Способ синхронизации Советский патент 1962 года по МПК H02J3/40 

Описываемый способ синхропизации характеризуется тем, что стартовые импульсы, сформированные от входных напряжений перед подачей их на фазочувствительный элемент, задерживают во времени с помощью двух ждущих мультивибраторов, включаемых соответственно в каждый входной канал, и управляют длительностью этой задержки путем изменения эквивалентного сопротивления разряда от элемента, чувствительного к скольжению входных напряжений.

Осуществление описываемого способа обеспечивает включение с минимальными углами рассогласования при разной величине скольжения, что является существенным преимуществом этого способа перед известными.

На фиг. 1-изображена блок-схема синхронизатора; на фиг. 2 - полная схема синхронизатора; на фиг. 3-схема входных устройств и одного триггера.

При осуществлении описываемого способа синхронизатор выполняет следующие функции: пропорциональное уравнивание частот, контроль скольжения, дает импульс на включение масляного выключателя С постоянным временем опережения.

Синхронизатор (фиг. 1) состоит из формирующих устройств / цепей задержки импульсов 2 триггеров 3 и реле (фиг. 2) Р, Р, (-с двумя обмотками Рз и )-

Принцип работы синхронизатора (фиг. 3). Напряжение генератора LV и сети f/c в формирующих устройствах преобразуется в остроконечные импульсы, возникающие в момент перехода напряжения через ноль в положительном направлении. Эти импульсы подаются на разные входы триггера и переключают его из одного состояния в другое. Длина импульса, снимаемого с коллектора какого-нибудь триода, пропорциональна разности Ur и f/c- Если же частота fr не равна частоте сети /с, то разность фаз ф будет непрерывно изменяться, а в соответствии с

№ 147678- 2 -

этим будет изменяться и длительность импульсов, т. е. будет расти или уменьшаться среднее значение напряжения на коллекторе триода. Зависимость (ф) строго линейна и качественно различна при и . Например, при Ucp (на правом коллекторе) плавно растет О до при изменении ф от О до 360°, а при переходе ф через О - скачком падает с Ukz До 0. Ucj, (на левом коллекторе) при скачком возрастает до UM, а затем линейно уменьшается до ноля при изменении ф от О до 360°. .Скачки t/cp происходят один раз за период скольжения и точно при . При триоды, как бы, меняются местами.

Уравнивание частот (фиг. 3). Между коллекторами и эмиттерами транзисторов ПТ и ПТ включены цепочки, состояш,ие из конденсаторов Cg и Ci6 и реле PI и PZ. При конденсатор Се медленно заряжается от О до UM за период скольжения (Tck), так как длительность импульсов UM изменяется от О до Г. Через реле РЗ течет ток заряда конденсатора, по величине недостнаточный для срабатывания Р2. Папряжение на коллекторе ЯГз при скачком возрастает до t/hs и остается таким В течение периода Т.

Величина постоянной цепочки Cie--Pi подбирается так, чК; при таком скачке реле PI надежно срабатывает. Затем, в течение периода скольжения конденсатор Cig медленно разряжается, так как длительность импульсов уменьшается до ноля. Пря следуюш,ем прохождении Ф через ноль процесс повторяется. Таким образом, при реле Р не работает, а реле PI срабатывает один раз за период скольжения при и посылает своим нормально открытым (н. о.) контактом импульс в механизм изменения скорости на «прибавить. При f /,, наоборот, реле PI не работает, а реле PZ срабатывает один раз за период скольжения при Ф 0 и посылает импульс на «убавить. Чем больше частота скольжения, тем чаще синхронизатор будет посылать импульсы постоянной длительности (длительность импульсов зависит от времени, в течение которого реле PI или Р будет притянуто в момент срабатывания) на «прибавить или «убавить. При сближении частот f и f интенсивность воздействия синхронизатора на механизм изменения скорости врашения первичного двигателя уменьшается до ноля.

Контроль скольжения (фиг. 2) осуществляется при помощи цепочек из Rio C-f-Рз-н.о. контактов реле Р и на JR26-С -Rh и н. о. контактов реле PI.

При работает реле PI, которое в конце каждого периода скольжения- своим н.о. контактом /Pi разряжает конденсатор Cis через одну из обмоток Рз- После этого конденсатор Cis начинает заряжаться через сопротивление от коллектора транзистора ПТ, длительность импульсов на котором медленно возрастает. При этом постоянная времени . Ci5 подбирается так, что коденсатор Cis заряжается до напряжения, необходимого для срабатывания реле РЗ, только при частоте скольжения, при которой разрешается включать генератор в сеть ил54 меньше ее.

