Устройство для автоматической синхронизации с постоянным временем опережения

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеюз к.ееетсииа

Социалистически к

Республик ю,855855 (63) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Задавлено l б. l l ° 79 (21) 2840874/24-07 с присоединением заявки At (23) Приоритет (5! }М. Кл .

Н 02 J 3/42

Ввуйврствекинк кенктвт

CCCP ае двлвн нзвбретвнка и открытий

ОпУбликовано 15.08.81. Бюллетень Щ 30

Дата опубликования описания 25.08.8I (53) УДК 621.316. .729(088.8)) (72) Авторы изобретения

В.А.Бабушкин, M.ß.Êàïëàí и В.П.Школьн (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ

С ПОСТОЯННЫМ ВРЕМЕНЕМ ОПЕРЕЖЕНИЯ

Изобретение относится к электро. технике, в частности к устройствам включения синхронных генераторов на параллельную работу и может быть использовано прн синхронизации генераторов переменного тока, входящих в состав передвижных электроагрегатов и электростанций, в частно" сти генераторов частотой 400 Гц.

Известны устройства синхронизации, в которых определение момента включения осуществляется путем сравнения приращения разности фаэ эа дискретные промежутки времени текущим значением разности. фаз (l).

Недостатком этих устройств является низкая точность при близкой к нулю разности частот синхрониэируемьпс напряжений, сложность и недостаточная надежность, обусловленные необходимостью большого объема вычислений.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для автоматической синхрони« зации с постоянньы временем опережения, содержащее формирователи прямоугольных импульсов, включенные на входы фазового компаратора, два счетчика импульсов, включенные на входы фазового компаратора, и схему сравнения. Кроме того, устройство содержит RS-триггер, две логитю ческих схемы И, включенные на; прямой и инверсный выходы триггера, вторые входы логических схем И присоединены к одному иэ формирователей прямоугольных импульсов, входы фазового RS-тригИ гера подключены к фазовому компара, тору, причем выходы логических схем

И подключены к счетным входам счетчиков импульсов, выходы которых включены ко входам схем сравнения (2).

Однако это устройство недостаточно надежно, так как не обеспечивает включение синхронных генераторов на параллельную работу При длительности

855855 ф временные диаграммы, поясняющие работу устройства (где а, Ь и с — выходы элементов схемы, изображенные на фиг. I).

Устройство автоматической синхронизации содержит два формирователя

1 и 2 прямоугольных импульсов, преобразовывающие синусоидальные напряжения одноименных фаэ синхронизиру10 емых объектов в прямоугольные импульсы, фазовый компаратор 3, формирующий короткйй импульс в момент совпадения фаз синхронизируемых напряжений. два RS-триггера 4 и 5, логические схемы б-8 И, два счетчика .

9 и IО Oимпульсов со схемой 11 срав — нения, включенной на выходной импульсный расширитель 12, схемы 13 анализа состояния первого счетчика 14

20 длительности периода биений и логи-. ческую схему i5 ИЛИ.

Устройство по количеству счетных импульсов„ сформированных формирователем 1 или 2 по одному из синхро25 низируемых напряжений,,определяет и время m между двумя моментами совпадения фаз, причем величина m должна быть не менее заданной минимальной величины m><<, определяемой соотнозо шением гп „ „(см, фиг. 2). Заи11и оп жах тем, начиная с последнего момента совпадения фаз, отсчитывается время

0, уменьшенное на величину времени опережения,т.е. отсчитывается коли55 чество счетных импульсов, равное величине ф (m-1 ), где Ч - частота и счетных импульсов. Момент достижения указанного количества импульсов соответствует началу сигнала с заф0 ДаННЫМ Йов, 5

55 периода биений меньше времени опережения.

Цель изобретения - повьппение надежности устройства путем обеспечения работоспособности устройства в случае, когда период биений синхронизируемых напряжений меньше времени опережения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для автоматической синхронизации, содержащее два формирователя прямоугольных импульсов, пог ключенных ко входам фазового компаратора, выход которого соединен с

S -входом RS-триггера, две логические схемы И, первая из ко" îðûõ включена на прямой выход RS-триггера, а вторая на инверсный вьгкод RS òðèããåðà, причем второй вход первой схемы И соединен с одним из формирователей прямоугольных импульсов, два счетчика импульсов, включенных выходами на входы схемы сравнения на выходе устройства, при этом счетный вход первого счетчика соединен с выходом первой схемы И, дополнительно введены второ

RS-триггер, третья логическая схема

И, логическая схема ИЛИ, схема ана— лиза длительности периода биений и схема анализа состояний первого счетчика, при этом выход фазового компаратора подсоединен к S-входу второго RS-триггера через третью логическую схему И, ко второму входу второй схемы И, выход которой под ключен к входу начальной установки первого счетчика, второй вход третье схемы И подсоединен к выходу схемы анализа состояний счетчика. кроме того, выход фазового компаратора сое динен с одним иэ входов схемы ана-лиза:;-,.òòåëüíoñòè периода биений, второй вход которой соединен с выходом первого счетчика, который соединен со входом схемы анализа состояний первого счетчика, выход одного из формирователей прямоугольных импульсов подключен к счетному входу второго счетчика, вход начальной установки которого соединен с инверсным вьмодом второго RS-триг— гера, соединенного также с третьим входом первой схемы И, à R"âõîäû обоих RS-триггеров через логическую схему ИЛИ подключены к выходам схе— мы сравнения и схемы анализа длительности периода биений

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2

Такой путь определения момента опережения (t j позволяет проиэOA водить точную автоматическую синхронизацию при периоде биений синхронизируемьи напряжений меньшем времеЙи включения коммутационной аппаратуры генератора.

