительный механизм 3, связанный с основанием 4 термореле с биметаллическим диском 5, нагреватель 6, отжим-I5 ную пружину 7, элемент 8 сравнения (цифровой) инвертор 9, первый триггер

10, первый ключ 11, первый 12 и нторой 13 блоки управления, формиронатель

14 импульсов, элемент И 15, второй 20 ключ 16, второй триггер 17, элемент

ИЛИ 18, шток 19, контакты 20, корпус

21, первый 22 и нторой 23 редукторы.

Устройство автоматически настраивает как термореле с замыкающими кон- 25 тактами типа А, так и с раэмыкающими контактами типа Б.

Термореле настраиваются устройством в дна этапа. На первом этапе устраняются влияние на точность настрой- 30 ки и отклонение размеров деталей реле от номинальных, а на втором — основание.4 устанавливается относительно корпуса 21 реле в такое положение, нри котором взаимодействие диска 5, штока 19 и контактов 20 обеспечивает размыкание или замыкание контактов

20 в момент максимальной скорости перемещения центра сферы диска 5 при выщелкивании"" его в результате тем- 40 пературного воздействия — нагревания

Устройстно при настройке реле типа

Б работает следующим образом.

Размыкают ключ 11, после чего подают питающие напряжение. На выходе 45 формирователя 14 импульсов кратковременно устанавливается логический "0", который попадает на второй вход элемента И 15, на выходе которого также кратковременно устанавливается "0", который, в свою очередь, поступает на установочный вход триггера 17, переводя его в нулевое состояние на выходе "0".

Этот "О", в свою очередь, одновре- 55 менно попадает на установочный вход триггера 10, как команда установки триггера 10 в исходное состояние, и на четвертый вход блока 12, как ко43 манда сброса и эапрета работы электропринода. Триггер !О переходит в нулевое состояние, электропринод 1 останавливается на первом и втором выходах блока 12, следовательно, на первом и втором входах элемента ИЛИ 18 и на перном и втором входах электропривода

1 устанавливается "0". На выходе элемента ИЛИ 18 устанавливается "0", который попадает на третий нход элемента 8 сравнения и, обнулив его,"0" с выхода триггера 10 одновременно попадает на первый вход элемента 8, заблокировов его вход, а также на вход блока 13, который выключает нагреватель 6, и на третий вход блока 12, наложив запрет на смещение электроприводом 1 исполнительного механизма

3 в направлении от контактов 20.

После завершения описанных логических действий устройство для настройки приведено в исходное состояниеэлектропривод 1 остановлен, нагреватель 6 выключен, а счетчик элемента

8 обнулен и заблокирован по входу.

Термореле помещено в устройство, контакты 20 замкнуты иэ-эа отсутствия воздействия на них со стороны штока

19.

В первом блоке 12 управления в зависимости от значения логического уровня на первом, втором, третьем и четвертом входах формируется (например, микросхемами) логический уровень на первом и втором выходах блока.

Кратковременно замыкают (любым способом) ключ 16 и "0" через контакты ключа попадает на тактовый вход триггера 17, последний срабатывает и на его выходе вместо "0" устанавливается "1", которая попадает одновременно на установочный вход триггера 10, снимая запрет на срабатывание, и на четвертый вход блока 12, снимая запрет на работу электропривода 1.

На входах блока 12 установлены следующие логические уровни: на первом и третьем "0", на нтором и четвертом

"1".

От такого сочетания логических уровней на первом выходе блока 12, следовательно, на первом входе элемента 18 и перном входе электропривода 1 вместо "0" устанавливается

"1". Электропринод начинает смещать механизм 3 н направлении к контактам

20. На выходе элемента 18 вместо "0" устанавливается "1", которая попадает на третий вход элемента 8 сравне1322243 ния, и счетчик схемы не удерживается в исходном состоянии, Электропривод 1 через первый редуктор 22, смещая механизм 3, одновременно смещает основание 4, которое упругой силой пружины 7, установленной между основанием 4 и неподвижной частью устройства для настройки, прижато к механизму 3. Основание 4, в свою очередь, смещает диск 5, ко- 1ð торый через шток 19 оказывает механическое воздействие на контакты 20, и в какой-то момент времени контакты

20 размыкаются. После этого на первом входе блока 12 и на входе инвертора 9 вместо "О" устанавливается

"1", а на выходе инвертора вместо "1" устанавливается "0", который попадает на тактовый вход триггера 10, последний срабатывает и остается до кон-20 ца настройки в сработанном состоянии, на его инверторном выходе вместо "О" устанавливается " 1", которая одновременно попадает на первый вход элемента 8 и разблокировывает вход счетчика схемы, на вход блока 13, и блок 13 включает,нагреватель 6, и на третий вход блока 12. После этого на первом, втором, третьем и четвертом входах блока 12 устанавливается "1", в результате этого на первом выходе блока 12, соответственно на первом входе элемента 18 и первом входе электропривода 1 вместо "1" устанавливается "0", а на втором выходе блока

12 и соответственно на втором входе элемента 18 и втором входе электропривода 1 вместо "0" устанавливается

"1", и электропривод 1 начинает смещать основание 4 в сторону удаления 40 от контактов 20.

