Способ определения времени опережения синхронизатора (его варианты) Советский патент 1983 года по МПК H02J3/40 

2. Способ определения времени опережения синхронизатора Путем измерения счетчиком времени промежутка от момента срабатывания синхронизатора до момента возникновения нулевого сдвига фаз между напряжениями, подведенными к входам синхронизатора, и контроля сдвига фаз в течение каждого периода частоты напряжения, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа при определении времени опережения в лабораторных условиях, формируют два напряжения треугольной формы, преобразуют каждое из них в напряжение гармонической

формы по закону синуса, используют полученные напряжения в качестве напряжений, подводимых к входам синхронизатора, а момент возникновения нулевого сдвига фаз между напряжениями определяют путем сравнения мгновенных значений напряжений треугольной формы между собой в периоды совпадения знаков скорости их изменения и фиксируют момент возникновения нулевого сдвига фаз между напряжениями в момент равенства мгновенных напряжений треугольной формы. .

1. Способ определения времени опережения синхронизатора путем измерения счетчиком времени промежутка от момента срабатывания синхронизатора до момента возникновения нулевого сдвига фаз между наi пряжениями, подведенными к входам синхронизатора, и контроля сдвига фаз в течение каждого периода частоты напряжений, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа при определении времени опережения в лабораторных условиях, формируют два напряжения пилообразной формы, преобразуют каждое из них в напряжение гармонической формы по закону косинуса, используют полученные напряжения в качестве напряжений, подводимых к входам синхронизатора, а момент возникновения нулевого сдвига фаз между напряжениями определяют путем сравнения мгновенных значений напряжений пилообразной формы между собой в периоды совпадения полярностей напряжений гармонической формы и фиксируi ют момент возникновения нулевого сдвига (Л фаз между напряжениями в момент равенства мгновенных значений напряжений пилообразной формы. ел оо ю ю

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к автоматическим синхронизаторам электрических машин, и может быть использовано при их настройке и проверке.

Известен способ определения времени one режения синхронизатора путем измерения промежутка времени от момента срабатывания синхронизатора до момента возникновения нулевого сдвига фаз между напряжениями ведущей и синхронизируемой электрических систем. Способ осуществляется путем осциллографирования процесса изменения напряжения биений (разности напряжений одноименных фаз синхронизируемой и ведущей систем), определения на осциллограмме нулевого значения угла между напряжениями синхронизируемой и ведущей электрических систем, в том числе по минимальной величине напряжения биения, и вычисления времени опережения с учетом скорости развертки осциллографа. В этом способе определение времени опережения синхронизатора связано с необходимостью фиксации, с помощью осциллографа процесса относительного движения синхронизируемых систем и момента срабатывания синхронизатора 1.

Недостатком способа является значитель нйя трудоемкость обработки осциллограмм: отыскание графическими методами момента возникновения нужного значещия угла между напряжениями синхронизируемых систем и пересчет пространственного промежутка между указанным моментом времени и моментом срабатывания синхронизатора в измеренное время опережения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ определения времени опережения синхронизатора путем измерения счетчиком времени промежутка от момента срабатывания синхронизатора до момента возникновения нулевого сдвига фаз между напряжениями, подведенными к входам синхронизатора, при этом нулевой сдвиг фаз контролируется в течение каждого периода частоты напряжения. Контроль осуществляется путем интегрирования сигнала, пропорционального частоте ведущей системы, а также сигнала, пропорционального модулю скольжения, и сопоставления полученных результатов 2.

Однако для реализации известного способа необходимо иметь достаточно сложные и дорогие датчики частоты и скольжения, которые при проверке синхронизатора в лабораторных условиях требуют дополнительного увеличения мощности генераторов, что приводит к больщим затратам при настройке и определении времени опережения синхронизатора в лабораторных условиях.

