Устройство для фазовой синхронизации системы управления Советский патент 1984 года по МПК H02M1/08 

2. Устрсйство по п. 1, отличающееся тем, что колебательная система с затуханием выполнена на двух последовательно соединенных

1120461

интеграторах, охваченных отрицательной обратной связью, причем конденсатор первого интегратора зашунтирован резистором.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФАЗОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ, содержащее блок коррекции, вход которого соединен с источником синхронизирующего напряжения, а выход связан с входом компаратора, о т л ичающееся тем, что, с целью повьшения его точности и помехоустойчивости, оно снабжено квазипиковым детектором, а блок коррекции вьшолнен в виде колебательной системы с затуханием, причем вход квазипикового детектора подключен к источнику синхронизирующего напряжения, а выход соединен со вторым входом компаратора. ю о 4аь О)

Изобретение относится к электротехнике и .может быть использовано, например, для синхронизации с синус идальным напряжением питающей сети систем управления преобразователями Известны устройства для фазовой синхронизации систем управления тиристорами, содержащие трансформатор и вьшрямитель, выполненный по схеме со средней точкой, подключенный к генератору пилообразного напр жения. В этих устройствах генератор пилообразного напряжения запускается при прохождении напряжения на вторичной обмотке трансформатора через нуль lj . Недостатком является то, что уст ройства оказываются чувствительными к искажениям формы сетевого напряжения и к переходным процессам в трансформаторах при посадках напряжения. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому зффекту является устройство для фазовой синхронизации, содержащее блок коррекции, вход которого соединен с источником синхронизирзпв щего напряжения, а выход связан с входом компаратора 2} . Недостатком известного устройств является его чувствительность к кол баниям частоты сетевого напряжения и к возмущениям, вызванным переходными процессами в трансформаторе и интеграторе при кратковременных по садках напряжения. Целью изобретения является повышение точности и помехоустойчивости при колебаниях частоты входного сигнала, при искажениях его формы и кратковр еме н ных пер ерывах пос тупления. Поставленная цель достигается тем, что устройство для фазовой син ронизации, содержащее блок коррекции, вход которого соединен с источником синхронизирующего напряжения, а выход связан с входом компаратора, снабжено квазипиковым дететором, а блок коррекции выполнен в виде колебательной системы с затуханием, причем вход квазипикового детектора подключен к источнику синхронизирующего напряжения, а вькод соединен со вторым входом компаратора. Кроме того, колебательная система, с затуханием выполнена на двух последовательно соединенных интеграторах, охваченных отрицательной обратной связью, причем конденсатор первого интегратора зашунтирован резистором. На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства дпя фазовой синхронизации системы управления, на фиг. 2 - диаграмма, поясняющая его работу. I Устройство содержит блок 1 коррекции в виде колебательной системы с затуханием, выполненный на последовательно соединенных интеграторах 2 и 3, охваченных отрицательной обратной связью 4, и квазипиковый детектор 5, входы которых объединены и подключены к источнику 6 синзфонизнрующего напряжения, а выходы - ко входам компаратора 7. Затухание в колебательной системе блока 1 коррекции осуществляется диссипативым элементом - резистором 8. Устройство работает следующим образом. Периодический сигнал Uu от источника 6 синхронизирующего напряжения поступает на вход колебательной системы блока 1 коррекции и возбуждает в ней колебания. При достаточно большой добротности системы ее отклик имеет синусоидальную форму и не аависит от формы синхронизирующего сигнала Ug. Для того, чтобы устранить влияние изменения амплитуды синхронизирующих сигналов Ug на фазовый сдвиг синхроимпульсов Ugjj, уставка компаратора 7 формируется из синхронизирующих сигналов и с помощью квазипикового детектора 5. Если напряжение на выходе квазипикового детектора 5 выбрать равным |, ., .-) Г/2йоо 2йыЛ . , . где U), д - амплитуда выходного сигнала квазипикового детектора, VQ И WQ - амплитуда и максимальная частота синхронизирующего сигнала U соответственно;UCJ - максимальное изменение ча частоты синхронизирующего сигнала U О, - добротность колебательной системы, , - превьшение резонансной ча частоты колебательной сис темы над максимальной час тотой СОо входного сигна ла Uj. , то по стоянная разряда квазипикового детектора 5 равна постоянной затухания колебательной системы. Поэтому синхроиьтульсы U (л продолжают форми роваться при скачкообразных изменениях амплитуды и фазЫ: синхронизирующих, сигналов и и при кратковременных прекращениях их поступления. Например, в частном случае (фиг. 2), колебательная система блока 1 коррекции настроена на максимал ную частоту синхронизирующего сигнала бОо (т.е. &(), 0), а компаратор 7 настроен на уровень срабатывания.