В момент срабатывания триггера 10 (в момент первого размыкания контактов 20) все подвижные элементы датчи-45 ка-реле, взаимодействующие при настройке (основание 4, диск 5 шток 19 и контакты 20), установлены в строго определенное относительно друг друга положение — приведены в соприкоснове. 50 ние (при холодном диске 5), что равнозначно компенсации отклонений размеров этих элементов от номинальных и это является основным условием, обеспечивающим возможность использования фактической температурной характеристики каждого диска 5 в завершающей стадии (втором этапе) настройки реле, т.е. триггер 10 фиксирует исходное состояние подвижных элементов термореле.

Электропривод 1, смещая основание

4 в сторону удаления от контактов О, постепенно снижает усилие механического воздействия диска 5 через шток

19 на контакты 20, и наступает момент, когда контакты замыкаются. В результате этого на входе инвертора

9 и на первом входе блока 12 вместо

" 1" устанавливается "О", вследствие чего на втором выходе блока 12 и соответственно на втором входе элемента 18 и втором входе электропривода

1 вместо "1" устанавливается "О".

Электропривод 1 останавливается, на выходе элемента 18 вместо "1" устанавливается "0", который попадает на третий вход элемента 8 и обнуляет его счетчик, на вход которого через второй вход элемента 8, соединенный с выходом датчика 2, кинематически связанным через второй редуктор 23 с электроприводом 1, во время работы электропривода 1 поступает определенное число импульсов, прямо пропорциональ»ое величине линейного смещения основания 4. Эти импульсы образуются в датчике 2, например, оптронной парой с уровнями "1" и "0", причем число импульсов строго пропорционально величине смещения основания 4 независимо от направления смещения.

Включенный нагреватель 6 нагревает диск 5, при этом изменяется геометрия его сферы, вначале она плавно спрямляется, а затем, при характерной для каждого диска 5 температуре, диск 5

"выщЕлкивает"", при этом направление сферы диска 5 скачкообразно, релейно, изменяется на противоположное, т.е. с выпуклой на вогнутую (на фиг. 1 положение сферы диска 5 после "выщелкивания" показано пунктиром).

При изменении геометрии сферы диска 5 наибольшее по величине перемещение совершает центр сферы, непосредственно соприкасающийся со штоком 19.

Типовая температурная характеристика перемещения центра сферы биметаллического диска показана на фиг. 2, где АВС и DE — участки плавного, аналогового, перемещения, CD — участок релейного, скачкообразного при

"выщелкивании" перемещения центра сферы диска при нагревании его от температуры Т„ (нормальные условия) до температуры Т вЂ” верхняя темпера13222 тура, EDF и ВА — участки плавного перемещения, FB — участки релейного при охлаждении нагретого диска от Т> до

Т . Величина полного перемещения центн ра сферы диска при выщелкивании" Н.

Фактическая температурная характеристика конкретного диска может незначительно отличаться от типовой. по температуре срабатывания при нагреве (Т ) и по температуре срабатывания 10 г нс. при охлаждении нагретого диска 5 (Т, о„). Эти отклонения сдвигают характеристику в целом вправо или влево в допустимых пределах и не отражаются на точности> качестве и на- 15 стройке. Основным условием точной настройки реле является такое взаимное расположение корпуса 21 реле и основания 4, при котором во время "выщелкивания" диска 5 контакты 20 раз- 20 мыкаются или замыкаются с максимальной скоростью. Контакты термореле типа Б при нагревании диска 5 размыкаются, а при охлаждении диска 5 замыкаются. Иэ графика (фиг. 2) видно, 25 что начало релейного хода перемещения центра сферы диска от точки С к точке

D плавное, и, следовательно, скорость перемещения не максимальная, затем на отрезке кривой CD, меньшем 1/2, 30 скорость перемещения центра сферы диска возрастает до максимальной. Следовательно, если при настройке реле типа Б основание 4 сместить относительно корпуса 21 так, что при дости- 3 кении диском 5 температуры, соответствующей точке С температурной характеристики (фиг. 2), контакты 20 термореле замкнуты, а после "вьпцелкивания диска 5 дополнительно сместить 40 основание 4 на величину, равную 1/2, и в этом положении закрепить на корпусе 21 реле, то в процессе эксплуатации датчика-реле его контакты 20 (фиг. 1) размыкаются с максимальной 45 скоростью — с максимальной скоростью перемещения центра диска при "вьпцелкивании".

