Трехфазное электронное реле с защитой

Для управления трехфазной нагрузкой обычно используют электромагнитные реле или механические выключатели. Здесь же приводится схема электронного реле. Включение и выключения осуществляется подачей логических импульсов на соответствующие входы «Вкл.» и «Выкл.». Обеспечивается полная гальваническая развязка со схемой, управляющей данным реле. Есть защита от повреждения нагрузки из-за пропадания одной из фаз.

Включение и выключение нагрузки производится тремя оптосимисторами U3-U5, каждый из которых управляет своей фазой. Симисторы включены в разрывы фазовых линий, а светодиоды этих оптопар включены последовательно и в коллекторную цепь ключа на VT3.
Управляющие импульсы от внешней логической схемы поступают на светодиоды оптронов U1 и U2. Резисторы R1 и R2 ограничивают ток через них.
Фиксирует состояние электронного реле RS-триггер на элементах   микросхемы D1. Транзисторы оптронов U1 и U2 включены во входные цепи триггера. При подаче тока на светодиод U2, его транзистор открывается и триггер устанавливается в положение с логической единицей на выходе D1.4. Это включенное состояние, так как открывается VT3 и пускает ток на светодиоды оптосимисторов U3-U5. После прекращения тока через светодиод U2 схема остается в таком состоянии до подачи тока на светодиод U1.
При подаче импульса тока на светодиод U1 RS-триггер переключается в нулевое состояние. Транзистор VT3 закрывается и все фазы выключаются.
Питается логическая схема от первой фазы посредством бестрансформаторного источника C2-VD3-VD2-VD1-С1. Источник представляет собой выпрямитель-параметрический стабилизатор. Параметрический стабилизатор образуют стабилитрон VD1 и реактивное сопротивление конденсатора С2. Выпрямитель - диоды VD2, VD3 и сглаживающий пульсации конденсатор С1. Напряжение на выходе стабилизатора 12V.
Для того чтобы исключить возможность повреждения нагрузки в случае пропадания одной из фаз в схеме предусмотрена защита. Первая фаза питает микросхему и светодиоды оптосимисторов, поэтому, в случае пропадания первой фазы оставшиеся отключаются сами по себе. Для отключения всех фаз при пропадании второй или третьей фазы служат транзисторы VT1 и VT2. Они включены транзисторными ключами последовательно светодиодам оптосимисторов. Для того чтобы оптосимисторы могли открыться необходимо чтобы оба эти транзистора были открыты. Значит, на их базах должно быть открывающее напряжение. Если фазы исправны, то это напряжение формируют выпрямители VD4-R5-R7-C3 и VD5-R6-R8-C4. Если, например, пропадает вторая фаза, то транзистор VT1 закрывается и отключает все светодиоды оптосимисторов U3-U5. А при пропадании третьей фазы закрывается VT2 и тоже отключает U3-U5.

В схеме на рисунке 1 для питания логики снимается напряжение с первой фазы и нейтрали. Если в вашем оборудовании это невозможно, можно снять напряжение на питание логической схемы между двух фаз, например,   между   первой и второй. В этом случае, ключ на транзисторе VT1 исключают из схемы (рисунок 2). Такую схему можно применить где нейтраль вообще не подведена.
Теперь, как при пропадании первой фазы, так и при пропадании второй фазы питание микросхемы и светодиодов оптосимисторов прекращается. Отдельными средствами нужно следить только за состоянием третьей фазы. Для этого используется каскад на транзисторе VT2. Работает он так же, как в схеме на рисунке 1.
Детали. Транзисторные оптроны 4N35 можно заменить практически любыми другими маломощными, например, отечественными серии «АОТ». То же самое можно сказать и о оптосимисторах, - любые доступные, достаточной мощности и на достаточное напряжение. Единственное что может потребоваться, - подбор сопротивлений R3-R4 и R9, соответственно.
Конденсатор С2 должен быть рассчитан на напряжение не ниже 400V. Диоды VD2-VD5 можно заменить на КД209 или другие аналогичные. Стабилитрон VD1 - любой стабилитрон средней мощности на 10-14V.

Каравкин В.