Цель изобретения - упрощение способа при определении времени опережения синхронизатора в лабораторных условиях.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения Времени опережения синхронизатора по первому варианту, включающему операции измерения счетчиком времени промежутка от момента срабатывания синхронизатора до момента возникновения нулевого сдвига фаз между напряжениями, подведенными к входам синхронизатора, и контроль сдвига фаз в течение каждого периода частоты напряжения формируют два напряжения пилообразной формы, преобразуют каждое из них в напряжение гармонической формы по закону косинуса, используют полученные напряжения в качестве напряжений, подводимых к входам синхронизатора, а момент возникновения нулевого сдвига фаз между напряженииями определяют путем сравнения мгновенных значений напряжений пилообразной формы между собой в периоды совпадения полярностей напряжений гармонической формы и фиксируют момент возникновения нулевого сдвига фаз между напряжениями в момент равенства мгновенных значений напряжений пилообразной формы. Кроме того, согласно второму варианту формируют два напряжения треугольной формы, преобразуют каждое из,них в напряжение гармонической формы по закону синуса, используют полученные напряжения в качестве напряжений, подводимых к входам синхронизатора, а момент возникновения нулевого сдвига фаз между напряжениями определяют путем сравнения мгновенных значений напряжений треугольной формы между собой в периоды совпадения знаков скорости их изменения и фиксируют момент возникновения нулевого сдвига фаз между напряжениями в момент равенства мгновенных напряжений треугольной формы. На фиг. 1 и 2 изображены временные диаграммы пилообразных входных и гармонических выходных напряжений; на фиг. 3 - временные диаграммы входных треугольной формы и гармонических выходных напряжений. На диаграммах обозначены напряжения Агпилообразной (треугольной) формы; сигналы а ( и а а определяющие полярность гармонического сигнала-в первом варианте и знак скорости изменения напряжения во втором варианте, фазы и и мгновенные значения напряжений U и U j гармонической формы. Индексы 1 и 2 указывают на отношение перечисленных параметров к первому и второму напряжениям. Фиг. 1 и 2 иллюстрируют случай, когда частота входного напряжения А i выше частоты напряжения А . При этом диаграммы, изображенные на фиг. 1 и 3, соответствую, f« fj 0. а диаграммы, изображенные на фиг. 2,- f, fj Л Сущность предлагаемого способа состоит в следующем. Напряжения пилообразной формы различной частоты преобразуются в гармонические напряжения по закону косинуса, которые в пределах полупериода определяются следующей зависимостью и UM-COS А, , где UM - амплитуда напряжения гармонической формы. Частота выходного напряжения гармонической формы вдвое ниже .частоты напряжения пилообразной формы. Изменение сигнала а соответствует изменению полярности напряжения, которое подают на входы синхронизатора, при этом эти напряжения являются синфазными с напряжениями пилообразной формы. При срабатывании синхронизатора пускают счетчик времени. Сравнивая мгновенные значения напряжений пилообразной формы в периоды t i- t 2 совпадения полярности сигналов а i и а , определяют момент t j совпадения фаз напряжений гармонической формы по условию равенства мгновенных значений напряжений пилообразной формы и останавливают в этот момент счетчик времени. Показания счетчика времени в момент t J соответствуют определяемому времени опережения синхронизатора, так как в этот момент равенство А i и А j соответствует равенству фаз и напряжений гармонической формы и 1 и и г Второй вариант предлагаемого способа заключается в том, что напряжения треугольной формы различной частоты преобразуются в гармонические напряжения по закону синуса, которые определяются следующей зависимостью и Uw-sin А. Сигнал а (фиг. 3) соответствует изменению знака скорости изменения напряжений треугольной и гармонической формы, которые являются синфазными. Напряжения гармонической формы подают на входы синхронизатора и при срабатывании синхронизатора запускают счетчик времени. Сравнивая мгновенные значения напряжений треугольной формы в периоды t i-t , совпадения знаков скорости изменения напряжений треугольной либо гармонической формы, определяют момент t 3 совпадения фаз напряжений гармонической формы по условию равенства мгновенных значений на пряжений треугольной формы и останавливают в этот момент счетчик времени. Показания счетчика времени соответствуют определяемому времени опережения, так как равенство А i и А 2 соответствует равенству f, и f, напряжений гармонической формы Ui и и Способ может быть реализован путем использования преобразователей косинус-синусного типа, формирователей логических сигналов, соответствующих полярности либо знаку скорости изменения напряжений, ло гических схем эквивалентности и совпадения, а также нуль-органа, выходное напряжение которого появляется при равенстве входных напряжений. Технико-экономические преимущества изобретения заключаются в том, что оно обеспечивает возможность определения времени опережения синхронизатора в лабораторных условиях в каждый период частоты без необходимости применения сложных датчиков частоты и скольжения.