Устройство для генерации управляющих сигналов в линиях высокого напряжения Советский патент 1986 года по МПК H02M1/08 

Изобретение относится к электротехнике и может быть ИСПОЛЬЗОВАНО дл передачи сигналов автоматической частотной разгрузки,

Целью изобретения является повы- шение стабильности уровня генерируемого сигнала и КПД, улучшение режима работы силовых элементов устройства путем снижения напряжения на них, а также повышение быстродействи и надежности.

На фиг. 1 представлена .схема пред лагаемого устройства; на фиг. 2 - диаграммы его. работы.

Устройство содержит два встречно- параллельных тиристора 1, управляющими входами соединенных с усилителем 2 импульсов, а силов1л ш выводами включенных последовательно с дросселем 3 и конденсатором 4. Указанная цепь подключена к сети. Устройство содержит также элемент И 5. Команд- ный ключ 6 через резистор 7 подключен к блоку 8 питания. RS-триггер 9 выходом соединен с элементом И 5, запускающим, входом подключен к элементу И 10. Сбрасьюающий R-вход RS-триггера 9 соединен с элементом И П, один из входов которого подключен к вьЬсоду элемента НЕ 12. Вход элемента НЕ 12 соединен с командным ключом 6. Параллельно конденсатору 4 подключен резистор 13.

В состав устройства входят также 1етыре синхронизированные с сетью генератора 14-17 импульсов, входы которых соединены с трансформатором 18 который первичной обмоткой подключен к сети. Выходы генераторов 14-17 соединены с. элементом ИЛИ 19, выход которого подключен к элементу И 5. Выход первого генератора 14 со- единен также с входом элемента И 10, а выход последнего генератора 17 - с входом элемента И П.

Устройство работает следуюпрм образом.

Синхронизированные с сетью генераторы 14-17 в каждый полупериод се- тевого напряжения фррмир т импульсы Наиболее предпочтительны импульсы фазами 4 примерно 14,5; 48,5; 131,5 и 165,5°. В этом случае при поступлении первого импульса {14,5°) на тиристор I возникает колебательный про цесс заряда конденсатора 4 до удвоен ной величины напряжения сети в этот момент (2 sin-14,5), т.е. до 50%

S

0

5

5 О

55

0

5

0

5

50

амплитуды сетевого напряжения. На тиристор 1 11одается узкий импульс порядка 10-50 мкс. Импульс должен быть короче полупериода колебаний LC-контура, образованного конденса--, тором 4 и индуктивностью дросселя 3, с учетом трансформатора, если он используется дпя присоединения силовой части устройства к сети. Последовательно с тиристором может быть включен резистор, В результате из-за /наличия резистора заряд конденсатора может быть не колебательным, а апериодическим.

При поступлении второго импульса (.48,5°) напряжение сети равно 75%. В результате конденсатор 4 заряжае.т- ся до напряжения 50+2(75-50) 100%, т.е. до амплитуды.

В моменты поступления импульсов с фазами 131,5 и 165,5° на конденсаторе устанавливаются напряжения соответственно 50% и 0. Таким образом, в данном случае имеют место четыре равных по амплитуде тока, гене- .рируемые в сеть переменного тока. Эти импульсы вызывают возмущение напряжения сети и фиксируются приёмниками., . . ;

Команду на генерацию сигналов да-; ет командный ключ 6, при размыкании которого с блока питания на элемент И 10 поступает разрешающий сигнал. Импульсы на вход усилителя 2 начнут поступать после включения RS-триггера 9. Последний может запуститься только первым (14,5°) импульсом геде- раторов. При этом генератор должен вырабатывать импульс шире суммарного, времени запаздывания элемента И 10 и RS-триггера 9. Благодаря этому всегда первым будет проходить импульс с углом 14,5°. Это нсключает перенапряжения на конденсаторе, а также разную амплитуду импульсов тока и напряжения, генерируемых в систему, что обеспечивает наиболее благоприятный режим работы устройства и высокую надежность и дальность передачи сигналов.

.По окончании формирования сигна-: ла командный ключ 6 замыкается и на его выходе появляется нулевой сигнал. Однако импульсы управления будут следовать, пока сигналом элемента И 11 не отключится RS-триггер 9. Последний может отключиться только последним (165,5°) импУльсом, в ре

зультате чего напряжение на конденсаторе 4 будет-равным нулю. На вход элемента И 11 поступают сигналы с генератора 17 и элемента НЕ 12. Небольшое остаточное напряжение, которое после этого остается на конденсаторе 4 (из-за потерь в контуре), устраняется за счет разрядного резистора 13.

