Автоматический синхронизатор с постоянным углом опережения

 

АВТОМАТИЧЕСКИЙ СИНХРОНИЗАТОР С ПОСТОЯННЫМ УГЛОМ ОПЕРЕЖЕНИЯ по авт.св. 961045, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени синхронизации и повышения точности включения, он снабжен ВхоО Входг ВходЗ третьим одновибратором, третьим RPтриггером , двумя дополнительными логическими элементами ЗАПРЕТ (НЕТ), причем выход первого RP-триггера подключен к неравнозначным входам дополнительных логических элементов ЗАПРЕТ (НЕТ) и через третий одновибратор к вторым их входам, выходы дополнительных логических элементов ЗАПРЕТ (НЕТ) соединены соответственно с R- и г -входами третг-его В8-триггера , схема совпадения подключена третьим входом к инверсному выходу третьего ps-тригера, при этом прямой выход третьего PS-триггера является выходом устройства для подгонки частоты.S (Л 05 ел CD СЛ

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Вх асхад/

Вх

ГОСУЯАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 961045 (21) 3462966/24-07 (22) 05.07.82 (46) 07.01.84. Бюл. У 1 (72) В.A.Áàáóøêèí, M.ß.Êàïëàí и В.П.школьник (53) 621.316.729(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3233386/24-07, кл. Н 02,т 3/42, 1981. (54)(57) АВТОМАТИЧЕСКИЙ СИНХРОНИЗАТОР С ПОСТОЯННЫМ УГЛОМ ОПЕРЕЖЕНИЯ по авт.св. 9 961045, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью сокращения времени синхронизации и повышения точности включения, он снабжен

„„SU„„ I 065957 А третьим одновибратором, третьим R"..— триггером, двумя дополнительными логическими элементами ЗАПРЕТ (НЕТ), причем выход первого R,. — триггера подключен к неравнозначным входам дополнительных логических элементов

ЗАПРЕТ (НЕТ) ичерез третий одновибратор к вторым их входам, выходы дополнительных логических элементов

ЗАПРЕТ (НЕТ) соединены соответственно с Ч- и ."-входами трет -его ВБ-триггера, схема совпадения подключена третьим входом к инверсному выходу третьего Р",:.-тригера, при этом прямой выход третьего R,"-. — òðèãгера является выходом устройства для подгонки частоты.

1065957

Изобретение относится к электротехнике,. н частности к технике нключ"=-ния синхронных генераторов на параллельную работу, и может быть использовано при синхронизации генераторов переменного тока, нходящих

B состав передвижных электроагрегатов и электростанций.

По основному авт.св. Р 961045 известен автоматический синхронизатор с постоянным углом опережения, содержащий два формирователя прямоугольных импульсов, включенные на входы логического элемента неравнозначности, дна одновибратора, четыре логических элемента ЗАПРЕТ (HET), два В--триггера, схему совпадения, а также ныходой D-триггер, при этом выход элемента нераннозначности подключен к входам первого одновибратора и первых двух логических элемен— тон ЗАПРЕТ (НЕТ),. к вторым входам которого подключен выход первого одновибратора, выход первого логического элемента ЗАПРЕТ (НЕТ)подключен к Н-входу перного R, †триггера, к н †вхо которого подключен выход второго логического элемента

ЗАПРЕТ (HET), который подключен и к :-входу выходного П-триггера, к

С-входу которого подключен ныход первого Н;,-триггера, к входу второго однонибратора и к первым входам третьего и четвертого логических элементов ЗАПРЕТ (HET) подключен ныход перного R."В;--тригера, выход второго одновибратора подключен к нторым входам третьего и четвертого, логических элементов ЗАПРЕТ, HET), выходы которых подключены соответственно к Н- и R-входам второго

ВВ-триг гера, ныход которого подключен к входу схемы совпадения, второй

í-.îä которой является входом разрешения на синхронизацию, выход схемы совпадения подключен,к Г-гходу выходного П-триггера (1 ).

