Устройство для подгонки частоты одного источника напряжения к частоте другого источника напряжения

 

(> t>991551

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

ОП ИСАНИЕ

И ЗОЬРЕТЕ Н Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02. 06. 81(21) 3295777/24-07 (51}М. Кл.

Н 02 J 3/40

Н п2 Р 9/04 ьприсоединением заявки № (23) Приоритет

Гевударствеввые кемитет

IIo девам изобретений и втерытий

Опубликовано 23.01 83. Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 25.01 83 (53} УДК 621. 316.. 729 (088. 8),Ь;, В.А. Бабушкин и М.Я. Капл н ем;;-,, ! .,у. 1 т

Всесоюзный научно-исследовательско% и прсййт урконструкторский институт электроагрегатов и лередв жных электростанций (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДГОНКИ ЧАСТОТЫ

ОДНОГО ИСТОЧНИКА НАПРЯЖЕНИЯ

К ЧАСТОТЕ ДРУГОГО ИСТОЧНИКА

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к автоматизации режимов работы электроагрегатов переменного тока и может быть использовано для подгонки частоты к номинальному значению или к частоте постороннего источника переменного тока.

Известны устройства для уравнивания частот, осуществляющие регулирование частоты генератора в зависимости от величны разности частот синхронизируемых источников.(1 1 и (2 1, Однако эти устройства работают только в режиме включения на параллельную работу и не могут обеспечить . работу в автономном режиме, т.е. под-. гонку частоты к номинальной величине.

Кроме того, эти устройства доста- . точно сложны и требуют большого количества вычислительных и преобразовательных функций, что приводит к снижению точности и надежности, особенно при малых значениях разности частот.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для подгонки частоты одного источника напряжения к частоте другого источника, содержащее формирователь прямоугольных импульсов„ первый генератор тактовых импульсов, подключенный своим выходом через счетный вход счетчика импульсов к S-входу RS-триггера, к R-входу которого через одновибратор подключен один из выходов формирователя прямоугольных импульсов, два логических элемента И, первый вход первого из которых соединен с инверсным выходом формирователя прямоугольных импульсов, второй вход - с инверсным выходом RS"òðèããåðà, тре" тий - с выходом второго генератора тактовых импульсов и с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с прямым выходом

RS-триггера, а третий - с выходом Формирователя прямоугольных импульсов, при этом выходы каждого элемента И че3 9915 рез выходные счетчики подсоединены к соответствующим выходным расширите лям импульсов.

Это устройство формирует импульсы постоянной длительности со скважнос5

5 тью, прапор ционал ьной отклонению регулируемой частоты от заданной, благодаря чему достигается оптимальное быстродействие, точность и качество переходных процессов при регулировании частоты P3 ).

Однако известное устройство обладает возможностью подгонки только к номинальному значению частоты, определяемому частотой эталонного генератора и начальным состоянием счетчика.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможностей подгонки частоты как к номинальному значению, так и .к частоте синхронизируемого источника в режиме включения на параллельную работу.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для подгонки частоты одного источника напряжения к частоте другого источника напряжения, содер. жащее формирователь прямоугольных импульсов, первый генератор тактовых импульсов, подключенный своим выходом через счетный вход счетчика им" пульсов к S-входу RS-триггера, к

R-входу которого через одновибратор подключен один из выходов формирователя прямоугольных импульсов, два логических элемента И, первый вход пер- З5 вого из которых соединен с инверсным выходом формирователя прямоугольных импульсов, второй вход - .с инверсным выходом RS-триггера, третий - с выходом второго генератора тактовых им40 пульсов и с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом RS"òðèããåðà, а третий - с выходом формирователя прямоугольных импульсов, при этом выходы

