Стабилизированная трехфазная система питания Советский патент 1990 года по МПК G05F1/12 

316

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для создания образцовых источников параметров промышленной сети.

Цель изобретения - повышение точ- ности задания начальных углов сдвига фаз высших гармоник путем дополнительной компенсации высших гармоник на входе формирователя прямоугольных сиг- налов.

На чертеже представлена блок-схема стабилизированной трехфазной системы питания.

где К j. - коэффициент передачи бло поддерживается на номинальном уров с высокой точностью, так как его выходные напряжения через регулиру мые делители 4-6 напряжения поступ ют на управляющие входы блока 3 ст билизаторов, где сравниваются с опо ными сигналами по амплитуде. Благо даря большому коэффициенту стабили ции выходные напряжения делителей 46 поддерживаются практически на неизменном уровне. Измерительный узел 7 индикации симметрии, настро

Устройство содержит трехфазный ге- j ный на частоту основной гармоники.

нератор 1 основной гармоники с нуле вым приводом, второй сумматор 2,блок 3 стабилизаторов основной гармоники переменного напряжения, регулируемые делители 4-6 напряжения, избирательный узел 7 индикации симметрии, первый сумматор 8, формирователь 9 пря- моугольньк импульсов, умножитель 10 частоты, перестраиваемый многофазный генератор 11, второй блок .12 управления коэффициентами передачи, суммирующий ус шитель 13, дополнительный делитель 14 напряжения, образцовый фазометр 15, образцовый вольтметр 16, прецизионный сумматор 17, первый блок 18 управления коэффициентами передачи, широкополосный индикатор 19 нуля и масштабирующий преобразователь 20..

Стабилизированная трехфазная система питания работает следующим образом. .

Трехфазный генератор 1 основной гармоники формирует симметричную трехфазную систем напряжений:

20

25

30

35

40

осуществляет контроль симметрии на пряжений на выходах делителей 4-6.

Воспроизведение нормированных з чений амплитуды и начального угла сдв фазы (НУСФ) высших гармоник относи тельно основной гармоники рассмотр на примере К-й гармоники.

В начальный момент времени выход ное напряжение делителя 4 содержит только напряжение основной гармоник

и„с,/Кст К,- sinCOt, (3) где К , - коэффициент передачи делителя 4,

которое через первый выход второго сумматора 8 поступает на вход форми рователя 9 прямоугольных импульсов

Формирователь 9 вырабатывает пря моугольные импульсы F по нуль-пере ходу основной гармоники, которые по ступают на вход умножителя 10 часто с коэффициентом умножения N и на пе вый вход перестраиваемого многофаз ного генератора 11, на второй вход которого с выхода умножителя 1П пос пают импульсы ..

и,

Ut

(1)

и.

Напряжение U через первый сумматор 2, а напряжение и0 и U непосредственно поступают на первый, второй и третий входы блока 3 стабилизаторов основной гармоники переменного напряжения. Амплитуда выходных напряжений блока 3 стабилизаторов

Upiax KcT sinCOt sin(63t

sin (cot +

2 л- --

3 25 т M

(2)

где К j. - коэффициент передачи блока 3 поддерживается на номинальном уровне с высокой точностью, так как его выходные напряжения через регулируемые делители 4-6 напряжения поступают на управляющие входы блока 3 стабилизаторов, где сравниваются с опорными сигналами по амплитуде. Благодаря большому коэффициенту стабилизации выходные напряжения делителей 46 поддерживаются практически на неизменном уровне. Измерительный узел 7 индикации симметрии, настроенный на частоту основной гармоники.

20

25

30

35

40

45

50

осуществляет контроль симметрии напряжений на выходах делителей 4-6.

Воспроизведение нормированных значений амплитуды и начального угла сдвига фазы (НУСФ) высших гармоник относительно основной гармоники рассмотрим на примере К-й гармоники.

В начальный момент времени выходное напряжение делителя 4 содержит только напряжение основной гармоники

и„с,/Кст К,- sinCOt, (3) где К , - коэффициент передачи делителя 4,

которое через первый выход второго сумматора 8 поступает на вход формирователя 9 прямоугольных импульсов.