Для определения с большой точностью точки С температурной характеристики диска 5 использовано свойство диска в части многократного увеличения скорости перемещения центра сферы при

"выщелкивании"" (фиг. 2, где перемещение центра сферы диска 5 дано в координатах температуры и времени при постоянной мощности нагревателя).

По этой причине с помощью редуктора 22 скорость смещения основания 4

43 6 электроприводом 1 подобрана выше, чем скорость перемещения центра сферы диска 5 на участке АВС, и намного ниже скорости перемещения центра сферы диска 5 на участке CD температурной характеристики, а для ограничения величины смещения основания 4 в память элемента 8 введено число, равное числу импульсов, образованных в датчике

2 при однократном смещении основания 4 на расстояние, равное 1/2. При этом строгое соответствие пропорциональности числа импульсов датчика 2 величине смещения основания 4 обеспечивается с помощью редуктора 23.

Выбранная скорость смещения основания 4 обеспечивает воэможность оггределить участки температурной характеристики диска 5: АВС аналогового перемещения с малой скоростью перемещения центра сферы и CD релейного хода с высокой скоростью перемещения центра сферы. На аналоговом участке электропривод 1, смещая основание 4, успевает скомпенсировать возмущающие действия нагреваемого диска 5 на контакты 20, поэтому в точке С температурной характеристики контакты 20 замкнуты. На участке CD температурной характеристики — участке релейного хода центра сферы при "вьпцелкивании" диска 5 — электропривод 1, смещая основание 4, не успевает в течение релейного хода центра сферы диска 5 скомпенсировать результаты воздействия диска 5 на контакты 20, и смещение основания 4 ограничено раз мером, равным 1/2, т.е. числом импульсов датчика 2, равному числу, введенному в память элемента 8.

Следовательно, в течение нагрева диска 5 от температуры Т до Т (участок характеристики АВС, фиг ° 2) неоднократно повторяется следующая последовательность взаимодействия элементов устройства для настройки. Нагреваемый диск 5 изменяет геометрию своей сферы, центр сферы перемещает1 ся и, воздействуя через шток 19 на контакты 20, размыкает их, после чего на первом входе блока 12 вместо "0" устанавливается "1". На втором выходе блока 12 и соответственно на втором входе элемента 18 и на втором входе электролривода 1 вместо "О" устанавливается "1". Электропривод 1 начинает смещать основание 4 в сторону удаления от контактов 20 (компенсируя возмущения, вызванные диском 5), а на выходе датчика 2 появляются импульсы, число которых прямо пропорционально величине смещения основания 4, на выходе элемента 18 вместо

"0" устанавливается " 1", которая попадает на третий вход элемента 8 и прекращает удержание счетчика элемента 8 в обнуленном состоянии. В связи с тем, что скорость смещения электроприводом 1 основания 4 вьппе 10 скорости перемещения центра сферы диска 5, возмущения, вызванные диском

5, скомпенсированы, т.е. контакты 20 вновь замыкаются, и на первом входе блока 12 вместо "1" устанавливается 15

"0" ° Вследствие этого на втором выходе блока 12 и соответственно на втором входе элемента 18 и втором входе электропривода 1 вместо "1" устанавливается "0", электропривод 1 20 останавливается и прекращает смещение основания 4, на выходе элемента

18 вместо " 1" устанавливается "0", который поступает на третий вход элемента 8 и обнуляет счетчик, т.е. за- 25 черкивает число, равное количеству импульсов, поступивших к этому времени на второй вход элемента 8 с выхода датчика 2.

При перемещении центра сферы дис- 30 ка 5 в точку С, соответствующей температуре Т, „г — температуре "выщелкивания" диска 5 — центр сферы диска совершает релейный ход, скорость которого во много раэ вьппе скорости сме-35 щения электроприводом 1 основания 4.

