Автоматический синхронизатор с постоянным временем опережения

359724

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Goes Сосетскиа

Социалистическиз

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 26.111,1970 (X 1418343/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 21.XI.1972. Бюллетень № 35

Дата опубликования описания 15.1.1973

М. Кл. Н 021 3/40

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Мииистрав

СССР

УДК 621.316.729 (088.8) Автор изобретения

Н. А. Нечаев

Заявитель

АВТОМАТИЧЕСКИИ СИНХРОНИЗАТОР С ПОСТОЯННЫМ

ВРЕМЕНЕМ ОПЕРЕЖЕНИЯ

В системах электроснабжения повышенной частоты, предназначенных для питания радиоэлектронной аппаратуры различного назначения, применяются схемы с параллельной работой однотипных преобразователей, обладающие повышенной надежностью и экономичностью. Включение генераторов на параллельную работу производится различными способами в зависимости от типа приводов. На,пример, в самолетных системах с приводами постоянных оборотов скорость скольжения между синхронизируемым генератором и системой не превышает 1 — 2 гт1. При наличии быстродействующих выключателей и допуска на фазовый угол +30 эл. град, это позволяет производить включение по методу с постоянссым углом опережения.

В системах повышенной частоты, обеспечивающих электронные вычислительные машины, используются преобразователи с нерегулируемым асинхронным приводом.

При скольжении привода 2 — 2,5% номинальной частоты 400 гтрк разность частот между синхронизируемым генератором и системой достигает hf=8 — 10 гт1. Это обстоятельство вызывает необходимость разработки автоматического синхронизатора для частоты 400 гц и скоростей скольжения Л/=0 — 10 гц.

Точность синхронизации при этих скоростях определяется моментом инерции ротора и быстродейст вием системы возбуждения гестератора, от которых зависит предельная величина допустимой скорости скольжения; относительно малым собственным временем включеs ния выключателя генератора — t„,=0,08—

0,10 сек; допустимым фазовым углом между векторами напряжения системы и генератора в момент включения на параллельную работу (точностью синхронизации); постоянством

10 времени опережения синхронизатора.

Известны автоматические синхронизаторы с постоянным временем опережения, содержащие блок контроля разности напряжений с поляризованным реле на выходе и блок времени

1S опережения, состоящий из ждущего генератора пилообразного Hа пряжания на бсонденсаторе, подключенного к источнику постоянного напряжения через контакт поляризованного реле блока контроля разности напряжений, и

20 схемы сравнения, ко входу которой подключен указанный конденсатор.

Для получения максимального опережения, близкого к периоду наибольшей допустимой

2s скорости скольжения, в блоке времени опережения предлагаемого синхронизатора параллельно генератору пилообразного напряжения через диод и источник смещения э. д. с. подключен дополнительный конденсатор, вклю30 ченный на второй вход схемы сравнения.

359724

Параллельно диоду подключен ключевой элемент, выполненный на транзисторе и импульсном трансформаторе, первичная обмотка которого включена на источник постоянного напряжения через контакт поляризованного реле блока контроля разности напряжений, что позволяет получить постоянное время опережения при возрастании скорости скольжения.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема блока контроля разности напряжений описываемого синхронизатора; на фиг. 2 — то же блока времени опережения синхронизатора; на фиг. 3 — эпюры напряжений на основных элементах схемы синхронизатора за период биений Тб.

Синхронизатор состоит из индикатора совпадения фаз на пряжений системы и синхронизируемого генератора, выполненного на базе электромагнитного реле Р с малым временем включения и отключения и сра батьиваю щеро в окрестности прохождения огибающей напряжения биений через нуль; ждущего генератора пилообразного напряжения, содержащего конденсатор Сь зарядное Rg и разрядное R2 сопротивления и подключаемого к источнику постоянного напряжения Е при помощи переключающихся контактов К реле Р; источника опорного напряжения, следящего за огибающей вершин пилообразого напряжения с постоянным смещением вниз на величину

Е„„необходимую для получения заданного времени опережения. Опорное напряжение формируется цепью; диод Д вЂ” источник устанавливаемой э. д. с. смещения Е,,„ — конденсатор С2 и снимается с конденсатора С2. Ключевая схема слежения опорного напряжения за огибающей пилообразного напряжения выполнена на транзисторе или управляемом тиристоре Т, импульсном трансформаторе ТИ и нормально разомкнутых контактах реле Р.

