Пристрій контролю фази

Винахід відноситься до електротехніки і може бути використай для контролю фази сигналів. Відомо «Пристрій для контролю чергування фаз» (А.с. СРСР 1688200, МПК-5G01R29/18, БВ-40-91p.), що містить три формувача, входи яких є входами пристрою, а вихід першого з них з'єднаний із входом інвертора, а також тригер, прямий вхід якого з'єднаний з індикатором, причому в нього введені діфференціатор і елемент Й, вихід якого з'єднаний з інформаційним входом тригера, перший вхід через діфференціатор з'єднаний з виходом другого формувача, др угий вхід з'єднаний з виходом інвертора, третій - з виходом третього формувача, а четвертий - з інверсним виходом тригера, причому тригер виконаний у виді RS-тригера, скидний вхід якого підключений у шині «Скидання». Недоліком відомого пристрою є його складність. Найбільш близьким по технічній сутності і результату, що досягається, і обраним як прототип є вузол синхронізації по частоті, що входить до складу «Генератора синусоїдальної напруги, синхронізований з мережею перемінного струму» (Заявка №2002097615, МПК-7Н02М7/48, пріоритет від 23.09.2002p.), що містить блок порівняння і суматор частот, виконаний у вигляді трьох обмоткового трансформатора, демодулятор, виконаний на діодному мосту, індикатор «нульових» биттів, виконаний на світлодіодному індикаторі, і компаратор, виконаний на операційному підсилювачі. Недоліком прототипу є складність пристрою і великі габарити, обумовлені використанням трансформатора. Задачею винаходу є розробка нової схемотехніки пристрою контролю фази з досягненням технічного результату - спрощення пристрою, зменшення його габаритів і підвищення функціональних можливостей пристрою. Поставлена задача зважується тим, що в «Пристрої контролю фази», що містить блок порівняння й індикатор, додатково введені два інвертори, блок контролю і виконавчий орган, при цьому блок порівняння виконаний у вигляді логічної схеми «виключне «АБО», а індикатор виконаний у вигляді транзисторного каскаду зі світлодіодним індикатором, крім того, блок контролю виконаний у вигляді логічної схеми «И», а виконавчий орган виконаний у вигляді транзисторного каскаду з вихідним реле. Новим у пристрої, що заявляється, є нова схемотехніка пристрою контролю фази, що дозволяє порівнювати фази двох сигналів, індукують момент збігу фаз дво х сигналів. Тому очевидно, що реалізація пристрою, що заявляється, дозволить вирішити задачу, поставлену в даному винаході, з досягненням технічного результату спрощення пристрою і зменшення його габаритів. Суттєвими ознаками пристрою, що заявляється, співпадаючими з прототипом, є наступні ознаки: - блок порівняння; - індикатор. Відмітними від прототипу суттєвими ознаками пристрою, що заявляється, є наступні ознаки: - два інвертори; - блок контролю; - виконавчий орган; - блок порівняння виконаний у вигляді логічної схеми «виключне «АБО»; - індикатор виконаний у вигляді транзисторного каскаду зі світлодіодним індикатором. Приватними відмітними від прототипу суттєвими ознаками пристрою, що заявляється, є наступні ознаки: - блок контролю виконаний у вигляді логічної схеми «И»; - виконавчий орган виконаний у вигляді транзисторного каскаду з вихідним реле. Між суттєвими ознаками винаходу, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, існує наступний причинно-наслідковий зв'язок. Дійсно, нова схемотехніка пропонованого пристрою в порівнянні з прототипом дозволяє значно спростити пристрій і зменшити його габарити, тому що відсутність трансформатора значно зменшує габарити пристрою, а також спрощує те хнологію його виготовлення за рахунок виключення операцій по виготовленню спеціального трансформатора. Крім того, введення в даний пристрій блоку контролю і виконавчого органа дозволяє розширити функціональні можливості пристрою за рахунок порівняння величин двох напруг від двох різних джерел напруги мережі і вихідної напруги перетворювача, причому виконавчий орган здійснює підключення перетворювача до живильного мережі при перевищенні напруги перетворювача в порівнянні з напругою живильної мережі, а також при збігу фази цих двох напруг. Сутність пристрою, що заявляється, пояснюється кресленням. На фіг.1 зображена принципова електрична схема пристрою. Блок порівняння виконаний на логічній схемі «виключне «АБО» DD1-1, на перший вхід якої надходять імпульси від формувача прямокутних імпульсів (умовно не показаний), синхронізовані із сітковою напругою, а на другий вхід подається напруга з виходу перетворювача. Перший інвертор DD1-2 виконаний на логічній схемі «И». Індикатор виконаний на транзисторному каскаді VT1, резисторах R1, R2 і конденсаторі С1. У колекторний ланцюг транзистора VT1 включений світлодіодний індикатор VD1, послідовно з яким з'єднаний струмообмежувальний резистор R3. Блок контролю напруги виконаний на логічній схемі «И» DD1-3, на перший вхід якої надходить сигнал з виходу першого інвертора DD1-2, а на другий вхід надходить сигнал з виходу ПКН (пристрою контролю напруги - умовно не показан). Виконавчий орган виконаний у вигляді транзисторного каскаду VT2 з вихідним реле Р1, включеним у його колекторний ланцюг. Обмотка реле Р1 зашунтована діодом VD2, що захищають транзистор VT2 від екстратоків і перенапруг при переключеннях обмотки реле Р1. У базовий ланцюг транзистора VT2 включений дільник напруги на резисторах R4 і R5, причому резистор R5 зашунтований конденсатором С2 і перемикачем SA1. Пристрій працює в такий спосіб. Імпульси, пропорційні Uс і імпульси, пропорційні напрузі перемінного струму з перетворювача нетрадиційного джерела, надходять на входи логічного елемента DD1-1, що реалізує функцію «виключне «АБО». Двоїчне число на виході цього елемента є молодшим розрядом суми двоїчних чисел на його входа х, тобто при наявності на обох входа х нулів (чи одиниць), на виході присутній нульовий рівень сигналу. При інших комбінацій вхідних сигналів на ви ході DD1-1 з'являється сигнал логічної одиниці. При збігу частот мережі і перетворювача на виході DD1-1 є присутнім сигнал логічного нуля, що інвертується логічним елементом DD1-2 і сигнал логічної одиниці надходить з виходу елемента DD1-2 на перший вхід логічного елемента DD1-3, що реалізує логічну функцію «И», на другий вхід якої надходить сигнал з ПКН. На виході елемента DD1-3 є присутнім сигнал логічної одиниці при наявності одиничних сигналів на його обох входа х. При наявності сигналу на виході DD1-2 через дільник напруги на резисторах R1 і R2 створюється зсув на базі транзистора VT1, що відкривається. При цьому через VT1 протікає струм світлодіода VD1, світіння якого вказує на збіг частот і фаз напруг мережі і перетворювача. При цьому перемикач SA1 переводять у положення «Вкл.», при цьому зсув, створюваний резисторами R4 і R5, підключеними до виходу логічного елемента DD14, відкриває транзистор VT2, що включає реле К1. Реле К1 підключає квазісинусоїдальну напругу з виходу перетворювача до промислової мережі, при цьому відбувається генерація напруги в мережу. На підставі усього вищевикладеного, можна зробити висновок, що задача, поставлена у винаході розробка нової схемотехніки пристрою контролю фази - вирішена з досягненням технічного результату спрощенням пристрою і зменшенням його габаритів.