Формирователь 9 вырабатывает прямоугольные импульсы F по нуль-переходу основной гармоники, которые поступают на вход умножителя 10 частоты с коэффициентом умножения N и на первый вход перестраиваемого многофаз- - ного генератора 11, на второй вход которого с выхода умножителя 1П поступают импульсы ..

I

С помощью перестраиваемого многофазного генератора задаем нормированные значения амплитуды и НУСФ К-й гармоники, которое через второй блок 12 управления коэфбзициентами передачи поступает на суммирующий усилитель I 3.

С выхода суммируюпдего усилителя 13 напряжение

+Ч к). С4)

где

5

X Umaxt Kfy ein(Kot K - коэффициент передачи усилителя 1 3, причем Kf( Kj-T ;

tf j, - заданное нормированное значение НУСФ К-й гармоники;

и.

тох

f

заданное нормированное значение амплитуды К-й гармоники.

оступает на вход дополнительного де- ителя 14 напряжения, на первый вход бразцового фаэомлтра 15, на вход.образцово го вольтметра 16 и на четверый вход прецизионного сумматора 17. дновременно с первого выхода перестраиваемого многофазного генератора 11 сигналы К- Y прямоугольной формы с нулевым сдвигом относительно нуль-перехода основной гармоники поступают на второй вход образцового фазометра 15.

Если заданные значения амплитуды и НУСФ не равны показаниям образцовых вольтметров 16 и фазометра 15, то с помощью второго блока 12 управления коэффициентами передачи проводим корректировку данных параметров таким образом, чтобы показания образцовых приборов 15 и 16 соответствовали заданным значениям.

Одновременно напряжение К-й гармоники через первый блок 18 управления коэффициентами передачи поступ ают на первый сумматор 2, где суммируется с напряжением основной гармоники фазы А. Далее через блок 3 стабилизаторов основной гармоники напряжение

и

АН& UmaxKcfSi Wt + и„,,К„х

X sin(KCOt + Lf) (5) поступает на первый вход прецизионного сумматора 17. Если показания широкополосного индикатора 19 нуля, настроенного на частоту высшей гармоники, не равны нулю, то с помощью первого блока 18 управление коэффициентами передачи корректируется таким образом, чтобы показания индикатора 1.9 были равны нулю.

При нулевом показании индикатора 19 напряжения высшей гармоники основного и компенсационного каналов равны Umq.-K./sin(KOt H-tf,) ,к КсмХ

X sin(KG)t +q,),

(6)

Согласно уравнения (6) заданные нормированные значения амплитуды и НУСФ высщей гармоники на первом входе прецизионного сумматора 17 равны показаниям образцовых приборов.

Однако для задания нормированных значений амплитуды и НУСФ высшей гармоники необходимо некоторое время, в момент которого на входе формирователя 9 будет присутствовать часть нескомпенсированного напряжения К-й

гармоники, что приведет к сдвигу нуль-перехода основной гармоники и сбоям перестраиваемого многофазного генератора II.

При установке нормированного значения амплитуды и НУСФ высшей гармоники напряжение

и - Un,«;Kej K. sinCKCOt -Hf,),

где Kg коэффициент передачи делителя 14,

с выхода дополнительного делителя 14 поступает на первый вход второго сум- матора, на который через первый регулируемый делитель 4 поступает напряжение

20

V .-r K;sinwt +

. sin№at +ey,).

(8)

Когда показание индикатора 19 равно нулю, на входе формирователя 9 будет присутствовать только напряжение основной гармоники, т.е. сумма 25 напряжений по формулам (7) и (8) будет равна:

и и„,.К,.К, sin cot -н Ц,„,х

X (KCOt +Ц)) - и„д, К,х 30 X K.sin(Ka)t +(f,) Un,.

X К, sin cot.

(9)

45

Если напряжения высшей гармоники, поступающие на первый вход второго сумматора 8 с выходов делителей 14 35 и 4, не равны, то на входе формирователя 9 напряжение равно:

и „ Up,(,, К„- К, sin СО t + Un,a, X х(К„ К, - К K)sin(KUt +Cf,). (10) Для полной компенсации напряжения К-й гармоники на входе формирователя 9 с прецизионного сумматора нескомпенсированное напряжение К-й гармоники

Г ,- (K n-Kcy)sin(Ku)

(11)

подается на вход масштабирующего преобразователя 20, с выхода которого напряжение 50 Ли,п - с

X sin(KCOt «-Ц ,), где К, - коэффициент передачи преобразователя 20, причем К К,,

подается на второй вход второго сумматора 8.