равный величине 2ли

).(

UK.A UO

.1.

при

0

Если частота синхронизирующего сигнала И максимальна, амплитуда и отклика максимальна, а его фазовый сдвиг Ц по отношению к фазе и входного сигнала равен нулю (кривая 9

Это происходит потому, что при изменении частоты сО синхронизирующего сигнала U изменяется амшштуда и и фаза (j) отклика. Поскольку отклик сравнивается с постоянной уставкой , , равенство достигается при различных значениях фазы (У отклика. Это позволяет при соответствующей расстройке &4}| колебательной системы и при определенном значении уставки и 1C 11 , вычисляемом по формуле (1), значительно уменьна фиг, 2). В этом случае устройство вырабатывает синхроимпульсы ъь в моменты времени, соответствующие фазе синхронизирующего сигндпа U. , равной vo-s;.co.(a).,«, 0. ±1, ±2, ... Если частота синхронизирующего сигнала и минимальна, со СОо - &ЬО сигнала U минимальна, со СОл - &W амплитуда U отклика уменьшается до „ „ Г. U2bM« 1 величины l. сдвигается по фазе на угол (кривая 10 на фиг. 2). В результате компаратор 7 срабатывает при амплитудном значении отклика, однако мо менты срабатывания по-прежнему соответствуют текущей фазе синхронизирующего сигнала и , равной ( , пссколь У . При максимальной и при минимальной частоте синхронизирующего сигнала И синхроимпульсы и, формируются при одной и той же текущей фазе. Это остается справедливым и в том случае, когда резонансная частота колебательной системы превышает максимальную частоту синхронизирующего сигнала когда д Со О. Если частота синхронизирующего сигнала И прини- мает промежуточные значения, фазовый сдвиг синхроимпульсов Ugbix общем случае отличается от . Однако изменение фазового сдвига во много раз меньше фазового сдвига (f отклика колебательной системы и оно уменьшается с уменьшением величины J шить фазовый сдвиг синхроиьотульсов Ug. при изменении частоты Q синхро низирующего сигнала U. Вьтолнение колебательной системы блока 1 коррекции на двух последова тельно соединенных интеграторах 2 и 3 позволяет сгладить все искажения формы синхронизирующего сигнала Uj4, придав;ему синусоидальную форму, соответствующую первой -армонике сигнала U- , Отрицательная обратная связь 4, соединяющая выход интегратора 3 С инверсным входом интегратора 2, позволяет поддерживать постоянство амплитуды U отклика колебательной системы при изменениях амплитуды синхронизирующих сигналов Ug. и кратковременных перерывах

Уровень сравнения (дстабка)

Фиг.г 61 их поступления. С помощью диссициативного элемента 8 постоянная затухания колебательной системы выбирается равной постоянной разряда квазипикового- детектора 5, что позволяет согласно формуле (1) поддерживать постоянство фазы синхроимпульсов при изменении частоты со синхронизирующих сигналов U. . Таким образом, устройство для фазовой синхронизации нечувствительно к кратковременным искажениям амплитуды и фазы синхронизирующих сигналов и реагирует лишь на усредненное за длительный отрезок времени з.начение синхронизируюпщх сигналов, соответствующее их первой гармонике.