Синхронизатор с постоянным временем опережения

С еюз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (705598

1. .„1

Р (51)М."Кл. "" (61) Дополнительное к авт. свид- ву— (22) Заявлено 21.10.77 {21) 2535473124-07 с присоединением заявки М—.Н 024 3/42

1Ъеудеретееинм5 кемитет

СССР ае делан лзееретений и етернтий (23) ПРиоритет—

Опубликовано 25.12,79. Бюллетень J4 47

Дата опубликования описания 25.12,79 (53) Уд К6 2 1,Э 1б „..729(088.8) A. С. Внксман, Н. И, Григоров, Б, Т, Кононов, Г. Х. Левин, A. А. Орлов, Ю. В. Почекаев, В. 3. Ройк, В. И. Тимошкин и А, E. Церковный (72) Авторы изобретения (7! ) Заявитель

Ленинградский машиностроительный завод "Звезда имени К. Е Во ошнло а (54) СИНХРОНИЗАТОР С ПОСТОЯННЫМ ВРЕМЕНЕМ

ОПЕРЕЖЕНИЯ

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано в энергосистемах для автоматического включения cHHxpoBHbIx генераторов на параллецьную работу.

Известен синхронизатор с постоянным временем опережения, содержащий формирователи импульсов, вход каждого из которых служит для подключения на напряжение сети и генератора, триггеры, к входу каждого из которых подключен выход соответствующего формирования, фильтры нижних частот, включенные на выходе каждого из триггеров, и репейный блок на выходе синхронизатора (1), Однако известное устройство при ма лых угловых скоростях скольжения работает неудовлетворительно.

Целью изобретения является повышение точности во всем диапазоне допустимых угловых скоростей скольжения, в том числе при малых их значениях.

Для этого синхронизатор с постоянным временем опережения, содержащий форми2 рователи импульсов, вход каждого из ко. торых служит для подключения на напряжение сети и генератора, триггеры, к входу каждого иэ которых подключен выход соответствующего формирователя, фильтры, нижних частот, включенные на выходе каждого из триггеров, и репейный блок на выходе синхронизатора, снаб .жен выходным триггером, инверторами фаз и управляемыми импульсными гене1Е раторами, причем вход каждого из управляемых генераторов подключен к выходу соответствующего фильтра нижних частот, выход - ко второму входу соответствующего триггера, входы выходного триггера через инверторы фаз подключены ко вторым выходам упомянутых триггеров, а выход - к релейному блоку, На фиг. 1 представлена структурная схема синхронизатора; на фиг. 2 - временные диаграммы.

Синхронизатор содержит формироватет Г ли импульсов, 1, 1 триггеры 2,2 фллы ры 3,3 . нижних частот, управляемые

98 4 управляемого импульсного генератора и ее подстрой а к значению ЮЧ=Вс EBB= UUr.

В случае, если захват произошел, управляемый импульсный генератор начинает генерировать импульсы с частотой сети (генератора), сдвинутые по фазе в сторону Отстаивания HB угол Р с (Г) llo отно шению к выходным импульсам формиро1 вателя 1 (1 ). Величине угла сдвига фаз ф (>пропорциональна требуемой величине управляющего напряжения, необходимого для подстройки частоты управляе-, мого импульсного генератора.

При поступлении на входы триггера

2 (2 ) импульсных последовательностей, сдвинутых на угол 3, напряжение на его выходе равно: (2ор 2 с(г) ( (3) где и 2 коэффициент усиления триггера

2 (2).

На фиг. 2 показаны импульсные последовательности управляемых импульсных генераторов01, иV„„,Haïðÿæeíèå на выходе триггера LJ u Q, присоединен2(Юс Я(5) 1

aом к фильтру нижних частот 3 (3 ) и напряжение на выходе фильтра нижних час- >з (Ugг)

Очевидно, что угол отстаивания )Ъ с пропорционален скольжению напряжения сети (генератора) по отношению к фиксированной частоте управляемого импульсного генератора Фо .

Р =% (и) „-uu q. (Ц.1

4 о Ч Ъ (1)

riteQJ< - частота следования импульсов управляемого импульсного генератора 4 (4 ) при отсутствии управляющего напряжения на его входе;

К, — коэффициент усиления управляе- 40 мого импульсного генератора .

4(4);

9 — управляющее напряжение на выходе фильтра нижних частот

3 (3).

Напряжение U>, поступающее на вход управляемого импульсного генератора, равно:

Ц V2rР . (2) где М 1 коэффициент усиления фильтра

50 нижних частот 3 (3 );

V2 - среднее значение напряжения на выходе триггера 2 (2 ).

