Импульсный синхронизатор

 

ИМПУЛЬСНЫЙ СИНХРОНИЗАТОР, содержащий входной блок, состоя1Ц11й из двух формирователей импульсов постоянной длительности, передний фронт которых совпадает с началом положительного полупериода напряжения с входами для подключения на напря ,жения одноименных фаз сети и синхронной маржны, и логической схемы И, входы которой подключены к выходам формирователей импульсов, схему ИЛИ, блок контроля частоты, содержащий формирователь вспомогательных импульсов постоянной длительности и выходной блок, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, синхрониза тор снабжен дополнительными входными блоками, общее число которых выбрано равным числу фазных и линейных напряжений, входы дополнительных входных блоков служат для подключения на соответствующие одноименные фазные и линейные напряжения сети ;И синхронной машины, выходы входных блоков соединены с входами схемы ИЛИ, в каждый входной блок дополнительно введены два формирователя импульсов , передний фронт которых совпадает с началом отрицательного полупериода , и схема И, входы которой соединены с выходами этих формирователей , в блок контроля частоты дополнительно введен р -Триггер, W стробирувдийвход D -триггера подклюс чен к выходу форм1фователя импульсов, передний фронт которого совпадает с началом отрицательного полупериода, информационный: вход Т) -триггера подключен к выходу формирователя вспомогательных импульсов постоянной длительности,, который подключен к о ю формирователю иютульсов, передний фронт которого совпадает с началом о положительного полупериода, входной 4 блок выполнен в виде схемы И, входы которой соединены с выходом D чтриггера ,и схемы ИЛИ.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4 (s 1) . Н 02 3 3 /4 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3661957/24-07 (22) t 1. 11. 83 (46) 15.02 85. Бюл. М 6 (72) А. Е. Куликов, В..Я. Ольховский и И.Л.Озерных (71) Новосибирский электротехнический институт (53) б21.3 1б.729(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

le 493858, кл. Н 02 3 9/06, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 5470?i, кл.. Н 02 Р i/46, 1975.

3. Авторское свидетельство СССР

N - 739688, кл. Н 02 g 3/42, 1977. (54)(57) ИИПУЛЬСНЬЙ СИНХРОНИЗАТОР, содержащий входной блок, состоящий из двух Аормирователей импульсов постоянной длительности, передний фронт которых совпадает с началом положительного полупериода напряжения с входами для подключения на напря,жения одноименных Ааз сети и синхронной машины, и логической схемы

И, входы которой подключены к выходам Аормирователей импульсов, схему

ИЛИ, блок контроля частоты, содержащий Аормирователь вспомогательных импульсов постоянной длительности и выходной блок, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повьппения точности и быстродействия, синхрониза

„„SU„„1140204 A тор снабжен дополнительными входными блоками, общее число которых выбрано равным числу фазных и линейных напряжений, входы дополнительных входных блоков служат для подключения на соответствующие одноименные Аазные и линейные напряжения сети .и синхронной машины, выходы входных блоков соединены с входами схемы

ИЛИ, в каждый входной блок дополнительно введены два формирователя импульсов, передний Аронт которых совпадает с началом отрицательного полупериода, и схема И, входы которой соединены с выходами этих формирователей, в блок контроля частоты дополнительно введен 3) триггер, стробирующий вход j3 -триггера подключен к выходу формирователя импульсов, передний Аронт которого совпадает с началом отрицательного полупериода, информационный вход D -триггера подключен к выходу Аормирователя вспомогательных импульсов постоянной длительности,. который подключен к формирователю импульсов, передний фронт которого совпадает с началом положительного полупериода, входной блок выполнен в виде схемы И, входы которой соединены с выходомЗ триггера,и схемы ИЛИ.

1 11

Изобретение относится к,автоматическому управлению синхронными двигателями с быстродействующими (например, тиристорными) выключателями и может быть использовано в устрой.ствах синхронизации двигателей в трехфазной электрической сети.

