Блок формирования модуля Советский патент 1990 года по МПК H02H3/40 H01H83/20 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано дли построения дистанционных органов, а также для трехфазных реле тока или напряжения.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем осуществления сглаживания выходного сигнала блока.

На фиг.1 показана принципиальная схема устройства; на фиг.2 - графики для объяснения компенсации второй гармоники в двух - полупе- риодно выпрямленном напряжении.

Устроство (фиг.1) содержит промежуточный преобразователь 1, дифференциальный операционный усилитель 2, между инвертирующим и неинвертирующим входами которого вклю- чены последовательно соединенные первый резистор 3, первый 4, второй 5 диоды и второй резистор 6, третий резистор 7, выполненный в виде потенциометра и подключенный между неинвертирующим входом усилителя 2 и общей шиной 8, нелинейный элемент 9, выполненный в виде последовательно включенных диодов, один вывод которого подключен к выходу дифферен- циального операционного усилителя 2, а другой вывод элемента 9 подключен через четвертый резистор 10 к инвертирующему входу усилителя 2, подключенному через пятый резистор 11 к общей шине, к которой подключен такж через последовательно включенные шестой резистор 12 и третий диод 13 выход промежуточного преобразователя 1, четвертый диод 14,выключенный меж ду инвертирующим входом и выходом дифференциального операционного усилителя 2, последовательно включенные седьмой резистор 15, первый 16, второй 17 конденсаторы и восьмой рези- стор 18, подключенный другим выводом к общей шине, к которой подключен также один вывод девятого резистора 19, подключенного другим выводом к о общей точке первого 16 и второго 17

конденсаторов, которая подключена также через десятый резистор 20 к инвертирующему входу усилителя 2, а третий конденсатор 21 включен между регулируемым выводом потенциометра 7 и общей шиной.

Промежуточный преобразователь 1 может быть выполнен, например, в виде двух потенциометров 22 и 23, меж

0 Q , о

0

5

ду регулируемыми выводами которых включены последовательно соединенные резисторы 24 и 25 и конденсатор 26.

Устройство работает следующим образом.

Сначала рассмотрим работу устройства без сглаживания и конденсатора 21 и подключение промежуточного преобразователя к выходу источника переменного тока. В этом случае формирователь модуля должен удовлетворять следующим требованиям: коэффициент усиления по напряжению больше единицы; одинаковое усиление напряжения в оба полупериода; в аналогич- ные моменты обоих полупериодов должны быть равным мгновенные значения токов, протекающих от источника переменного тока.

В первый полупериод, когда у формирователя модуля работает инвертирующий вход, ток от переменного источника тока выходит из инвертирующего входа усилителя 2, проходя через резистор 3 и открытый диод 4, а практически компенсирующий его ток, созданный выходным напряжени- ем усилителя 2, входит в инвертирующий вход, проходя через нелинейный элемент 9 и резистор 10. Поскольку через диод 4 и нелинейный элемент 9, например, с п 4 диодами проходят практически одинаковые токи, то при одинаковых характеристиках диодов напряжение на нелинейном элементе 9 будет в четыре раз больше, чем на диоде 4. ЧтобЫ модуль коэффициента усиления по напряжению Км в этот полупериод также был равен п 4 (при любых допустимых значениях тока), требуется превышение в четыре раза сопротивления резистора 10 над сопротивлением резистора 3.

Во второй полупериод, когда у формирователя модуля работает неинвертирующий вход,ток от источника тока, проходя через диод 5, резисторы 6 и 7, создает на неинвертирующем входе усилителя 2 некоторое некоторое напряжение., вследствие чего на резисторе 11 возникает такое же напряжение. Выходящий из инвертирующего входа усилителя 2 ток проходит через резистор 11 и его практически компенсирует ток, проходящий в инвертирующий вход усилителя 2 через нелинейный элемент 9 и резистор 10.

Равенство значений коэффициента усиления в оба полупериода обеспечивается соответствующим выбором значений параметров резисторов 3, 6, 7, 10, 11 и 12.

Для указанного режима работы временные диаграммы, т.е. зависимость о CJt для напряжений, даны на фиг.2, где 27 - напряжение на выходе источника переменного тока; 28 - двухпо- лупериодно выпрямленное усиленное выходное суммарное напряжение; 29 - входящая в состав напряжения 28 постоянная составляющая; 30 - напряжение второй гармоники,входящее в состав напряжения 28. i

При наличии сглаживания устройство работает следующим образом.

