Устройство для проверки и настройки синхронизатора Советский патент 1986 года по МПК H02J3/40 

элемент 20 значение разности между сигналом эталонного источника 17 и выходным сигналом интегратора 8. Выходной сигнал запоминак1щего элемента 20 пропорционален относительному отклонению частоты. Текущее значение интегратора 8 пропорционально текущему значению фазы напряжения ведущей системы. Выходной сигнал сумматора 19 пропорционален частоте напряжения ведущей системы. Совокупность сумматора 9, ключа 14 и интегратора 7 представляет собой аналоговый запоминающий узел, в который каждый период заносится: выходным импульсом значения фазы н:апряжения ведущей системы, соответствующее сдвигу фаз между напряжениями синхрони1

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

Цель изобретения - расщирение функциональных возможностей устройства.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит два преобразователя 1 и 2 входных сигналов ведущей и синхронизируемой систем, од- новибраторы 3 и 4 ведуп;ей системы и 5 и 6 синхронизируемой системы,, первый и второй интеграторы 7 и 8„ первый и второй сумматоры 9 и 10, первый и второй аналоговые; запоминающие элементы 11 и 12, нуль-орган 13,, ключ 14, счетчик времени 15, элемент сравнения 16, источник 17 эталонного сигнала, первый 18 и второй 19 дополнительные сумматоры5 дополнительный анйлоговый запоминающий элемент 20, переключатель режима 2I и проверяемый синхронизатор 22.

Аналоговые запоминаизщие элементы .20, 11 и 12 представляют собой интегратор с последовательно включенным на его входе ключом.

Преобразователи входного сигнала 1 и 2 ведущей и синхронизируемой сиезируемых систем. Наличие сумматора 10, аналогового-запоминающего элемента 12 позволяет получить текущее значение сдвига фаз в пределах каждого периода. Сумматоры 9 и 10, интегратор 7 и аналоговый запоминающий элемент 12 позволяют определить относительную величину скольжения. Возникновение нулевого значения текущего сдвига фаз контролируется нуль-органом 13, который останавливает счетчик времени 15, Время опережения определяется промежутком времени от момента запуска синхронизатора до его остановки нуль-органо 13. При определении угла включения переключатель 2 устанавливается в другое положение. 1 ил.

тем входами присоединены к одноименным фазам синхронизируемых систем и производят усиление и ограничение входных сигналов. Выходные сигналы

преобразователей подаются на последовательно соединенные два одновиб- ратора 3, 4 и 5j 6, которые IOPMH- руют два последовательных во времени коротких импульсных сигнала, с помощью которых управляются дополнительный аналого зый запоминающий элемент 20, второй интегратор 8 и второй аналоговый запоминающий элемент 12, ключ 14. Выходной сигнал источника эталонного сигнала 17 подается на входы первого I8 и второго 19 дополнительных cyl Iмaтopoв которые совместно с дополнительным аналоговым запоминающим элементом 20 образуют выходной сигнал дополнительного сумматора 19, пропорциональный частоте fg, ведущей системы. Этот сигнал по- д ается на вход второго интегратора

8, выходом соединенного с входом первого сумматора 9. Первый сумматор 9, вторым входом соединенный с выходом первого интегратора 7, совместно с вторым аналоговым запоминающим элементом 12 и вторым сумматором 10 образуют узел выявления приращения сдвига фаз за период частоты напряжения синхронизируемой систе - мы.

Первый интегратор 7 соединен с выходом второго Сумматора 10, соединенного входами с вторым аналоговым запоминающим элементом 12 и через ключ 14 с выходом первого сумматора 9, на входы которого поданы сигналы от первого 7 и второго 8 интеграторов. Эта группа элементов образует узел определения текущего сдвига фаз Выход первого интегратора 7 через нуль-орган 13 и переключатель режима 21 соединен с входом останова счетчика времени 15. Эта цепь используется в устройстве при определении времени опережения синхронизатора. При определении угла включения выходной сигнал счетчика времени 15 сравнивается с установкой синхронизатора по времени опережения элементом сравнения 16, который при их совпадении действует через переключатель режима 21 на вход останова счетчика времени 15 и на управляющий вход первого аналогового запоминающего элемента 11, запоминающего выходной сигнал первого интегратора 7.

