Универсальный измерительный преобразователь переменного напряжения Советский патент 1983 года по МПК G01R19/22 

л

t/x

00 4

00

УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАЙРЯЖЕНИЯ по авт. св. 679889, о т т л и ч а ю щи и с я тем, что, с повьошения .быстродействия и расшир« ия функциональных возможностей. в него дополнительно введены формирова тель прямоугольного напряжения, включенный между дополнительным входом преобразователя и входом интегратора, и дополнительный измерительный канал-, включенный между входом интегратора и входом второго запоминающего блока, содержащий последовательно соединенные инвертор, дополнительный интегратор, дополнительный повторитель, четвертый ключ, третий запоминанмций блок и пятый ключ, шестой ключ, -включенный между выходом дополнительного интегратора и общей шиной,- причем управляющие входы ключей соединены с выходом блока управления.

0wf Изобретение относится к автоматическому регулированию возбуждения синхронных машин. По основному авт. св. № 679889 известен универсальный измерительный преобразователь для автоматических регуляторов возб ждения синхронных Мсшин, осуществляющий преобразование переменного напряжения, пропорционального напряжению н.а зажимах синхронной машины или полному, реактивному, или активному току статора в эквивалентное, постоянное напряжение с малыми пульсациями Быстродействие преобразователя составляет один период контролируемого переменного напряжения. Этот измерительный преобразователь содержит из мерительный канал, включенный между первым входом преоб;разователя и его выходо.м и состоящий из последовательно соединенных интегратора, повторктеля, первого ключа, первого запоминающего блока, второго ключа, второго запоминающего .блока и согласующего блока, и третьего ключа, включенного между выходом интегратора, и общей шиной, и синхронизирующий канал, вход которого явля.ется вторым входом преобразователя, состоящий из последовательно соединен.ных фазосдвигающего блока и блока управления, причем вход блока управления является третьим входом преобразователя, а его. выход соединен с управляющими входами всех ключей Tl J. Недостатком известного устройства является низкое быстродействие, ограниченное Периодом контролируемого переменного напряжения, и отсутствие возможности измерять роторный угол синхронной машины. Цель изобретения - повьиление быст родействия и расширение функциональных возможностей измерительного преобразователя. . Поставленная цель достигается тем что в универсальный измерительный преобразователь переменного напряжения дополнительно введены формирователь- прямоугольного напряжения, включенный между дополнительным входом преобразователя и входом интег ратора, и дополнительный измерительный канал, включенный между входом интегратора и входом второго запоми-нающего блока, содержащийпоследо: вательно соединенные инвертор, дополнительный интегратор, дополнитель ный повторитель, четвертый ключ, третий запоминающий блок и пятый ключ, шестой к-люч, включенный между выходом дополнит-еяьного интегратора; и общей шиной, причем управляющие входы ключей соединены с выходом Йлока управления. Ко фиг. 1 изображена структурная схема универсального измерительного преобразователя переменного .напряжения; на фиг. 2 - диаграммы напряжений, поясняющие его работу. Универсальный измерительный преобразователь переменного напряжения содержит основной измерительный канал, вход 1 которого является первым входом преобразователя, а выход 2 - его выходом. Основной измерительный канал включает последовательно соединенные интегратор 3, повторитель 4, первый ключ 5, первый запоминающий блок 6, второй ключ 7, второй запоминающий блок 8 и согласующий блок 9, а также включенный между выходом интегратора 3 и общей шиной третий ключ 10. Синхронизирующий : канал, вход которого 11 является вторым входом преобразователя, вклю чает фазосдвигающий блок 12, соединенный последовательно с блоком 13 управления. При этом вход блока 13 управления является третьим входом 14 преобразователя. Дополнительно введенный формирователь 15 прямоугольного напряжения включен между . дополнительным входом 16- преобразова- теляи входом интегратора 3. Дополнительный измерительный канал включен между входом интегратора 3- и входом второго запоминающего блока 8 и содержит- последовательно соединенные инвертор 17, дополнительный интегратор 18, дополнительный повторитель 19, четвертый ключ 20 третий-запоминающий блок 21, «пятый ключ 22. Между выходом дополнительног-о интегратора и общей шиной вклю1чен шестой ключ 23, а управляющие . всех ключей соединены с выходом.-блока 13 управления. Универсальный измерительный преобразователь переменного напряжения работает следующим образом. В режимах измерения роторного угла синхронной машины на вход 11 фазосдвигающего блока 12 подается первое синхронизирующее напряжение У0Х1 (фиг. 2), пропорциональное любому из линейных н.апряжений на зажимах синхронной машины. На вход 16 формирователя 15 прямоугольного напряжения (фиг. 1) подается второе пере-, менное .