Известны устройства для автоматической синхронизации синхронных двигателей с электрической системой, которые основаны на преобразовании синхрониэирующих напряжений в напряжение биений, а затем измерений амплитуды и частоты биений )1) и (ф

Однако известные устройства характеризуются невысокой точностью выявления момента совпадения Aas синхронизируемых напряжений, что сни жает качество переходного процесса при синхронизации двигателей с системой;

Наиболее близким к предлагаемому является устройство импульсной синхронизации синхронных генераторов, содержащее входной блок с двумя формирователями импульсов постоян ной длительности, передний фронт которых совпадает с началом положительного полупериода каждого из напряжений, включенными на напряжение генераторов и сети, выходы которых соединены с входами логической схемы И входного блока, блок включения, состоящий из блоков контроля частоты генератора и сети, каждый из . которых содержит формирователь вспомогательных импульсов, промежуточную логическую схему ИЛИ, логический блок, выходную логическую .схему ИПИ в выходной цепи включения генераторного выключателя (3g . Недостаток известного устройства заключается в том,что выявление момента совпадения фаз и частот напряжений генератора и сети возможно на ограниченном интервале времени;, обусловленном длительностью импульсов формирователей входного блока.

При стремлении к уменьшению погрешности работы устройства следует умен шать длительность этих импульсов,, что уменьшает воэможность или затягивает во времени процесс синхронизации.

Пелью изобретения является повышение точности и быстродействия импульсного синхронизатора.

Поставленная цель достигается тем, что импульсный синхронизатор, 40204 2

5 !

О

f5

45 ь.

50 содержащий входной блок состоящий из двух формирователей импульсов постоянной длительности, передний фронт которых. совпадает с началом

;положительного полупернода напряжения, с входами для подключения на напряжения одноименных фаз сети и синхронной машины, и логической схемы И, входы которой подключены к выходам формирователей импульсов, схему ИЛИ, блок контроля частоты, содержащий формирователь вспомогателвных импульсов постоянной длитель. ности и входной блок, снабжен дополнительными входными блоками, общее число которых выбрано равным числу фазных и линейных напряжений, входы дополнительных входных блоков служат для подключения на соответствующие одноименные фаэные и линейные

I напряжения сети и синхронной машины,выходы входных блоков соединены с входами схемы ИЛИ, в каждый блок дополнительно введены два формирователя импульсов, передний фронт которых совпадает с началом отрицательного полупериода, и схема И, входы которой соединены с выходами этих формирователей, в блок контроля частоты дополнительно введен

D-триггер, стробирующий вход 33 -триггера подключен к выходу формирователя импульсов, передний фронт которого совпадает с началом отрицательного полупериада, информационный вход )3 -триггера подключен к выходу формирователя вспомогательных импульсов постоянной длительности, который подключен к формирователю импульсов, передний фронт которого совпадает с началом положительного полупериода, входной блок выполнен в виде схемы И,входы которой соединены с выходом ).") -триггера, и промежуточной схемы ИЛИ.

На фиг. 1 изображена схема устройства применительно к синхронному двигателю, на фиг. 2 и 3 — временные диаграммы, иллюстрирующие его работу.

Многоканальный импульсный синхронизатор (фиг. 1) состоит из нескольких, например из шести идентичных входных блоков 1-6, каждый из которых содержит формирователи импульсов 7-8, срабатывающие при переходе через ноль положительной полуволны напряжения, и формирователи . импульсов 9 и 10, срабатывающие при з 11 переходе через ноль отрицательнои полуволны синхронизуемых напряжений, логические схемы И 11 и 12, входы которых соединены с выходами соответствующих формирователей, а выходы схем И всех входных блоков подключаются на входы промежуточной схемы ИЛИ 13, выход формирователя первого входного блока, срабатывающего по отрицательной полуволне напряжения двигателя (Е), подключен к вспомогательному формирователю 14 блока контроля частоты 15, выход этого формирователя соединен с информационным входом 3 -триггера 16, а стробирующий вход D -триггера с выходом формирователя, срабатываю. щего по началу положительной полуволны Е, выход 3 -триггера 16 подключается на один иэ входов схемы

И 17, другой вход которой подключен к выходу промежуточной схемы ИЛИ.

Устройство работает следующим образом.

При переходе напряжений, подаваемых на входы блоков 1-6 через ноль, формирователи 7-10 этих блоков вырабатывают импульсы (фиг. 2 и фиг.3)

При совпадении импульсов на входах хотя бы одной из схем И 11 и 12 входных блоков импульсы с выхода

i этой схемы через промежуточную схему ИЛИ 13 поступают на один иэ входов схемы И 17 в цепь включения выключателя 18. Если в этот момент на другой вход схемы И 17 поступает импульс с блока контроля частоты

15, то на выходе схемы И 17 выдается импульс на включение выключателя.

Многоканальность устройства позволяет повысить быстродействие синхронизации, так как выявление момента синхронизации напряжений двигателя и сети производится многократно эа один период изменения напряжения сети (число таких выявлений определяется числом входных блоков),а также точностью синхронизации за счет уменьшения длительности импульсов формирователей входных блоков (на фиг. 2 и 3 длительность импульсов равна 0,01 периода).