Выбор выхода триггера и величины

55 коэффициентов k >, к производится таким образом, чтобы в определенном диапазоне частот сети (генератора) происходил автоматический захват частоты L84 л

3 7055

I импульсные генераторы 4,4 инверторы

5,5 Фазы .выходной триггер 6, релей-, ный блок 7.

Вход формирователей импульсов 1 (1.) присоединен к напряжению сети (генерьтора), а его выход — к одному из входов

1 триггера 2(2 ), другой вход триггера

2 (2 ) присоединен к выходу управляемого импульсного генератора. 4 (4 ), вход которого через фильтр нижних час- 1О тот 3 (3 ) присоединен к первому вы1 ходу триггера 2 (2, ко второму выI ходу триггера 2 (2 через инвертор фазы 5 (5) присоединен вход выходного триггера 6, управляющего релейным блоком 7.

В формирователях импульсов 1 (1 )

I напряжение сети (генератора) превращает ся в последовательность управляющих импульсов, образующихся в начале каждого периоде (напряжения U О на временной диаграмме фиг. 2); частота следования импульсов равна частоте сети Огс (генератора (Ог). Каждый импульс перебрасывает триггер 2 (2 ) из состояния

"1" в состояние "0 .

Управляемый импульсный генератор

4 (4 ) генерирует импульсы, поступаю11 щие на1 другой вход триггера 2 (2 ) и перебрасывает его в состояние "1".

Частота следования этих импульсов равна:

Действительно, из формулы (3)

Цс со

Ой -, а с учетом выражений

1- С(Г К

2 .(1) и E2):

Для того, чтобы углы отстаивания управляемых импульсных генераторов со, ответствовали зависимости: у=ч .(в - «„) f 6) используются не сами углы Ь,-(г), а их дополнения до 2Ж. Действительно, из, формулы (5) имеем: о 1г тс=» 1»c-»»» >Тг.» ->*» »» (В)

12 Ъ Ч 2МЪКМ

Операцию инвертирования фазы в соответствии с формулой (7) выполняют инверторы фазы 5 5 .

Используя для запуска выходного тритъI гера 6 выходные сигналы инвертаров фазы

5,5, получаем на выходе триггера 6 импульсную последовательность U . В момент совпадения фаз, сдвинутых на углы с1г) напряжений 5с, Ост. напряжение на выходе триггера 6 меняется скачкообразно. Этот момент используется для подачи команды на включение выключателя генератора релейным блоком 7.

В момент подачи команды синхронизи-. руемые напряжения сдвинуты на угол о. пропорциональный скольжениюЯч и времени включения выключателя генератора с г г с 4Рь" 4 2" М (8)

Обеспечив подбор коэффициентов k, к, так, чтобы имело место равенство

1 с ЬКЛ, fg) получаем возможность отработки синхронизатором постоянного времени опережения.

В синхронизаторе предусмотрен конт роль допустимых значений угловых скоростей скольжения. Функций блока кон роля выполняет релейный блок 7, кото рый принципиально может быть выполнен таким же, как у прототипа.

В качестве формирователей импульсов

1 и 1, триггеров 2, 2 и 6, фильтров

I 1

S нижних частот 3;3 могут быть использованы типовые элементы; управляемые генераторы импульсов могут быть выполнены по типу мостового релаксационного .

RC — генератора.

Что же касается инверторов фазы

5,(5 у то они могут быть выполнены на

IÚ базе типовой схемы совпадения, трютера, управляемого по счетному входу, и транзисторного ключа.

598

Устройство достаточно просто, отличается высокой точностью построения времени опережения, не требует операции дифференцирования для определения угловой скорости скольжения; его работа не зависит от колебаний напряжения сети и генератора. Важным преимуществ вом устройства является возможность его работы во всем диапазоне допусти-!

О мых значений угловой скорости скольжения МЗ or — ЙО допДО+ UU< >,в том чис. ле и при М)я = О.

Формула изобретения

Синхронизатор с постоянным временем опережения, содержащий формирователи импульсов, вход каждого из которых служит для подключения на напряжение сети и генератора, триггеры, к входу каждого из которых подключен выход соответствующего формирователя, фильтры нижних частот, включенные на выходе каждого из триггеров, и репейный блок на выходе синхронизатора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при малых угловых скоростях скольжения, он снабжен выходным триггером, инверторами фаз и управляемыми импульсными генераторами, причем вход каждого из управляемых генераторов подключен к выходу соответствующего фильтра нижних частот, выход - ко второму входу соот35 ветс твующего триггера, входы выходного триггера через инверторы фаз подключены ко вторым выходам упомянутых триггеров, а выход - к релейному блоку.

Источники информации, 4р принятые во внимание при экспертизе

1. Бобров И. И. Импульсный автоматический синхронизатор, "Электричество", No. 3, 1967.