Счетчик времени 15 запускается выходным сигналом синхронизатора 22.

Устройство работает следующим образом.

Каждый период изменения напряжения каждой из синхронизируемых электрических систем при достижении напряжениями нулевого значения формируются с помощью преобразователя и двух одновибраторов два последовательных во времени коротких импульса. Выходные импульсные сигналы одновибраторов 3 и 5 опережают во времени выходные сигналы одновибраторов 4 и 6 соответственно. Импульсный сигнал одновибратора 3 ведущей системы заносит в дополнительный аналоговый запоминающий элемент 20 значение разности Цд межд,у сигналом Ua эталонного источника 17 и выходным сигналом Uy,, второго интегратоpa 8.

Сигнал

- Mi

1-3

JAI

(U, - U,)dt,

где

tj - длительность выходного импульса одновибратора 3; n - количество периодов частоты напряжения ведущей системы.

Максимальное значение сигнала , Uy, в конце периода частоты напряже90174

ния ведущей системы с учетом обратной связи, образованной через второй дополнительный сумматор 19 и второй интегратор 8, можно считать

(1)

и

2

9

Выходной сигнал второго интегратора 8

иа К,2 j (и, и,, )dt, (2)

о

где 1 - период частоты напряжения

ведущей системы;

К - коэффициент интегратора 8, численно равный заданной частоте (К f, ). Из равенств (1) и (2) получим

А|

тт (1 - и -i--S. и nf К,/ 9 f

(3)

где U f g, относительное отклонение частоты напряжения ведущей системы от заданной частоты.

Следовательно, выходной сигнал дополнительного запоминающего элемента 20 пропорционален относительному отклонению частоты Afg. Максимальный выходной сигнал интегратора 8 не зависит от частоты ведущей системы и равен сигналу Ug эталонного источника. Поэтому текущее значение выходного сигнала интегратора 8 практически пропорционально текущему значению фазы напряжения ведущей системы.

Импульсный выходной сигнал одно- вибратора 4 действует на вход установки начальных условий интегратора 8 и периодизирует фазу S,. в преде- - лах 0-360 град.эл Выходной сигнал второго дополнительного сумматора 19 пропорционален частоте напряжения ведущей системы

0

5

и.

и, + ид,

S f.

С2 9 Л - и

Совокупность элементов 9, 14 и 7 представляет собой аналоговьй запоминающий узел, в который каждый период в момент времени достижения напряжением синхронизируемой системы нулевого значения заносится выходным импульсным сигналом одновибратора 6 значение фазы S, напряжения ведущей системы, соответствующее сдвигу фаз между напряжениями синхронизируемых систем. Наличие второго сумматора 10, на второй выход которого подается выходной сигнал Цд второго аналогового запоминающего элемент 1 12, полученный в предыдущем периоде и интегрируемый первым интегратором 7, позволяет определить текущее значение сдвига фаз 8-t в пределах каждого периода 1 частоты напря7(сения синхронизируемой системы,

Тс

s,s,

где u8

, -ь U S , + Ьс ьс

К

т

J Ufl.dt, (4)

- приращение сдвига фаз за

с 5

Ul

период Т,

коэффициент интегратора 7 и сумматора 10, численно равный заданной частоте (К,, fj).

Группа элементов 9, 10, 7, 12 образуют замкнутый контур и действзтот аналогично узлу определения отклонения частоты.

Поэтому, используя равенство (4) получим в первом приближении

i -.

и

А-г

Ьс S

к,

(5)

с ut 3 где S - среднее за период значение скольжения синхронизируемой системы относительно ведущей системы.

Следовательно, выходной сигнал ид2 второго аналогового запоминающего элемента 12 равен относительной величине скольжения.

Возникновение нулевого значения текущего сдвига фаз S контролируется: нуль-органом 13, который останавливает счетчик времени 15,

Время опережения синхронизатора при соответствующем положении пере ключателя 21 определяется промежутком времени от момента запуска синхронизатором счетчика времени до его остановки нуль-органом.