45 каждого элемента И через выходные счетчики подсоединены к соответствующим выходным. расширителям импульсов, дополнительно содержит второй формирователь прямоугольных импульсов, ре- 5О гистр, счетчик обратного счета, второй одновибратор и интегратор, а в качестве счетчика импульсов использован счетчик с параллельной синхронной записью и синхронизацией записи, причем вход синхронизации записи счетчика импульсов подсоединен к выходу одновибратора, выход второго формиро51 4 вателя прямоугольных импульсов подключен к входу начальной установки счет" чика обратного счета, через второй од новибратор - к входу синхронизации записи регистра и через интеграторк входу начальной установки регистра, выходы которого соединены с входами параллельной синхронной записи .счетчика импульсов, а входы параллельной записи регистра - с выходами счетчика обратного счета, счетный вход счетчи" . ка обратного счета соединен с выходом первого генератора импульсов.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для подгонки частоты. устройство содержит формировате" ли 1 и 2 прямоугольных импульсов .по переходу синусоид U г и 0с синхронизи» руемых напряжений через ноль, генератор 3 импульсов, соединенный со счетными входами (-Т),счетчика 4 обратно" го счета и (+Т) счетчика 5. При этом выходы Q ... Q счетчика 4 обратного счета соединены с входами 0о ...Dä параллельной записи регистра 6, выходы которого 0.1, ° ° ° Q 1„подключены к входам параллельной записи 01О...Dlt, счетчика 5.

Вход начальной установки (НУ) счетчика 4 соединен с формирователем 2 прямоугольных импульсов, вход С синхронизации записи регистра 6 подключен к выходу одновибратора 7, вход НУ регистра б соединен с выходом интегратора 8, выходной сигнал которого при отсутствии Оо, т, е. импульсов на выходе формирователя 2, удерживает регистр б в исходном состоянии, соответствующем автономному режиму работы устройства, а при наличии U формирует противоположный сигнал, определяющий режим включения на параллельную работу и разрешающий введение в регистр состояний по его

0-входам.

Вход С синхронизации записи счет" чика 5 подключен к выходу одновибра-. тора 9, вход которого подключен к одному Из выходов формирователя 1 прямоугольных импульсов. При подключе" нии к инвертирующему выходу одновибратор 9 формирует импульс по заднему фронту, к неинвертирующему по переднему фронту импульса с формирователя 1, RS-триггер 10 подключен своими выходами к логическим элементам И 11 и 12, подключенным также к генерато" ру 13 импульсов. Выход элемента И 11

5 9915 подключен через один выходной счетчик 14 к соответствующему импульсному расшйрителю 15, а выход элемента И 12 через другой выходной счетчик 16 " к импульсному расширителю 17. С выходов импульсных расширителей 15 и

17 сигналы поступают на соответствующий выход устройства и далее на исполнительное устройство, например серводвигатель, осуществляющее подгонку частоты в соответствующую сторону.

Устройство работает следующим оГ>разом

В режиме синхронизации, т.е. при наличии импульсов на выходе формирователя 2, интегратор 8 формирует уровень логического сигнала, при котором работа регистра определяется только е го о сталь ными входами .

По переднему фронту импульса с формирователя 2, преобразующего синусоидальный сигнал синхронного генератора в прямоугольный, одновибратор 7 формирует короткий импульс, который перезаписывает s регистр 6 код, нахо-р дящийся в этот момент времени в счет". чике 4 обратного кода, одновременно после перезаписи устанавливая его в исходное состояние по его входу НУ и удерживая его в этом состоянии одну половину периода.- Во второй половине периода сигнал по входу НУ счетчика 4 изменяется на противоположный, разрешая ему счет. За исходное состо" яние счетчика 4 принимается состояние, соответствующее номинальному значению частоты,,т,е. при этом к концу периода по импульсам с генератора 3,уменьшающим состояния счетчика, счетчик 4 должен находиться в состоянии, 40 соответствующем нулевому отклонению частоты с формирователя 2 от номинальной. Таким образом, код в счетчике. 4 к концу периода, т.е. приходу очеред ного импульса с одновибратора 7, соответствует отклонению частоты источника с напряжением 0с от эталонного значения f . Импульс с одновиб" ратора 7 перезапйсывает коды из счет" чика 4 в регистр 6, в результате чего в регистре 6 постоянно хранится код, соответствующий текущему значению отклонения частоты fc от f> . Этот код далее используется в качестве текущего исходного. состояния счетчика 5...55

При этом его состояние, фиксирующее на выходе Р, соответствует частоте генератора 3 и выбирается таким, чтобы при нулевом отклонении f от f> счетчик 5 от исходного состояния, дофиксируемого на его Р-выходе состояния, отсчитал количество тактовых импульсов, соответствующее номинальному значению частоты генератора.