Просуммировав напряжения по формулам (10) и (12), получим:

ф U, Kc,-K,8inu) t + и„„, (К,/х

к,(KQt +Cf) ,(Kcr- Kc)Kj8in(KOt +1) 5

-U,«at Ke,-K,8inCOt.

Таким образом, применение масштаби- рукяцего преобразователя 20, второго сумматора 8, второго блока 12 управления коэффициентами передачи и дополни- О тельного делителя 14 напряжения позволяет повысить значения НУСФ высших гармоник.

Формула изобретения 5

25

Стабилизированная трехфазная сйсте- :ма питания, содержащая трехфазный генератор основной гармоники с нулевым приводом, блок стабилизаторов плитуд основной гармоники, избирательный узел Индикации симметрии, первый, второй и-третий регулируемый делители напряжения, включенные между соответствующими выходами и входами управ- ления бйока стабилизаторов амплитуд .основной гармоники, последовательно соединенные формирователь прямоугольных импульсов, умножитель частоты И перестраиваемый многофазный генера- тор высших гармоник, к второму входу KOTOpot O подключен выход формирователя прямоугольных импульсов, первый блок управления коэффициентами передачи и сзжмирующий усилитель, при этом первый и второй выходы трехфазного генератора основной гармоники подключены к соответствующим входам блока .стабилизаторов амплитуд основной гармоники, выходы регулируемых делителей напряжения соединены с входами избирательного узла индика- . ции. симметрии, о тл и ч а ю щ ая-- с я тем, что с целью повьшения точности нормированных значений углов сдвига фазы высших гармоник относи1603352 в

тельно основной гармоники путем дополнительной компенсации высших гаомо- ник на входе формирователя прямоугольных сигналов по нуль -переходу о новной гармоники, в нее введены второй блок управления коэффициентами передачи, первый и второй сумматоры, дополнительный делитель напряжения, образцовый фазометр, образцовый i вольтметр, прецизионный сумматор, масштабирующий преобразователь и широкополосный индикатор нуля, при этом выходы блока стабилизаторов амплитуд основной гармоники соединены с соответствующими входами прецизионного сумматора, выход которого соединен с входом широкополосного индикатора нуля и входом масштабирующего преобразователя, выход которого подключен, к первому входу первого сумматора, второй вход которого соединен с выходами первого регулируемого делителя и дополнительного делителя напряжения, выход первого сумматора соединен с входом формирователя прямоугольных импульсов, N первых выходов перестраиваемого многофазного генератора через первый блок управления коэффициентами передачи подключен к соответствующим входам второго сум35

40

45

матора, а через второй блок управления коэффициентами передачи - к соответствующим входам суммирующего усилителя, выход которого соединен с входом дополнительного делителя напряжения, первым входом образцового фа- .. зометра, входом образцового вольтметра и соответствующим входом прецизионного сумматора, второй вход которого соединен с вторым выходом страиваемого многофазного генератора, при этом третий выход трехфазного генератора основной гармоники подключен к соответствующему входу блока стабилизаторов основной гармоники через второй сумматор.

матора, а через второй блок управления коэффициентами передачи - к соответствующим входам суммирующего усилителя, выход которого соединен с входом дополнительного делителя напряжения, первым входом образцового фа- .. зометра, входом образцового вольтметра и соответствующим входом прецизионного сумматора, второй вход которого соединен с вторым выходом страиваемого многофазного генератора, при этом третий выход трехфазного генератора основной гармоники подключен к соответствующему входу блока стабилизаторов основной гармоники через второй сумматор.

Изобретение относится к вторичным источникам питания радиоаппаратуры. Цель изобретения - повышение точности заданных начальных углов сдвига фаз высших гармоник путем дополнительной компенсации высших гармоник на входе формирователя прямоугольных сигналов. Поставленная цель достигается введением в схему двух сумматоров 2 и 8, второго блока 12 управления коэффициентами передачи, дополнительного делителя 14 напряжения, масштабного преобразователя 20 и широкополосного индикатора нуля 19. Введение этих элементов и связей между ними и позволяет обеспечить дополнительную компенсацию высших гармоник на входе блока 9. 1 ил.