При определении углавключения переключатель режима 21 з станавлива- ется в другое положение, синхронизатор запускает счетчик времени, выход которого сравнивается с заданной ус- Тсшкой времени опережения элементом сравнения 16, который при совпадении показаний счетчика времени с уставкой останавливает его и посыпает им- пульсньпй сигнал на управляющий вход первого аналогового запог-инающего элемента 11, запоминающего текущее значение сдвига фаз в этот момент

O

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Предлагаемое устройство позволяет определять помимо времени опережения синхронизатора и его угол включения, который является одним из главных параметров, характеризующих качество работы синхронизатора. Определение времени опережения и угла включения синхронизатора с помощью предлагаемого устройства не требует никаких дополнительных специальных датчиков частоты,модуля и знака скольжения.

Предлагаемое устройство помимо определения времени опережения и угла включения позволяет при проверке и настройке, синхронизатора определять параметры движения синхронизируемых систем ufj, S , S. Устройство может быть использовано и независимо от синхронизатора для фиксации параметров взаимного и абсолютного движения двух электрических систем.

Устройство может быть реализовано с помощью операционных усилителей, .серийно выпускаем1.1Х промышленностью в виде интегральн лх микросхем. Формула и ;i обретения

Устройство для проверки и настройки синхронизатора,, содержащее нуль- орган, ключ, два аналоговых запоминающих элемента, два сумматора, два преобразователя входного сигнала, счетчик времени и два интегратора., первый из которых выходом соединен с входом нуль-органа, входом первого аналогового запоминающего элемента и первым входом первого сумматора, выход которого соединен с входом второго аналогового запоминающего элемента, входы первого и второго преобразователей входного сигнала предназначены для подключения на напряжения ведущей и синхронизируемой систем, вход запуска счетчика времени служит для подгслючения к выходу синхронизатора, отличающее- ся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него дополнительно введены переключатель режима, четьфе одно- вибратора, два су1Ф1атора, аналоговый запоминающий элемент, элемент сравнения и источник эталонного сигнала, выходом сое;циненный с первыми входами первого и второго дополнительных сумматоров, при этом второй вход первого дополнительного сумматора соединен с выходом второго интегратора, с вторым вхо 12

дом первого сумматора, выход которого дополнительно через аналоговый ключ соединен с первым входом второго сумматора, вторым входом соединенного с выходом второго аналого- вого запоминающего элемента и выходом соединенного с входом первого интегратора, выход первого дополнительного сумматора соединен с входом дополнительного аналогового за- поминающего элемента, выходом соединенного с вторым входом второго дополнительного сумматора, выход которого соединен с входом второго интегратора, причем выход преобразова- теля входного сигнаша ведущей системы соединен с входом первого одновиб- ратора, выходом соединенного с управляющим входом дополнительного аналогового запоминающего элемента и с входом второго одновибратора, выхоРедактор С.Льгаова Заказ 6850/56

Составитель К.Фотина Техред В.Кадар

Корректор

Тираж 612Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

178,

дом соединенного с входом установки начальных условий второго интегратора, выход преобразователя входного сигнала синхронизируемой системы соединен с входом третьего одновнбрато- ра, выходом соединенного с управляющим входом второго аналогового запоминающего элемента и с входом четвертого одновибратора, выход которого соединен с управляющим входом ключа, кроме того, выход счетчика времени соединен с входом элемента сравнения с уставкой по времени опережения, выход которого соединен с управляющим входом первого аналогового запоминающего элемента к с входом переключателя режима, вторым входом соединенного с выходом нуль - органа и выходом соединенного с входом останова счетчика времени.

Корректор М.Пожо

Изобретение отиосится к электротехнике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. Каждый период изменения напряжения каждой из синхронизируемых электрических систем при достижении напрязкениями нулевого значения формируются с помощью преобразователей 1(2) и одновибраторов 3(5) и 4(6) два последовательных во времени коротких импульса. Выходные сигналы одновибраторов 3 и 5 опережают по времени выходные сигналы одновибт раторов 4 и 6. Сигнал одновибратора 3 заносит в аналоговый запоминающий i (Л ю ;о