Отсчет величины m осуществляют счетчиком 9, а величины m"t „счетчиком 10. Управление работой устройства осуществляется триггерами 4 и 5.

Первый импульс совпадения фаэ с компаратором 3 проходит через схему

7 И на вход начальной установки счетчика. 9, одновременно опрокидывая триггер 4(момент t на фиг. 2), который сохраняет это состояние до появления сигнала с заданным о, по8558

Этим же сигналом со схемы ll сравнения через схему 15 ИЛИ производится начальная установка триггеров 5

45 и 4 управления (момент t ) по R-вхо+ дам, после чего становится возможным новый цикл подсчета Соя (см. на фиг. 2 график с ординатой "Выход" ), который начинается с приходом пер50 ваго же сигнала совпадения фаз с .момента tg. В свою очередь триггера

4 и 5 осуществляют начальную установку счетчиков 9 и 10.

При недопустимой величине периода биений, который определяется по состоянию счетчика 9 в момент первого после начала цикла отсчета сигнала совпадения фаэ, схема 13 анали5 ступающего со схем 11 сравнения через схему 15 ИЛИ. Дальнейшее прохождение импульсов на вход начальной установки счетчика 9 запрещается уров- нем, поданным на схему 7 И с выхода триггера 4. Счетные импульсы с формирователя 2 (момент t ) начинаА ют поступать на вход счетчика 9 через схему 8 И.

После отсчета счетчиком 9 времени

m,ñõåìà 13 анализа открывает схему 6 И, разрешая с момента t поступление на S-вход триггера 5 сигналов совпадения фаз с выхода компаратора 3, первый иэ которых опрокидывает триггер 5 (момент й3). После этого прекращается отсчет импульсов счета счетчиком 9, в котором запоминается количество счетных импульсов

9 m, за период между двумя моментами совпадения фаз, причем в>в„„„, Таким образом счетчик 9 переходит в режим хранения информации.

Начиная с этого момента (t>) счетчик 10, который ранее удерживался 2s триггером 5 в исходном состоянии начинает отсчет счетных импульсов с исходного состояния 9 t, которое в отличие от исходного состояния счетчика 9 не равно О. Исходное состоя-< зо ние соответствует числу счетных импульсов, укладывающихся на интервале

К моменту достижения счетчиком

10 состояния, соответствующего величине m, записанной в счетчике 9 в момент С, отсчитывается время m-t „ и схема сравнения формирует сигнал сравнения за время t до одного иэ моментов совпадения фаэ (t ). Далее сигнал расширяется импульсным расши- 4О рителем 12 до необходимой величины.

55 6 эа через логическую схему 15 ИЛИ также производит начальную установку триггеров 4 и 5 управления, и сигнал на включение автомата генератора при этом не формируется, так как цикл определения t начинается оА сначала.

Приведенная структура устройства автоматической синхронизация с постоянным временем опережения позволяет осуществлять автоматическое включение на параллельную работу синхронных генераторов, в том числе и в случае, когда период биений синхронизируемых напряжений меньше времени включения коммутационной аппаратуры генератора, что особенно важно при синхронизации генераторов с повышенной частотой, например

400 Гц.

Формула изобретения

Устройство для автоматической синхронизации с постоянным временем опережения, содержащее два формирователя прямоугольных импульсов, подключенные ко входам фазового компаратора, выход которого соединен с 5-входом RS-триггера, две логические схемы И, первая из которых включена на прямой выход RS-триггера, а вторая — на инверсный выход RS-триггера, причем второй вход первой схемы И соединен с одним иэ формирователей прямоугольных импульсов, два счетчика импульсов, включенные выходами на входы схемы сравнения на выходе устройства, при этом счетный вход первого счетчика соединен с выходом первой схемы И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения работоспособности устройства при длительности периода биений меньшего времени опережения, в устройство введены второй RS-триггер, третья логическая схема И, логическая схема ИЛИ, схема анализа длительности периода биений и схема анализа состояний первого счетчика при этом выход фазоl вого компаратора подсоединен к S-входу второго RS-триггера через третью логическую схему И и ко второму входу второй схемы И, выход которой подключен к входу начальной уста855855 ковки первого счетчика, второй вхбд третьей схемы И подсоединен к выходу схемы анализа состояний первого счетчика, кроме того, выход фазового компаратора соединен с одним из входов скемы анализа длительности периода биений, второй вход которой соединен с выходом первого счетчика, который соединен со входом схемы анализа состояний первого счетчика, вы- 16 ход одного из формирователей прямоугольных импульсов подключен к счетному входу второго счетчика, вход начальной установки которого соединен с инверсным выходом второго RSтриггера, соединенным также и с третьим входом первой схемы И, а

S"âõîäû обоих RS-триггеров через логическую схему ИЛИ подключены к выходам схемы сравнения и схемы анализа длительности периода биений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

Ф 531230, кл. Н 02 J 3/42, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 2711732!07, .кл. Н 02 J 3/42, 1979.

855855

957 79 Тираж 675 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская на6., д. 4/5

Заказ

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

Составитель К.Фотина

Редактор Т.Парфенова Техред М. Рейвес Корректор Г.Назарова