Устройство для формирования синхронизирующего напряжения Советский патент 1986 года по МПК H02M1/08 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах управления тиристорами преобразователей. Цель изобретения - повышение точности. На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - векторная диаграмма для основных гармонических составлянщих напряжений и токов; на фиг. 3 - график для выбора резистора активно-емкостного фильтра. Устройство для формирования синхронизирующего напряжения содержит Г-образный индуктивно-емкостный фильтр низких частот, состоящий из линейного дросселя 1, термост бильного резистора 2, регламентирующего величину добротности этого фильтра, термистора 3, компенсирующего температурные изменения активно го сопротивления обмотки дросселя, и конденсатора А. Общая соединения обмотки дросселя 1 и конден.сатора 4 подключена непосредственно ил через резистор 5 к неинвертирующему входу операционного усилителя 6. Сво бодный вывод резистивной цепи из резистора 2 и термистора 3 соединен с первым входным выводом. ВторойL входной и один из выходных выводов объединены, образуя общий вывод,с которым соединен свободный вывод конденсатора 4. Кроме того, в устройств дополнительно введен Г-образный активно-емкостной фильтр низких частот включенный между входными выводами и состоящий из резистора 7 и конденсатора 8, общая точка соединения которых подключена непосредственно или через резистор 9 к неинвертирующему входу операционного усилителя 6, выход которого образует другой выходной вывод. Устройство работает следующим образом. Индуктивно-емкостной фильтр вместе с источником входного напряжения, подключенным, например, через разделительный трансформатор, обладает резонансными свойствами, при этом собственная частота фильтра .С (где Ь - величина индуктивности, С - величина емкости конден сатора 4), приблизительно равная час тоте резонанса, может быть как вьше, так и ниже рабочей частоты со , т.е. частоты питаинцей сети. При использовании устройства в сетях с искаженным напряжением собственная частота индуктивно-емкостного фильтра должна быть, как правило, ниже частоты сети в два и более раз, а добротность фильтра как резонансного контура для улучшения фильтрации высших гармоник - не ниже трехчетырех, что обеспечивается соответствуюнщм выполнением дросселя и подбором сопротивлений резисторов 2 и 3. При этом результирующее входное сопротивление индуктивно-емкостного фильтра имеет индуктивный характер и потребляемый ток Д, (фиг. 2) явля,ется отстающим с фазовым углом, близ ким к 90° . Соответственно, фазовый угол напряжения на конденсаторе 4 близок к 180. Результирующее сопротивление активно-емкостного фильтра имеет емкостный характер и ток Э,, потребляемый этим фильтром, опережает входное напряжение {J . При этом напряжение ) на конденсаторе 8 оказЬюается приблизительно синфазным с током 3. Для компенсации квадратурной составляющей напряжения на конденсаторе 4 сопротивление резистора 7, например, для случая равных емкостей конденсаторов 4 и 8, должно удолетворять условию: )(-)-2Ь1, R - суммарное активное сопротивгпеление последовательной ветви индуктивно-емкостного фильтра, включающее сопротивления резисторов 2 и 3, обмотки дросселя 1 и обмоток разделительного трансформатора, приведенных к вторичной об- , мотке; tO L/ftj - добротность индуктивно-емкостного фильтра на собственной частоте. График 3 рассчитан по приведенной формуле. Так как напряжения с конденсаторов 4 и 8 подаются на взаимно инверсные входы операционного усилителя 6, эти напряжения в входном каскаде усилителя вычитаются и выходное напряжение усилителя при точной подстройке активно-емкостного фильтра под индуктивно-емкостный, является точно синфазным основной гармонике входного напряжения.

Вследствня наличия однонаправленных температурных изменений емкости конденсаторов 4 и 8 фазово-темпе-;ратурная составляющая погрешности устройства от нестабильности емкости становится соизмеримой с фазово-температурной составляющей погрешности от нестабильности индуктивности качественно выполненного дросселя. При этом результирующая фазово-температуркая погрешность устройства может не превышать 0,01 эл.град. на один гардус изменения температуры. Технологические отклонения индуктивности дросселя и емкости конденсаторов от расчетных значений не оказывают влия,ния на фазовую точность фильтра, так как полностью нейтрализуются в процессе настройки с помощью резистора 7 активно-емкостного фильтра, а также резистора 2 индуктивно-емкостного фильтра.

При возможных в зксплуатации отклонениях частоты сети от номинального значения квадратурные составляю еще напряжений на обоих конденсатора 4 и 8 («как и модули этих напряжений) Изменяются в одном направлении, т.е. или обе увеличиваются при снижении частоты, или обе уменьшаются при ее увеличении. Благодаря этому фазовочастотная погрешность устройства для формирования синхронизирующего напряжения поддерживается на достаточно низком уровне и даже при неблагоприятных (с точки зрения данной погрешности) параметрах фильтра, например

1000

Kz

и 0,5сО и Q 5, обеспечивающих удовлетворительные фильтрующие свойства, не превьш1ает 0,25 град, на один процент изменения часототы.

Формула изобретения

Устройство для формирования синхронизирующего напряжения, содержаще включенный между входными зьшодами Г-образньй индуктивно-емкостный фильтр изких частот, состоящий из дросселя, соединенного последовательно с резистивной цепью, и конденсатора, причем свободный вывод резистивной цепи соединен с первым входным выводом, а другой входной вывод и один из выходных выводов объединены, образуя общий вьтод, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, дополнительно введены включенный между входными выводами Г-образный активно-емкостный фильтр низких частот, состоящий из резистора и конденсатора, и операционный усилитель, причем свободный вьшод резистора активно-емкостного фильтра соединен с первым входным вьшодом, общая точка соединения конденсатора и обиотки дросселя индуктивно-емкостного фильтра подключена к инвертирующему входу операционного усилителя, общая точка соединения конденсатора и резистора актийко-ем костного фильтра подключена к неинвертирующему входу операционного усилителя, выход которого соединен с другим выходным выводом.

W

Q-S

tf Vet

h

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах управления тиристорами преобразователей. Цель изобретения повьппение точности. Устройство содержит включенный между входными выводами Г-образный индуктивно-емкостной фильтр из дросселя 1 и конденсатора 4, а также дополнительно введенные Г-образный активно-емкостный фильтр из резистора 7 и конденсатора 8-, включенный между входными вьшода-1 У ми, и операционный усилитель-6. Точка соединения дросселя 1 и конденсатора 4 подключена непосредственно или через резистор 5 к инвертирующему входу операционного усилителя 6. Последовательно в цепь дросселя 1 включены резисторы 2, 3. Точка соединения резистора 7 и конденсатора 8 подключена непосредственно или через резистор 9 к неинвертирующему входу операционного усилителя 6. Выход операционного усилителя 6 образует один из выходных выводов. Благодаря введению индуктивно-емкостного фильтра и операционного усилителя фазочастот-ная погрешность устройства поддерживается на достаточно низком уровне (/) и не превьпиает 0,25 градуса на один процент изменения частоты. Это достигается тем, что при отклонениях частоты сети от номинального значения квадратурные составлянедие напряжений на конденсаторах 4, 8, как и модули этих напряжений, изменяются в одном направлении, т.е. или увеличиваются при снижении частоты, или уменьшаются при ее увеличении. 3 ил.