Корректор частоты электроагрегата

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к автоматическим регуляторам частоты переменного напряжения, генерируемого злектроагрегатом автономного источника электропитания . Целью изобретения является повышение надежности и устойчивости регулирования частоты, а также повышение быстродействия регулирования при больших отклонениях частоты. Благодаря введению двух инверторов и двух элементов совпадения при отклонениях частоты, не превышающих выбранной зоны нечувствительности (соответствующей заданной точности), на выходах устройства управляющие сигналы отсутствуют и исполнительные элементы остаются в неизменном положении . При малых отклонениях частоты, но выходящих за заданную зону нечувствительности , на соответствующем выходе устройства формируются импульсы постоянной заданной длительности с периодом следования, пропорциональным величине этого отклонения, и исполнительный электродвигатель вращается с пропорциональной величине отклонения скоростью в соответствующую сторону до тех пор, пока отклонение не войдет в заданную зону чувствительности . При больших отклонениях частоты на соответствующем по знаку этого отклонения выходе устройства формируется максимальный управляющий сигнал, по которому исполнительный электродвигатель вращается с максимальной скоростью в соответствующую сторону, осуществляя изменение частоты с максимальной скоростью. 1 з.п. ф-лы, 5 ил. (Л ю 00 00 00 со

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (511 4 Н 02 P 9/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2!) 3882170/24-07 (22) 09.04.85 (46) 07.02.87. Бюл. Ф 5 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт электроагрегатов и передвижных электростанций (72) М.Я. Каплан и В.П. Школьник (53) 621.316.728(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 562050, кл. Н 02 P 9/04, 1973.

Авторское свидетельство СССР

У 928594, кл. Н 02 P 9/04, 1980. (54) КОРРЕКТОР ЧАСТОТЫ ЭЛЕКТРОАГРЕГАТА (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к автоматическим регуляторам частоты переменного напряжения, генерируемого электроагрегатом автономного источника электропитания. Целью изобретений является повышение надежности и устойчивости регулирования частоты, а также повышение быстродействия регулирования при больших отклонениях частоты. Благодаря введению двух инверторов и двух элементов совпадения при отклонениях частоты, не превышающих вы-" бранной зоны нечувствительности (соответствующей заданной точности), на выходах устройства управляющие сигналы отсутствуют и исполнительные элементы остаются в неизменном положении. При малых отклонениях частоты, но выходящих за заданную зону нечувствительности, на соответствующем выходе устройства формируются импульсы постоянной заданной длительности с периодом следования, пропорциональным величине этого отклонения, и исполнительный электродвигатель вращается с пропорциональной величине й2 отклонения скоростью в соответствующую сторону до тех пор, пока отклонение не войдет в заданную зону чувствительности. При больших отклонениях ( частоты на соответствующем по знаку этого отклонения выходе устройства формируется максимальный управляющий сигнал, по которому исполнительный электродвигатель вращается с максимальной скоростью в соответствующую сторону, осуществляя изменение частоты с максимальной скоростью. s.í. ф-лы, 5 ил.

12888

Изобретение относится к электротехнике, в частности к автоматическим регуляторам частоты переменного напряжения, генерируемого электроагрегатом, и может быть использовано для автоматического регулирования частоты автономных источников электропитания. .Целью изобретения является повьппение надежности и устойчивости регули-, О рования частоты, а также повьппение быстродействия отработки больших отклонений частоты.

На фиг. и 2 приведена структурная схема устройства; на фиг. 3-5— временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства.

Корректор частоты электроагрегата содержит одновибратор 1 (фиг. !), вход которого подключен к выходу фор- 20 мирователя 2 прямоугольных импульсов, синхронизированного с напряжением электроагрегата, а выход — к R-входу