В исходном состояние счетчик 5 устанавливается импульсом с одновибра" тора 9 по началу каждого периода Кг.

Одновременно этот же импульс.произво-. дит установку в нулевое состояние

RS-триггера 10.

В промежутке между двумя импульсами с одновибратора 9 счетчик 5.отсчитывает количество эталонных импульсов, приходящих на его счетный вход

+Т с эталонного генератора З,начиная с начального состояния, перезаписываемого в счетчик 5 с регистра б сигналом по. входу С с одновибратора 9.

При достижении счетчиком 5 заданного состояния на его P-выходе формируется сигнал, устанавливающий

RS-триггер 10 в состояние логической

Il1 I!

Элементы И 11 и 12 сравнивают интервал Т, отсчитанный счетчиком 5 с полупериодом генерируемого напряжения.

В случае Тг/2 7 Т, где T l = 1/

fa = fc

В случае -отсутствия напряжения синхрогенератора, т.е. в режиме авто9915 номной работы, импульсы на выходе формирователя 2 отсутствуют и интегратор 8. формирует логический уровень, удерживающий регистр 6 в исходном со« стоянии, соответствующем при автоном- s ной работе подгонке частоты к эталонному значению.

Таким образом, предлагаемое уст" ройство обладает расширенными функциональными возможностями., обеспечивая высокое качество регулирования частоты, точность и надежность как при подгонке частоты в режиме включения на параллельную работу, так и при автономной работе. 15

Формула изобретения

Устройство для подгонки частоты 20 одного источника напряжения к частоте другого источника напряжения, содержащее формирователь прямоугольных, импульсов, первый генератор тактовых импульсов, подключенный своим выхо- 25 дом через счетный вход счетчика импульсов к S-входу RS-триггера, к 8" входу которого через одновибратор подключен один из выходов формирователя прямоугольных импульсов, два ло-30 гических элемента И, первый вход пер" вого из которых соединен с инверсным выходом формирователя прямоугольных импульсов, второй вход - с инверсным .выходом RS-триггера, третий - с выхо- з дом второго генератора тактовых импульсов и с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединей с прямым выходом RS-триггера, а третий - с выходом формирователя пря- в

51 8 моугольных импульсов, при этом выходы каждого элемента И через выходные счетчики подсоединены к соответствующим выходным расширителям импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей в него дополнительно введены второй формирователь прямоугольных имульсов, регистр, счетчик обратного счета, второй одновибратор и интегратор, а в качестве счетчика импульсов использован счетчик с параллельной синхронной. записью и синхронизацией записи, причем вход синхронизации записи счетчика импульсов подсоединен к выходу одновибратора, выход второго формирователя прямоугольных импульсов подключен к входу начальной установки счетчика обратного счета, через второй одновибратор — к входу синхронизации записи регистра и через интегратор - к входу начальной установки регистра, выходы которого соединены с входами параллельной синхронной записи счетчика импульсов, а входы параллельной записи регистрас выходами счетчика обратного счета, счетный вход счетчика обратного счета соединен с выходом первого генератора тактовых импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР "15768, кл. Н 02 3 3/40, 1971 °

2, Авторское свидетельство СССР

Р 519821, кл. Н 02 3 3/40, 1972, 3. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2975679/24-07, кл. Н 02 P 9/04, 1980

991551 к1

Составитель 1(. Фотина

Редактор В. Иванова Техред О. Неце . Корректор . (. Пономаренко

Заказ 153/73 Тираж о15 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11 035 Москва Ж-35 Рачшская наб. 8. 4/5

) 35 а ъЛ«««В е ьд «у»» «»«««««ъг«««ъ»» 1 «

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