На фиг. 2 представле)нь1 диаграммы нап ряжения сети Uj, конденсатора U и импульсов управления Y.

. Аналогично при увеличении (уменьшении) числа п генераторов 14-17 могут формироваться и большее (меньшее число импульсов за период. При этом фазы импульсов, создаваемые генераторами 14-17, выбирают такими, чтобы обеспечить одинаковые скачки напряжения на LC-цепи. При передаче восьми импульсов за период фазы равны 3,6; .10,8; 18,2; 25,6; 34,2; 43,4; 54,3 и 69,6 и т.д. при пер.едаче двух импульсов: фазы равны 30 и 150.

Для другого количества п генераторов 14-17 фазы импульсов можно рассчитать по формулам 4,. arcsin (-/ для

21-1,

i 1

п 2-й.

4-, 180 -arcsin() п

, и

импульсов, п

где 1 - номер - четное чис35

ло генераторов импульсов. Наличие резистора 13 обеспечивает ускорение снятия остаточного напряжения с конденсатора 4, что позволяет повысить быстродействие устройства.

Применение предлагаемого устройства позволяет формировать стабильные по величине импульсы тока при минимальных напряжениях на силовых элементах, повысить КПД его работы, увеличить быстродействие формирования уп- равляющих сигналов, повысить надеж- ность работы.

Ф. ормула изобретения

1, Устройство для генерации управ- ляющих сигналов в линиях высокого напряжения, содержащее цепь, состоящую

10

15

5

2480024

из последовательно включенных конденсатора, дросселя и пары встречно-параллельных тиристоров и предназначен- . ную для включения между двумя провода- 5 ми линии высокого напряжения, .блок питания, выход которого через резйс- трр соединен с первым вьшодом командного ключа, второй вьюод которого соединен с общим проводом устройства, первый элемент И, выходом соединенный через усилитель импульсов .с управляющими входами пары встречно-параллельных тиристоров, генераторы импульсов, входы синхронизации которых предназначены для подключения через трансформатор к линии высокого напряжения, а выходы соединены через элемент ИЛИ с первыми входами первого элемента И, отличающееся тем, что, с целью повышения стабильности уровня генерируемого сигнала и КПД, улучшения режима работы силовых элементов устройства путем снижения напряжения на них, оно снабжено RS- триггером, элементом НЕ, вторым и третьим элементами И, на каждом полу- периоде напряжения линии высокого напряжения. Фаза импульсов, формируемая генераторами импульсов, определя. 21-1 ется как Ч ; arcsin--/ для

п 2 для 1

20

0

п

1 Д

V и Ч :

180 -arcsin (2 - ---)

(2 0,...,п, где 1 - .номер генератора импульсов, п - четное число генераторов импульсов, причем выход RS-триггера подключен к второму входу первого элемента И, его S-вход - к выходу второго эле- .мента И, R-вход - к выходу третьего элемента И, к входам которого подсоединен выход элемента НЕ и генератора импульсов с номером п, к входам второго элемента И подключены первый вывод командного ключа и генератор импульсов с первым номером, вход элемента НЕ соединен с первым выводом командного ключа.

2. Устройство по п. 1, о т л и - чающееся тем, что, с целью првьш1ения быстродействия, оно снабжено резистором, подключенным параллельно конденсатору.

Составитель с. Лузанов - , Редактор А. Лежнина Техред Г.Гербер | Корректор 0. Луговая

4137/55

Тираж 631 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва , Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

fPLfS.2

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для передачи сигналов автоматической частотной разгрузки. Целью изобрете-НИН является повышение стабильности уровня генерируемого сигнала и КПД. . Синхронизированные с сетью генераторы 14-17 в кал9Ц 1й полупериод сетевого напряжения формируют импульсы. Команду на генерацию сигналов дает командный ключ 6, при размыкании ко-, торого с блока питания на элемент И 10 поступает разрешающий сигнал.. Импульсы на вход усилителя 2 начнут поступать после включения RS-т ригге- ра 9, который может запуститься только первым импульсом генераторов. Генератор должен вырабатывать импульс шире суммарного времени запаздывания элемента И 10 и RS--триггера 9. Благодаря этому всегда первым будет проходить импульс с наименьшим углом. Это исключает перенапряжения на конденсаторе :4, а также разную амплитуду импульсов тока и напряжения, генерируемых в систему, что обеспечивает наиболее благоприятный режим работы устройства, высокую надежность и дальность передачи сигналов. 1 з.п, ф-лы, 2 ил. (Л с ю 1 00 О о К9