ВБ-триггера 3 и R-входу нулевой установки счетчика 4 импульсов эталонной 25 частоты, счетный T-вход которого соединен с выходом генератора 5 импульсов эталонной частоты, первый б и второй 7 трехвходовые логические элементы И, первые входы которых объеди- 30 иены и подсоединены к выходу формирователя счетных импульсов, выполненного в виде генератора 8 счетных импульсов или делителя 9 частоты, входом соединенного с выходом формирователя прямоугольных импульсов, а вторые входы подключены соответственно к инверсному выходу RS-триггера 3 и выходу формирователя 2 прямоугольных импульсов, первый 10 и второй 11 до- gp полнительные счетчики импульсов, подсоединенные счетными Т-входами соответственно к выходам первого 6 и второго 7 логических элементов И, а выходами связаные каждый с входом своего расширителя !2 и 13 импульсов, выходы которых предназначены для связи с управляющими входами при. вода электроагрегата. Выход первого элемента 14 совпадения подключен к третьему входу второго логического элемента И и через первый инвертор 15 к Ч-входу разрешения счета счетчика импульсов эталонной частоты. Выход второго элемента 16 совпадения подсоединен к Б-входу RS-триггера 3, а входы элемента совпадения подключены к выходам счетчик 4 импульсов эталонной частоты. Выход формирователя

90 2

2 прямоугольных импульсов через второй инвертор 17 соединен с третьим входом первого логического элемента

И 6, выходы первого и второго логических элементов И подключены соответственно к R-входам нулевой установки второго и первого дополнительных счетчиков 10 и ll импульсов. Выход каждого из мультиплексоров 18 и

l9 подключен к входу своего расширителя 12 и 13 импульсов, первый вход— к выходу, а второй — к счетному входу соответствующего (первого 10 или второго 11) дополнительного счетчика

I импульсов, управляющие входы мультиплексоров объединены и соединены с выходом D-триггера 20, С-вход которого подсоединен к выходу одновибратора 1, à D-вход — к инверсному выходу третьего элемента 21 совпадения с входом, подключенным к выходам третьего дополнительного счетчика 22 импульсов, соединенного R-входом нулевой установки через элемент 23 задержки с выходом одновибратора !, счетным T-входом через логический элемент ИЛИ 24 с выходами первого и второго логических элементов И, а

V-входом разрешения счета — с D-входом 13-триггера.

Каждый мультиплексор (фиг. 2) выполнен в виде первого 25 и второго

26 входных логических элементов И, первые входы которых подключены соответственно к первому и второму входам мультиплексора, выходы — через выходной логический элемент ИЛИ 27 к вьгходу мультиплексора, а второй прямой вход первого входного логического элемента И 25 и второй инверсный вход второго входного логического элемента И соединены с управляющим входом мультиплексора.

Корректор работает следующим образом.

Электроагрегат вырабатывает напряжение U с частотой Г (периодом Т=

=!/r), которое преобразовывается формирователем 2 прямоугольных импульсов по переходу синусоиды через нулевое значение в прямоугольные импульсы длительностью Т/2. При выполнении формирователя 2 прямоугольных импульсов в виде триггера-формирователя сначала формируются импульсы с длительностью Т/2 и периодом Т и затем делятся на два триггером, в результате через триггер-формирователь

88890

3 !2 отформировывает импульсы длительностью Т и периодом 2Т.

По переднему фронту импульсов с выхода формирователя прямоугольных импульсов одновибратор 1 формирует короткий импульс, устанавливающий счетчик 4 импульсов эталонной частоты и BS-триггер 3 в нулевое состояние. В промежутке между двумя импульсами одновибратора 1 счетчик 4 импульсов эталонной частоты отсчитывает количество эталонных импульсов, приходящих на его счетный Т-вход с генератора 5 импульсов эталонной частбты. При отсчете количества импульсов, соответствующего заданной величине Т „, на всех входах второго элемента !6 совпадения появляются сигналы логической единицы, на выходе второго элемента совпадения также формируется уровень логической единицы, устанавливающий RS-триггер 3 в единичное состояние. Таким образом, отформировывается импульс Т „ . При отсчете количества импульсов, соответствующего Т т, на всех входах первого элемента 14 совпадения появ-. ляются сигналы логической единицы, а на его выходе устанавливается уровень логической единицы. Логический ноль, поступающий через первый инвертор 15 на вход разрешения счета счетчика импульсов эталонной частоты, запрещает отсчет импульсов, и поэтому указанный счетчик остается в состоянии, соответствующем Т . Таким образом, на выходе первого элемента совпадения отформировывается импульс

Т, Если элементы 14 и 16 совпадения выполняются в виде элементов И, то для получения заданных интервалов

Т эт1 и Тэ к их входам подключаются только те выходы разрядов счетчика импульсов эталонной частоты, которые принимают состояние логической единицы при достижении заданного числа, обусловленного значениями Т, и

TsTQ

Интервал Тэ =T ., Тэт представ ляет собой заданную зону нечувствительности. При этом номинальное значение частоты связано с Т „ и Тэ очевидными соотношениями (для случая использования триггера-формирователя)

Тэт 1 f„; ьт 1 ьтэт эт эт 2 f 2

4

Тэт + -1 тт эт2 эт

Для определения интервала аТ отклонения периода Т генерируемого напряжения от заданного значения с учетом зоны нечувствительности йТэт необходимо сравнить длительность Т с интервалами Тэт, и Т.т {на фиг.З диаграммы потенциалов в точках а, б, в, r, д, е, показанных на фиг. 1).