Схема сравнения CC опорного напряжения с пилообразным вырабатывает команду на включение выключателя генератора в момент равенства сравниваемых напряжений и может быть выполнена по любой из известных схем, например на высокочувствительном и малоинерционном реле с нормально разомкнутыми контактами (поляризованном или с магнитоуправляемыми контактами), включенном в цепь усилителя с высокоомным входом (полевого транзистора или каскадной схемы на транзисторах) .

Входным сигналом для синхронизатора является напряжение U„, áèåíèé с частотой, равной скорости скольжения. В индикаторе совпадения фаз напряжение биений выпрямляется, ограничивается и подается на вход электромагнитного реле P.

При .повышении напряжения биений от нуля до напряжения Up срабатывания реле P (см. фиг. 3) контакты К реле переключаются, замкнув цепи заряда конденсатора С и первичной обмотки испульсного трансформатора то начинается подзаряд конденсатора С2. Ем25 кость конденсатора С2 выбрана значительно меньше емкости конденсатора С, поэтому конденсатор С успевает зарядиться до напряжения Uc, — Uc„»„— E,„áåç заметного и скажения формы пилообразного напряжения.

В конце цикла после снижения огибающей напряжения биений до напряжения отпускания реле P контакты К переходят в исходное положение и конденсатор С разряжается.

35 Цикл повторяется. Благодаря диоду Д напряжение Uc, на опорном конденсаторе сохраняется практически постоянным в течение всего цикла.

5

15 го

60 б5

ТИ. По мере заряда напряжение на кондей= саторе С линейно повышается, При достижении равенства Uc, =Uc, схема сравнения СС вырабатывает импульс на включение выключателя синхронизируемого генератора.

Постоянство времени 4, опережения обеспечивается за счет постоянства смещения опорного напряжения Uc, от огибающей вершин пилообразного напряжения на величину

Е,.„=const и линейности (с допустимой .погрешностью) пилообразного напряжения в заданном диапазоне скоростей скольжения.

При точности синхронизации +30 эл. град. и

Uc, (0,6 Е минимальное скольжение может быть порядка 1 — 0,5 гц. Для обеспечения равенства времени опережения и времени собственного включения выключателя генератора величины Е,„, должна быть регулируемой.

Если напряжение на конденсаторе С превышает сумму напряжений опорного конденсатора С2 и источника смещения, т. е.

Uc )Uc +Есм

В переходном режиме, сопровождаемом увеличением абсолютной величины скорости скольжения (например, при увеличении разницы между средней нагрузкой работающих генераторов и нагрузкой синхронизируемого генератора), имеет место неравенство с,маркс (Uc, + Eo при котором слежение Uc, за смещенной о гибающей нарушается вследствие обратной непроводимости диода Д. В этих случаях конденсатор С2 разряжается до величины

Uc,„— Е, через ключевую схему с транзистором или управляемым тиристором Т на участке переключения контактов К в конце цикла. Открывающий импульс Ути (см. фиг. 3) подается на управляющий электрод тиристора Т со вторичной обмотки импульсного трансформатора ТИ в момент размыкания контакта К Вследствие малого сопротивления открытого тиристора Т конденсатор С успевает разрядиться до с,: с,макс Есмь а тиристор Т закрыться до момента замыкания цепи разряда конденсатора С .

359724

Предмет изобретения

Vp те

Составитель К. Фотина

Корректор Е. Михеева

Техред Е. Борисова

Редактор А. Пейсоченко

Заказ 4239/13 Изд. № 1772 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

1. Автоматический синхронизатор с постоянным временем опережения, содержащий блок контроля разности напряжений с поляризованным реле на выходе и блок времени опережения, состоящий из ждущего генератора пилообразного напряжения на конденсаторе, подключенного к источнику постоянного напряжения через контакт поляризованного реле блока контроля разности напряжений, и схемы сравнения, ко входу которой подключен указанный конденсатор, отличающийся тем, что, с целью, получения максимального опережения, близкого к периоду наибольшей допустимой скорости скольжения, в блоке времени опережения параллельно генератору пилообразного напряжения через диод и источник смещения э.д.с. подключен дополнительный конденсатор, включенный на второй

5 вход схемы сравнения.

2. Синхронизатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью получения постоянного времени опережения при возрастании скорости скольжения, параллельно диоду подключен

10 ключевой элемент, выполненный на транзисторе и импульсном трансформаторе, первичная обмотка которого включена на источник постоянного напряжения через контакт поляризованного реле блока контроля разности

15 напряжений.