40204 4 нального устройства определяется вы-. ражением т„

Gl «л ) 50

5 где Т вЂ” период одного из синхрониtl зируемых напряжений, частота которого выше;

S — - скольжение одного синхрониг зируемогб напряжения относительно другого.

При увеличении скольжения длина шага увеличивается, поэтому при длительности импульсов формирователей меньшей длины шага возможно перескакивание импульсов. Это явление иллюстрируется на *иг. 2 на примере фазы A. Так, если в первом периоде ! импульс вырабатывается в начале отрицательной полуволны F» выход формирователя 1О "опережал" соответствующий импульс U g (выход формирователя 8), то в следующем периоде. за счет того, что частота напряжения

Е меньше частоты напряжения U, этот импульс "отстает" (фиг. 2).

При этом переход от "опережения" к "отставанию" не сопровождается

° совпадением импульсов по времени и, следовательно, срабатыванием устрой 0 ства, хотя за этот промежуток времени имело место совпадение фаэ синхронизируемых напряжений. Описанное явление снижает быстродействие синхронизатора. Повышение быстро35 действия устройства возможно эа счет увеличения длительности импульса. Однако, как известно, погрешность импульсного способа выявления совпадения фаз, равная длине импульса, 40 снижает точность работы устройства синхронизатора. Предлагаемое устройство выполнено многоканальным. Многоканальность устройства обеспечивается подключением его к фазным и

45 линейным напряжениям синхронизируемых источников. Для многоканального устройства длина "шага" определяется выражением

В импульсном синхронизаторе неодинаковость частот синхронизируемых напряжений приводит к тому, что импульсы с формирователей входного блока смещаются относительно друг друга "шагами". Длина шага однокагде n — число импульсов в периоде.

Увеличение числа импульсов при5S водит к уменьшению длины шага

Согласно изобретению, в устройстве число импульсов в периоде принято равным 12, что обеспечивает формиро11402

ЗО ванне и шульсов в начале положитель-, ной и отрицательной полуволн всех фазных и линейных напряжений трехфазной системы (фиг. 2).

На фиг. 2 видно, что в данном 5 случае совпадение импульсов на схеме

И за заданное время синхронизации имело место в блоке б,где происходит выявление совпадения фаз синхро низируемых источников по напряжению ta

Egc и У с

Отсутствие многоканальности в устройстве не позволило бы выявить за время Т совпадение фаз синхронизируемых напряжений. Таким образом, 1 появление импульсов на выходе промежуточной схемы ИЛИ 13 в ситуации, изображенной на фиг. 2 обеспечйвается шестым входным блоком, импульс на выходе этой схемы показан на фиг. 25.

Появление импульса на выходе промежуточной схемь ИЛИ определяет условие (одного из двух) включения выключателя, второе условие связано с блоком контроля частоты.

Контроль частоты производится один раз в период следующим образом.

Вспомогательный формирователь 14 импульсов в начале отрицательного полупериода напряжения Е> формирует импульс постоянной длительности

04 б (фиг. 3), поступающий на информационный вход D-триггера 16, на стро бирующий вход D-триггера поступает импульс с формирователя 10.(фиг. 3), срабатывающего в начале положительного полупериода напряжения Г .

Длительность импульса с формирователя 14,выбрана такой, что при допустимой разности частот напряжения и напряжения E g (фиг. 3) он своим задним фронтом перекрывает стробирующий импульс с формирователя 10, что, с свою очередь, приводит к появлению логической единицы на выходе триггера 16 (фиг. 3), который соединен с выходом схемы И 17 в цепи включения выключателя.

Таким образом, предложенный многоканальный импульсный синхронизатор обеспечивает быстродействие и высокую точность совпадения фаз напряжения сети и синхронизируемого двигателя, при этом обеспечивается высокое качество переходного процесса, а также исключается возможность подачи сигнала включения выключателя при величине скольжения синхронизируемых напряжений больше допустимого. Кроме того, устройство обладает унификацией элементов, что расширяет область применения данного синхронизатора в устройствах противоаварийной автоматики.

) 1 i()2(34

1140204

Жс +8 ф

5 +88

Ер Е

Редактор С.Тимохина

Заказ 268/42 Тираж 620 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Гу

Fg

Uj йр

Ъ

V18

Щр

Vy 4 В

Составитель К.Фотина

Техред Т. Фанта Корректор О.Тигор