Эта операция осуществляется логическими элементами И 6 и ?.

В случае, если Т T „,,, первый логический элемент И 6 выделяет интервал, =Т-Тэт,,а если T T„z, то второй логический элемент И 7 выделяет интервал < =Ò z Т

Интервалы, и с. стробируются импульсами с формирователя импульсов.

На выходах логических элементов И 7 и 6 получаются, таким образом, пачки импульсов с числом счетных импульсов, соответствующих, или . Эти пачки импульсов поступают на соответствующий выходной расширитель 13 или !2 импульсов либо без изменений, либо через дополнительные счетчики 11 и, !О импульсов в зависимости от того. какие каналы мультиплексоров открыты.

В случае, если на расширители им йульсов при наличии отклонения, или п поступают импульсы непосредственно с выхода логических элементов

И 6 и 7, на выходе соответствующих расширителей импульсов формируется сигнал, осуществляющий максимальное регулирующее воздействие. Так как импульсы на вход расширителей импульсов в этом случае поступают раз за период Т (или за два периода), то на выходе соответствующего расширителя импульсов формируется постоянный уровень логической единицы (фиг. 4, диаграммы потенциалов в точках д, ж, и, е, з, к, показанных на фиг. 1).

В случае, если на расширитель импульсов поступают импульсы с выхода соответствующего дополнительного счетчика !0 илн il,ðàñøèðèòåëü импульсов формирует импульсы выбранной длительности с частотой следования, пропорциональной количеству импуль/ л сов в пачке на интервале, или

В результате формируется выходной сигнал, пропорциональный величине отклонения.

Управление мультиплексорами осуществляется от D-триггера 20, выход

Формула

5 128889 которого указывает, превышает текущее значение отклонения йТ заданную ве-. личину hT . или нет (т.е. отклонение велико или мало ).

Для определения этих областей отклонения 6Т пачки импульсов с логических элементов И 6 и 7 через логический элемент ИЛИ 24 поступают на счетный вход третьего дополнительного счетчика 22 импульсов, предвари- 10 тельно установленного в ноль по его

R-входу импульсом с одновибратора 1.

В случае, если и Т> ьТ „(фиг. 5, диаграммы потенциалов в точках б,н,о,п, л,м, обозначенных на фиг. 1), третий дополнительный счетчик 22 импульсов достигает состояния, соответствующего 6 Т >, и на выходе третьего элемента 21 совпадения формируется в этот момент уровень логического нуля, 20 запрещающий дальнейший счет импульсов до очередного обнуления указанного счетчика. Перед очередным обнулением третьего дополнительного счетчика 22 импульсов состояние выхода третьего элемента .21 совпадения записывается в D-триггер 20 импульсом с одновибратора 1. Для надежной записи информации в D-триггер импульс на сброс третьего дополнительного счетчика ЗО импульсов поступает,, с кратковременной задержкой, для чего используется элемент 23 задержки.

В случае, если 6TiaT А на выходе

Р-триггера 20 формируется уровень 35 логической единицы, по которому мультиплексоры 18 и 19 пропускают на расширители импульсов сигналы с дополнительных счетчиков 10 и 11 импульсов, а в случае d T>ЬТ на выходе

D-триггера 20 — уровень логического нуля и муль1иплексоры 18 и 19 пропускают на соответствующий расширитель

12 или 1.3 импульсов импульсы непосредственно с выходов логических эле- 5 ментов И 6 и 7.