К недостаткам известного синхронизатора относится то, что при его использовании длительность времени синхронизации достигает одного периода биений, т.е. при малых скольжениях достигает значительных величин, а также низкая точность при малых .скольжениях„ обуслонленная тем, что ошибка по углу нключения может достигать величины, близкой к величине угла опережения. В частности, при очень близких величинах частот синхронизируемых напряжений (зависании) длительность времени синхронизации может оказаться сколь угодно большой а ошибка по углу включения может иметь величину, равную расчетному углу опережения. Цель изобретения — сокращение нремени синхронизации и повышение точности нключения.

10 дополнительных логических элементов

40 жений Uг и одноименных фаз син

L хронизируемых напряжений в прямо20

Поставленная цель достигается тем, что синхронизатор дополнительно содержит третий одновибратор, третий

НВ-триггер, два дополнительных логических элемента ЗАПРЕТ (НЕТ), причем выход первого БВ-триггера подключен к неравнозначным входам дополнительных логических элементон

ЗАПРЕТ (НЕТ) и через третий одновибратор к вторым их входам, выходы

ЗАПРЕТ (HET) соединены соответственно с Н-. и S-входами третьего Н".- per гера, схема совпадения подключена третьим входом к инверсному выходу третьего PS-òðèããåðà, при этом прямой выход третьего НВ-триггера является выходом устройства для подгонки частоты.

На. фиг. 1 представлена структурная схема втоматического синхронизатора с постоянным углом опережения, на фиг. 2 — временнь "= диаграммы, поясняющие принцип его работы.

Синхронизатор содержит два форми ронателя 1 и 2 прямоугольных импуль сов, логический элемент 3 неравнозначности, первый одновибратор 4, два логических элемента ЗАПРЕТ (HET, 5 и б, первый R". — òðèããåð 7, R †триггер 8, второй одновибратор 9, два логических элемента ЗАПРЕТ (HET)10 и 11,. второй v -триггер 22, схему

13 совпадения, третий одновибратор

14, два дополнительных логических элемента ЗАПРЕТ,НЕТ, 15 и 16 и третий P.,В"--триггер 17 .

Синхронизатор работает следующим образом.

Формирователи 1 и 2 обеспечивают преобразование синусоидальных напря угольные импульсы. Логический элемент 3 неоавнозначности выделяет импульсы разности фаз (д У) длитель ностью t между передними и между задними фронтами прямоугольных импульсов. Ширина этих импульсон соответстнует разности фаз "инхронизируемых напряжений. По переднему фронту импульса разности фаз одновиг ратор 4 формирует импульс шириной соответствующей заданному углу ойережения. Импульс однонибратора сравнивается с импульсом разности фаз I D V) . Сравнение происходит на элементах ЗАПРЕТ (НЕТ) 5 и б, выполняющих операции Л Ч (xû рп и (Ы и соответственно, где с рл— заданйый угол опережения, соотнету чHA OB р р !6Ч,. м импульсы поступают с вь1хода элемснт,. б на 3-вход, а при )a l < с р„импульс . поступают с элемента 5 на .".,-вход

p,",:-триггера. и триггер устанавливается в единичное состояние . Момент перехода триггера 7 из состояния

1065957 логического нуля в логическую единицу соответствует достижению заданного угла опережения. Обратный переход триггера 7 из единичного состояния в нулевое происходит при переходе д через oL O„, но уже после момента

5 совпадения фаэ.

Таким образом, на прямом выходе триггера 7 формируется импульс, передний фронт которого совпадает с ,моментом времени, когда дЧ становит- l0 ся меньше р рр . По переднему фронту импульса с прямого выхода триггера 7 одновибратор 9 формирует импульс шириной, соответствующей заданной максимально допустимой разности частот синхронизируемых напряжений.