синхронизирующее напряжение ) . Частота этого напряжения в нормальных режимах работы синхронной машины равна частоте линейного напряжения Ugj(,,(t) и формируется таким У.СТРОЙСТВОМ, работа которого синхронизирована с частотой вращения ротора синхронной машины. Такими устройствами могут быть тахогенератор, индуктивные или световые датчики положения ротора, Фантомные устройства, определяющие положение оси ротора через напряжение и ток стато ра, или индукционный датчик тока ротора в бесщеточных системах возбуждения синхронных машин. Выходноенй пряжение формирователя 15 подается на вход интегратора 3 и инвертора 17 В те 1ение первого полупериода синхронизирующего напряжения UgyijXt) действием коммутирующих напр,яжен.ий: 0 и Un2 t формируемых блоком 13 управления, ключи 5, 22 и 23 замкнуты, а ключи 7, 10 и 20 разомкнуты. При таком состоянии ключей выход интегратора 18 згиикнут ключем 23 на обдую шину, а напряжение прямоугольной фор мы формирователя прямоугольного напряжения 15 интегрируется интегратором 3, повторяется на выходе повторителя 4 и через замкнутый первый ключ 5 переносится в первый запоминающий блок 6. . . в течение второго полуперйода напряжения Ugj( i) под действием коммутирующих напряжений U и 5, 22 и 23 разомкнуты, а ключи 7, 10 и 20 замкнуты (фиг. 2). При таком состоянии -ключей выход интегратора, 3 замкнут ключем 10 на общую шину, а напряжение U, пропорциональное интегралу выходного напряжения формироватёля прямоугольного напряжения 15., за интервал времени первого полупериода напряжения U0y(t) через замкнутый ключ 7 переносится из первого запоминающего блока 6 во второй запоминающей блок 8. При этом выходное напряжение формирователя прямоугольного, напряжения 15 инвертируется инвертором 17, интегриру-; ется дополнительным интегратором 18, повторяется на выходе дополнительного повторителя 19 и через з амкнутый четвертый ключ 20 переносится в запоминающий блок 21. В течение третьего полупериода напряжение U, пропорциональное интегралу от выходного напряжения формирователя прямоугольного напряжения 15, за интервал времени второго по.пупериода напряжения ((Ь) через замкнутый ключ 20 переносится из третьего запоминающего, блока 21 во; второй запоминающий блок 8 и повторяется на выходе согласующего блока 9(фиг. При этом выходное напряжение U первого запоминакхдего блока 6 сбрасывается за короткое время через замкнутый первый ключ 5 на малое выход ное сопротивление по.вторителя 4, а выходное напряжение формирователя прямоугольного напряжения 15 иитегрируется-интегратором 3, повторяется повторителем 4 и через замкнутый первый ключ 5 переносится в первый зеИОминающий блок 6 (фиг. 2,в). В течение четвертого полупериода напряжение U, пропорциональное интегралу выходного напряжения рователя прямоугольного напряжения 15, за интервал времени третьего поН лупериода переносится через замкнутый второй ключ 7 из первого запоминающего блока 6 во второй запоминающий блок 8 и повторяется на выходе согласующего блока 9. При этом напряжение Uj третьего запоминающего блока 21 сбрасывается через замкнутый ключ 20 на малое выходное сопротивление дополнительного повторителя 19, а выходное напряжение формирователя прямоугольного напряжения 15 интегрируется интегратором 18 и через замкнутый четвертый ключ 20 пе- . реносится в третий запоминающий блок 21. В последующих полупериодах синхронизирующего напряжения Jg.,(t) процессы измерения и преобразования выходного напряжения повторяются. Таким образом, на выходе измерителя через каждую половину периода синхронизирующего напряжения Ug (t) формируется такое напряжение, уро вень и знак которого пропорциональны разности фаз между синхронизирующими напряжениями U () ,и„„ -() . ,ОЛ,УЛ Разность фаз этих напряжений пропорциональна величине и знаку роторного угла синхронной машины. Начальное состояние фаз между коммутирующими напряжениями U,, Vgy (-t) для . процессов измерения реактивной, активной составляющих тока статора, или роторного угла синхронной машины корректируется фазосдвигающим блокой 12. Способность измерения предлагаемым измерителем напряжения, полного тока,, активной или реактивч ной составляющих тока нагрузки син- хронной. машины полностью сохраняется. При этом быстродействие измерения преобразователя возрастает с одного периода до половины периода контролируемого .напряжения. Процесс преобразования для оценки активной или реактивной составляющих .тока цепи нагрузки иллюстрируется н.а диаграмме напряжения (фиг., 2) пунктирными ЛИНИЯМИ.. W i . ... - Использование предложенного устройства обеспечивает повышение быстродействия и точности регулирования возбуждения синхронных машин в режимах рег улирования напряжения в функции полного, или реактивного тока статора, в режимах регулирования коэффициента мощности, в режимах ограничения или тока ротора, или тока статора, или роторного угла, а также повышает точность срабатывания устройств заадты от асиихррнвого хода . йнхроийшк Шваая.