Спосіб і пристрій контролю електричної мережі та безконтактного електронного управління електромагнітним виконавчим механізмом

Винахід відноситься до галузі електротехнічних систем, а саме - до систем автоматичного контролю електричної мережі та управління електромагнітними виконавчими механізмами і може бути використаний спільно з електромагнітними пристроями виконавчих механізмів у комутуючих структурах, у контакторах, реле і т. ін. Відомі системи управління електромагнітними виконавчими механізмами (наприклад, контактори), які містять функціональні кнопки "Пуск" та "Стоп", додаткові контактні групи функціональних вузлів, високовольтні конденсатори великої ємності, потужні резистори, електромеханічні реле, діодні мости перетворення мережевої напруги у постійне, які об'єднюються у різноманітні, конфігурації у відповідності з вимогами функціонування комутаційних силових електричних магістралей [Выключатели вакуумные серии BB/TEL Руководство по эксплуатации ИТЕА 674152.003РЭ, 2001г.; патент Российской Федерации №2020631, С1, ΜПК5 Η01Η33/66, 1994; патент Российской Федерации №94003628, С1, МПК6 Η02Η3/24, 1997; патент Российской Федерации №94020636, С1, МПК6 Η02Η3/24, 1997]. Недоліками подібних пристроїв є використання механічних та електромеханічних компонентів (наприклад, реле, кнопки, тумблери, рубильники і т.п.), що мають не високі показники надійності та довготривалого, низькі вагогабаритні властивості та високу вартість, значне енергоспоживання у експлуатаційному режимі, які тягнуть за собою прискорене старіння елементів, підвищену вартість і неефективне споживання електроенергії. Відомий спосіб і пристрій для захисту (керування режимом вимикання) електричного навантаження при порушенні живлення [патент Российской Федерации №2072603, С1, МПК6 Н02Н3/24, Η01Н83/12, публ. 27.01.1997]. Спосіб заснований на завданні меж статичної і динамічної стійкості вузла навантаження. По значенням напруг визначаються симетричні складові залишкової напруги і, при перевищенні їх значень за межу статичної стійкості навантаження, визначається витримка часу на вимикання; вимикання навантаження виконується при збереженні значень симетричних складових за межею статичної стійкості у продовж часу, що визначається межею динамічної стійкості. Недоліком відомого способу є алгоритмічна складність. В активному режимі роботи пристрою використовується режим регулювання витримки часу на вимикання навантаження у залежності від параметрів залишкової напруги на складових прямої та зворотної послідовностей. Недоліком також є складність визначення положення складових прямої та зворотної послідовностей залишкової напруги відносно межі статичної стійкості і установлювання витримки часу у відповідності з межами динамічної стійкості, що негативно віддзеркалюється на надійності, стійкості та інших показниках пристрою. Як наслідок, складність алгоритму роботи пристрою характеризується змінними (від часу та умов експлуатації) параметрами меж статичної і динамічної стійкості, які погіршують експлуатаційні характеристики при впливі зовнішніх факторів. Найбільш близьким до заявленого способу контролю і управління є спосіб захисту електроустановки від неприпустимих змін напруги живлення і пристрій для його здійснення [прототип - патент Российской Федерации №2190289, С2, МПК7 Η02Η3/24, публ. 27.09.2002]. Спосіб обгрунтовано на керуванні котушкою електромагніта за допомогою вихідних сигналів порогових органів, що здійснюють порівняння напруги живлення з припустимими границями її виміру, які характеризуються часовими показниками комутації ключового елемента. При припустимих границях напруги живлення ключовий елемент працює в імпульсному режимі, при якому частота комутації ключового елемента значно вище ніж частота напруги живлення. Розрахунок та вибір ефективної напруги UK на котушці електромагніта виконавчого органу обґрунтовано на нерівності Uyт < UK = UНЖ · (Твн/Тн)