Интервал времени t, в течение которого /лЧ/(Ы „(фиг. 2), характеризующий длительность периода биений, следовательно, и разность частот аЕ, сравнивается с заданным значением этого интервала С . Сравнение производится на элементах ЗАПРЕТ (НЕТ) 10 и 11 каждый период биений, причем при „ (C„ импульсы шири р82 1 осту элемейта 11 на Н-вход, а при C 1 Cр импульсы шириной C„- Ф. поступают с элемента.10 на S-axoZ RS-триггера

12 и триггер устанавливается в единичное состояние. Величина t1 связа- ЗО на с Ы р„ и Т< соотношением р(рл р(оя где T> - период биений, 35 аŠ— разность частот.

Таким образом, переход RS-триггера 12 иэ состояния логического нуля в логическую единицу соответствует ситуации, когда величина 40 разности частот синхронизируемых напряжений становится меньше предельно допустимой, а иэ состояния логической единицы в логический нуль — ситуации, когда величина 45 разности частот синхронизируемых напряжений больше максимально допус- тимой. В результате состояние триггера 12 характеризует область нахождения текущего значения разности частот. Контроль величины скольжения с целью выявления малых скольжений и формирования сигнала на подгонку частоты в этих случаях осуществляется элементами 14-17.

По переднему фронту импульса с прямого выхода триггера 7 одновибратор 14 формирует импульс t шиоВя риной, соответствующей заданной минимально допустимой разности частот синхронизируемых напряжений. 60

Интервал времени t<, пропорциональный разности частот а Ю, сравнивается с . ц . Сравнение производится на злемейтах ЗАПРЕТ (НЕТ) 15 и 16 .каждый период биений, причем при нмт-yjlbca шириной, „= поев тупа ют c. Вь Ода э деме и та Л HB

R-axon,. а гри 1: . „,, импульсы шириной + — 1 „„поступают с элемента

15 H ;=.— âõîä,,."--триггера 17 и триггер устанавливается в единичное состояние. Нахождение BВS-триггера 17 в состоянии логической единицы соответствует ситуации, когда величина разности частот синхронизируемых напряжений меньше минимально допусти%ой. Сигнал с прямого выхода

RS-триггера подается на исгслнительнсе устройство, осуществляющее подгонку частоты. Подгонка частоты может осуществляться как вверх, так и внчз (предпочтительно вверх, так как в этом случае при включении агрегат не попадает в обратную мощность) дс тех пср, пока триггер 17 не перейдет в состояние логического нуля. Переход триггера 17 из состояния логической единицы в состояние логического нуля соответствует ситуации, когда величина разности частот синхронизируемых напряжений больше минимально допустимой. При нахождении текущего значения разности частот в области ст минимального дс максимального допустимого значения или подгонке в эту область длительность времени синхронизации и точность включения оптимальны. При этом триггер

17 в состоянии логической единицы, а триггер 12 в состоянии логического нуля (прямые выходы). Тогда через схему 13 совпадения единичные сиг" налы с прямого выхода триггера 12 и инверсного выхода триггера 17 подаются на D-вход выходного

D-триггера 8 при наличии на третьем входе схемы совпадения внешнего разрешения на синхронизацию (вхсд 3)

B результате пс переднему фронту импульса с триггера 7 выходной

D-триггер может перейти в единичное состояние только при единичном уровне на era D-входе, т.е. в случае разрешающего состояния BВS-триггера

12 и RS-триггера 17. Такая ситуация может быть только в заданном диапазоне разности частот при наличии внешнего разрешения. Обратный переход триггера 8 в исходное (нулевое) состояние происходит íà его

B-входе одновременно с триггером 7.

Предлагаемая структура синхронизатора обеспечивает возможность его самостоятельногс использования при всех значениях разности частот синхронизируемых напряжений. При разности частот больше максимально допустимой величины в устройстве автоматически формируется запрет на синхронизацию и включения генератора не происходит. При разности частот меньше минимально допустимой также происходит запрет на синхрони1065957

ВмоИ

Составитель К. Фотина

Редактор А. Лежнина Техред O.Неце Корректор A. Повх

Заказ 11053/55 Тираж 619 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 фацив до тех пор, пока разность частот не войдет в заданную область, тогда выдается сигнал на подгонку частоты. Это уменьшает длительность времени синхронизации и повышает точность при включении агрегатов на параллельную работу.