Таким образом, при отклонениях частоты генерируемого напряжения, не превышающих выбранную зону нечувствительности (соответствующую заданной точности), на выходах устройства управляющие, сигналы отсутствуют и исполнительные элементы остаются в неизменном положении. При малых отклонениях частоты, но выходящих за заданную зону нечувствительности (AT+hT ), на соответствующем выходе устройства формируются импульсы

0 о постоянной заданной длительности с периодом следования, пропорциональным величине этого отклонения, и исполнительный электродвигатель вращается с пропорциональной величине отклонения скоростью в соответствующую сторону до тех пор, пока отклонение не войдет в заданную зону нечувствительности. При больших откло-. нениях частоты (LT>hT ) на соответствующем по знаку этого отклонения выходе устройства формируется максимальный управляющий сигнал (постоянный уровень), по которому исполнительный электродвигатель вращается с максимальной скоростью в соответствующую сторону, осуществляя в конечном итоге изменение частоты с максимальной скоростью.

Для обеспечения снижения или полного исключения чувствительности к попеременно меняющим знак небольшим отклонениям (колебаниям) частоты вокруг выбраньой зоны нечувствительности дополнительные счетчики 10 н

11 выполнены с взаимным сбросом.

В случае .возникновения колебательного процесса, выходящего за заданную зону нечувствительности дополнительные счетчики импульсов попеременно сбрасываются, не успев выдать на своем выходе счетный импульс, и устройство не осуществляет никаких регулирующих воздействий, по существу отключая тем самым обратную связь до успокоения колебательного процесса. Это так же, как и обеспечение заданной зоны нечувствительности, позволяет исключить возможность возникновения неустойчивых режимов, а также значительно снизить количество перемещений механических элементов системы регулирования подачи топлива и тем самым повысить надежность системы. При этом обеспечивается предельная скорость отработки больших отклонений частоты, что повышает бы-. стродействие регулирования. изобретения

1. Корректор частоты электроагрегата, содержащий одновибратор, вход которого подключен к выходу формирователя прямоугольных импульсов, синхронизированного с напряжением электроагрегата, а выход — к R-входу RSтриггера и входу нулевой установки

7 !2888 счетчика импульсов эталонной частоты, счетный вход которого соединен с выходом генератора импульсов эталонной частоты, первый и второй трехвходовые логические элементы И, первые входы которых объединены и подсоединены к выходу формирователя счетных импульсов, а вторые входы подключены соответственно к инверсному выходу

RS-триггера и к выходу формировате- t0 ля прямоугольных импульсов, первый и второй дополнительные счетчики импульсов подсоединены счетными входами соответственно к выходам первого и второго логических элементов И, а !5 выходами связаны каждый с входом своего расширителя импульсов, выход которого предназначен для связи с управляющими входами привода электроагрегата, отличающийся 20 тем, что, с целью повышения устойчивости и надежности в работе, в него дополнительно введены два инвертора, два элемента совпадения, причем выход первого элемента совпадения подключен к третьему входу второго логического элемента И и через первый инвертор к входу разрешения счета счетчика импульсов эталонной частоты, выход второго элемента совпадения З0 подсоединен к S-входу RS-триггера, а входы элементов совпадения подключены к выходам счетчика импульсов эталонной частоты, выход формирователя прямоугольных импульсов через 35 второй инвертор соединен с третьим

90 входом первого логического элемента

И, выходы первого и второго логических элементов И подключены соответственно к входам нулевой установки вто-. рого и первого дополнительных:счетчиков импульсов.

2. Корректор частоты по п. !, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия отработки больших отклонений частоты, в него дополнительно введены два мультиплексора, логический элемент

ИЛИ, элемент задержки, D-триггер, третий дополнительный счетчик импульсов и третий элемент совпадения, причем выход каждого иэ мультиплексоров подключен к входу своего расширителя импульсов, первый вход — к выходу, а второй — к счетному входу соответственно первого или второго дополнительного счетчика импульсов, управляющие входы мультиплексоров объединены и соединены с выходом

D-триггера, С-вход которого подсоединен к выходу одновибратора, à D вход — к инверсному выходу третьего элемента совпадения с входом, подключенным к выходам третьего дополнительного счетчика импульсов, соединенного входом нулевой установки через элемент задержки с выходом одновибратора, счетным входом через логический элемент ИЛИ вЂ” с выходами первого и второго логических элементов И, а входом разрешения счета— с D-входом D-триггера.

t288890

1288890

1288890

Составитель А. Акимов

Составитель О. Юрковецкая Техред H.Bepec

Корректор Г. Решетник .

Заказ 782!/57 Тираж 683

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4