Если частота скольжения достаточно мала, в момент срабатывания реле PI (при ) он своим н.о. контактом IPi включает обмотки PV которое своим н.о. контаотом посылает импульс на включение масляного выключателя генератора. Если частота скольжения больше требуемой, то включения не происходит, так как мал заряд конденсатора. При , аналогично уравниванию частот триоды как бы меняются местами. Сейчас работает уже цепь из RK,-Cj и второй обмотки Р зПроцесс протекает так же, как и при /г /сОписанная выше схема (фиг. 2) будет посылать импульсы на включение при . При введении фазосдвигающей цепочки в один из входов перед формирующим устройством эту схему можно использовать в качестве синхронизатора с постоянным углом опережения. Для получения постоянного времени опережения между одним из формирующих устройств и триггером вводится день задержки импульсов. Импульсы с другого входа идут без задержки.

Для задержки импульсов использован ждущий мультивибратор (Я и ЯГг), время задержки которого з зависит от частоты скольжения. Чем больше fck (частота скольжения), тем больще tz; при . Время задержки импульса определяет время опережения посылки импульса на включение.

Зависимость fs от fch достигается тем, что в мультивибратор вводится цепь из и Дц.

Принцип работы состоит в следующем:

а)сопротивление Rg отсоединено от GS и от Дц; при этом конденсатор GS заряжается через несколько циклов работы мультивибратора при разрядке через него и через диод Дц конденсатора G4. Разрян аться конденсатор С не может, так как цепь заперта диодом Ди- В дальнейшем конденсатор Gg не оказывает влияния на работу мультивибратора, и 3 определяется только емкостью С и сопротивлением R, т. е. ts в это время максимально;

б)емкость конденсатора GS замкнута накоротко или через очень маленькое сопротивление. При этом конденсатор С будет разряжаться очень быстро (практически мгновенно) через диод Ди в прямом направлении; . Таким образом, t меняется от ноля до Любое промежуточное значение может быть получено путем,замыкания емкости конденсатора GS соответствующим сопротивлением;

в)сопротивление Rg подбирается так, что при очень малой (меньще 0,02 гц) конденсатор GS полностью разряжен, следовательно

ts--

г)при fck порядка 0,25 гц (при которой разрешается включать генератор в сеть) конденсатор GS не успевает полностью разрядиться и сохраняет определенный заряд, который и определяет требуемое г зРазрядка конденсатора С происходит интенсивно, когда триод ЯГз заперт, т. е. его коллектор имеет отрицательный потенциал. Когда же триод насыщен и t/csO, разрядка -конденсатора через сопротивление Rg происходит очень мало и GS заряжается. Таким образом, цепь задержки импульсов обеспечивает постоянное время опережения посылки импульсов на включение.

В полной схеме синхронизатора (фиг. 2), при введении цепи задержки импульсов схема из одной цепи и одного триггера будет обеспечивать правильную работу при (или при ). При смене знака fch синхронизатор будет давать импульсы на включение с запаздыванием, что недопустимо. Для устранения этого схема разделена на две части, из которых одна часть (ЯГь ЯГз и ЯГд, ЯГ4) обеспечивает постоянное время опережения при , как это описано выше. Здесь запускающие импульсы от и задерживаются в цепи задержки импульсов и подаются на базу ЯГз, через , GS и входное сопротивление ЯГз являются дифференцирующей цепью. Диод Д пропускает только импульсы отрицательной полярности. Диоды Дз, Да, Дэ и Дю имеют такое же назначение.

Запускающие импульсы от U подаются без задержки на базу т через Gi4 и Дз с коллектора ЯГе, который с приходом запускающего импульса сразу же запирается и на его коллекторе получается отрицательный импульс. Этот импульс дифференцируется емкостью G и входным сопротивлением ЯГ4. Так как между коллектором и эмиттером ЯГз реле не включено, то при первая часть схемы выводится

- 3 -№ 147678

из работы. Иначе она давала бы импульсы на включение с запаздыванием.

Аналогичным образом работает вторая часть схемы (ПТ, ПТе и ПТт, nTs) при Теперь уже импульсы от U проходят через цепь задержки импульсов (UTs, ПТ), а импульсы от Ur подаются без задержки.

При схема на фиг. 2 превращается в схему на фиг. 3, так как цепь задержки импульсов исключается, и триггеры работают параллельно.

Предмет изобретения

Способ синхронизации синхронных генераторов или улавливания фазы при АПВ, отличающийся тем, что, с целью обеспечения включения с минимальными углами рассогласования при разной величине скольжения и знаке, стартовые импульсы, сформированные от входных напряжений перед подачей их на фазочувствительный элемент, задерживают во времени с помощью двух ждущих мультивибраторов, включаемых соответственно в каждый входной канал, и управляют длительностью этой задержки путем изменения эквивалентного сопротивления разряда от элемента, чувствительного к скольжению входных напряжений.