Конденсатор 16 не пропускает ток от постоянной составляющей выходного напряжения усилителя 2. Основную часть напряжения 31 второй гармоники, имеющегося в выходном напряжении при наличии сглаживания (фиг.2), со- ставляет напряжение на элементах 17-19. Чтобы получить это напряжение равным, например 75% от напряжения 31, сопротивление конденсатора 16 должно быть в три раза меньше, чем сопротивление конденсатора 1 7 .

Хотя ток от постоянной составляющей напряжения не передается через конденсатор 16 сглаживания, но целесообразно величину сопротивлений у резисторов 19 и 20 выбрать такой, чтобы от этой цепи коэффициент усиления постоянной составляющей напряжения был, как и для всех цепей, равным, например п 4. Это целесообразно потому, что сумма сопротивлений 19 и 20 частично заменяет сопротивление резистора 11. При этом для балансирования коэффициентов усиления напряжений постоянной составляющей и первой гармоники в оба полупериода, как правило, понадобится балансирующий конденсатор 2 подсоединенный к части резистора 7,чтобы сбалансировать резисторно-конден- саторные цепи сглаживания.

Напряжение на резисторе 19 совпадает по фазе с напряжением 31. По

25

5364736

раз (где п . /К„г/ 2п, п - 4),компенсирующее напряжение 32 (фиг.2в). Напряжение 32, складываясь с напряжением 30 второй гармоники, возникающим также без сглаживания (фиг2а), образует указанное выходное напряжение 31 второй гармоники, возникающее при наличии сглаживания (фиг.26).

Ю Положительные полуволны напряжения 32 (фиг.2в), но общее выходное напряжение будет положительным, поскольку в этих условиях напряжение 28 (фиг.2а) больше, чем модуль на15 пряжения 32. Когда же мгновенные значения напряжения 28 относительно малые, в этих условиях полуволны напряжения 31 отрицательные, а полуволны напряжения 32 положительные

20 и потому общее выходное напряжение также положительное, т.е. происходит сглаживание.

Формула изобретения

Блок формирования модуля, содержащий промежуточный преобразователь, дифференциальный инерционный усили

рого подключен один вывод первого резистора, другой вывод которого подключен к аноду первого диода, катод которого подключен к выходу промежуточного преобразователя, а также к аноду второго диода, катод которого через второй резистор подключен к неинвертирующему входу дифференциального операционного усилителя, подключенному также через третий резистор к общей шине,нелинейный элемент, подключенный анодом к выходу дифференциального операционного усилителя, а катодом через четвертый резистор к его инвертирующему входу, подключенному также через

пятым резистор к общей шине, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем осуществления сглаживания выходного сигнала блока, дополнительно введены два диода, три конденсатора и пять резисторов, третий упомянутый резистор выполнен в виде потенциометра, а нелинейный элемент выполнен в виде п последова

Изобретение относится к электротехнике, в частности к релейной защите. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем сглаживания выходного сигнала. Напряжение на резисторе 19 совпадает по фазе с напряжением основной части напряжения второй гармоники. Это напряжение создает на выходе усилителя 2 инвертированное, усиленное, компенсирующее напряжение. Положительные волны упомянутого напряжения вызывают на выходе усилителя 2 отрицательные полуволны напряжения. Но общее напряжение будет положительным. Когда же мгновенные значения напряжения относительно малые, то полуволны напряжения в результате остаются положительными. Общее выходное напряжение также будет положительным, т.е. будет происходить сглаживание. 2 ил.

ступая на инвертирующий вход усилите- 55тельно включенных диодов, при этом

ля 2,напряжение на резисторе 19анод третьего диода подключен к высоздает на выходе усилителя 2 инвер-ходу промежуточного преобразователя,

тированное (сдвинутое по фазе наа его катод через шестой резистор

180 ), усиленное, например в К

п.

подключен к общей шине, анод четверvjro инода подключен к инвертирующем-, входу дифференциального опера- циопного ,ч ллителя, а его катод по;,- к лк if н к иилоду упомянутого усш иг. - лч, к которому подключен также OVH ьыяод цьпочки, состоящей из пос . довзтольно включенных седьмого резистора, первого и второго конденсаторов и восьмого резистора, другой сирот которого подключен к общей

а

D

V v/

фцг.2

шине, к которой подключен также один вывод девятого резистора, подключенного другим выводом к общей тонко, первого и второго конденсаторов, которая подключена также через десятый резистор к инвертирующему входу дифференциального операционного усили - теля, а третий конденсатор включен между регулируемым выводом потенциометра и обшей шиной.

tst