Во время релейного хода центр сферы диска 5 через шток 19 размыкает контакты 20, и на первом входе блока 12 вместо "0 устанавливается 1, а на 40 втором выходе блока 12 и соответственно на втором входе элемента 18 и втором входе электропривода 1 вместо "0" устанавливается "1". Электропривод 1 начинает смещать основание 4 в сторо- 45 ну удаления от контактов 20, на выходе элемента 18 вместо "0" устанавливается "1", которая поступает на третий вход элемента 8 и прекращает обнуление его счетчика. Во время смеще- 50 ния основания 4 в датчике 2 образуются импульсы, по числу пропорционально равные величине смещения основания

4. Эти импульсы с выхода датчика 2 через второй вход элемента 8 поступают на вход счетчика и накапливаются в нем.

Скорость перемещения центра сферы диска 5 резко увеличивается, а ско1322243 8 рость смещения основания 4 остается прежней, поэтому электропривод 1 смещения основания 4 за время релейного хода диска 5 не успевает скомпенсировать воздействие диска 5 на контакты 20.

Элемент 8 сравнивает число импульсов от датчика 2 с числом, хранящимся в его памяти, и при равенстве этих чисел, означающих смещение основания

4 на расстояние, равное 1/2, на выходе элемента 8 вместо "1" устанавливается "0", который поступает на первый вход элемента И 15. На выходе последнего вместо "1" устанавливается "0", который поступает на установочный вход триггера 17 сброса и запрета, после чего последний переходит в исходное состояние, и на его выходе вместо "1" устанавливается "0", который одновременно поступает на установочный вход триггера 10 и четвертый вход блока 12.

Триггер 10 переходит в исходное состояние и на инверторном его выходе вместо "1" устанавливается "0", который одновременно попадает на вход блока 13, и блок выключает нагреватель

6, на первый вход элемента 8 и блокирует вход его счетчика и на третий вход блока 12, наложив запрет на смещение основания 4 в сторону от контактов 20. От "0", поступившего на четвертый вход блока 12, на втором выходе блока 12 и соответственно на втором входе электропривода 1 и на втором входе элемента 18 вместо "1" устанавливается "0". Электропривод 1 останавливается и прекращает смещать основание 4, на выходе элемента 18 вместо устанавливается "0", который попадает на третий вход элемента 8 и обнуляет его счетчик, а на выходе элемента 8 вместо "0" устанавливается "1", которая, в свою очередь, попадает на первый вход элемента И 15, на выходе которого устанавливается

"1", которая, в свою очередь, попадает на установочный вход триггера 17, освобождая последний от удержания в исходном состоянии. Все элементы устройства для настройки приведены в исходное состояние. На этом настройка термореле типа Б заканчивается, и основание 4 закрепляется к корпусу 21 датчика-реле.

Термореле типа А настраивается аналогичным образом при замкнутом ключе 11.

1322243

10 тов.

Формула изобретения

Составитель Г.Криман

Редактор О.Головач Техред Л.Олийнык Корректор С.Шекмар

Заказ 2863/43 Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Предлагаемое устройство позволяет настраивать термореле по фактической температурной характеристике с учетом индивидуальности каждого биметаллического диска, чем обеспечивается точная настройка каждого экземпляра реле, т.е. строгое совмещение моментов срабатывания, "выщелкивания" диска и изменения состояния контактов реле с обеспечением максимальной скорости переключения контакУстройство для автоматической настройки термореле, содержащее последовательно соединенные первый блок управления, реверсивный электропривод, первый редуктор и исполнительный механизм, соединенный с основанием термореле, связанным через пружину с его корпусом и через симметрический диск и шток с контактами термореле, последовательно соединенные второй блок управления и нагреватель, имеющий тепловой контакт с основанием термореле, а также элемент сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно содержит последовательно соединенные второй редуктор и датчик перемещения, формирователь импульсов, элемент И, первый и второй триггеры, инвертор, элемент ИЛИ, два ключа, причем выход формирователя импульсов подключен к одному из входов элемента

И, второй вход которого соединен с выходом элемента сравнения, входы ко1ð торого подключены соответственно к выходу первого триггера, выходу датчика перемещения и выходу элемента ИЛИ, входы которого связаны с выходами первого блока управления, связанного соответствующими входами управления с общей шиной через контакт термореле выходом первого ключа, выходом первого триггера и выходом второго триггера входы которого подключены к выходу элемента И и выходу второго ключа соответственно, контакт термореле через инвертор соединен с одним из входов первого триггера, второй вход ко. торого подключен к выходу второго

25 триггера, вход второго редуктора соединен с выходом реверсивного электропривода, вход второго блока управления связан с выходом первого триггера, а входы первого и второго ключей

30 соединены с общей шиной. !