Устройство для контроля допустимого времени опережения синхронизатора Советский патент 1992 года по МПК H02J3/40 H02H3/42 

1

(21)4906489/07 (22)31.01.91 (46)07.10.92. Бюл. №37

(71)Центральное технико-конструкторское бюро Научно-производственного объединения Судостроение

(72)Н.В.Широков ,

(56) Авторское свидетельство СССР Ns 1554071, кл. Н 02 J 3/40, 1988.

Авторское свидетельство СССР N; 1629943, кл. Н 02 V 3/40, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДОПУСТИМОГО ВРЕМЕНИ ОПЕРЕЖЕНИЯ СИНХРОНИЗАТОРА

(57) Использование: в электротехнике, для определения технического состояния судовых синхронизаторов. Сущность: определяется момент равенства нулю напряжения биений, момент срабатывания синхронизатора, по датчику срабатывания выключателя определяется момент замыкания контактов выключателя. Производятся непосредственное измерение величины несоответствия времени опережения синхронизатора и времени срабатывания автоматического выключателя, индикация несоответствия с учетом его знака. 3 ил.

, Изобретение относится к электротехнике, предназначено для автоматического контроля времени опережения синхронизатора и может быть использовано для определения технического состояния судовых синхронизаторов.

Цель изобретения - повышение точности контроля за счет измерения более короткого интервала времени между моментом совпадения фаз напряжений сети и генератора и моментом замыкания автоматического выключателя синхронизируемого генератора.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля допустимого времени опережения синхронизатора дополни- тельно введены третий и четвертый элементы И и элемент Сложение по модулю 2, при этом первые входы третьего элемента И и элемента Сложение по модулю 2 подключены к выходу второго триггера, первый вход четвертого элемента И и второй вход элемента Сложение по модулю 2

подключены к выходу датчика замыкания автоматического выключателя, выход элемента Сложение по модулю 2 подключен к вторым входам второго, третьего и четвертого элементов И, выходы третьего и четвертого элементов И подключены к второму и третьему входам индикатора соответственно, выход формирователя импульсов подключен к второму входу первого элемента И, выход которого подключен к единичному входу второго триггера, а выход ключа - к нулевым входам первого и второго триггеров.

Вводимые в устройство элементы:

-элементы И - хорошо известные функциональные блоки, используются по назначению;

-элемент Сложение по модулю 2 - известный функциональный блок, формирующий на своем выходе сигнал логической единицы, когда на один из его.входов поступает сигнал логической единицы, а на другой - сигнал логического нуля, и сигнал

VJ

О Ч О Ю СО

логического нуля, когда на его входы поступают сигналы логической единицы или логического нуля, используется по назначению.

На фмг.1 представлена структурная схема устройства, общий вид; на фиг.2 - один из вариантов выполнения индикатора; на фиг.З - временные зависимости, поясняющие принцип действия предлагаемого устройства.

Сущность изобретения заключается в том, что непосредственно измеряется величина несоответствия времени опережения синхронизатора tonep (см. фиг.З) времени срабатывания автоматического выключателя tcp.AB синхронизируемого генератора.

Данная величина несоответствия есть интервал времени г между моментом ц совпадения фаз напряжений сети и генератора и моментом t2 замыкания автоматического выключателя синхронизируемого генерато- ра.

Величина г примерно на порядок меньше величин tonep и tcp.AB, поэтому ее непосредственное измерение более точно.

Для измерения более короткого интер- вала т (при одинаковом объеме памяти счетчика) используется генератор импульсов с частотой, на порядок превышающей частоту генератора, необходимого для измерения интервалов времени tonep и tcp.AB.

При использовании одинаковых генераторов импульсов для измерения величины Т используется простой счетчик с объемом памяти на порядок меньше, чем для измере

ния величин tonep и tcp A8.

Устройство для контроля допустимого времени опережения синхронизатора (см. фиг.1) содержит синхронизатор 1, первый триггер 2, первый элемент И 3, второй триггер 4, блок 5 формирования напряжения биений, формирователь 6 импульсов, датчик 7 замыкания автоматического выключателя, элемент Сложение по модулю 2 8, третий и четвертый элементы И 9 и 10 соответственно, генератор 11 импульсов, второй элемент И 12, счетчик 13, дешифратор 14, индикатор 15, шину 16 установки нуля и ключ 17.

Выход синхронизатора 1 подключен к единичному входу первого триггера 2, вы- ход которого подключен к первому входу первого элемента И 3, выход первого элемента И 3 подключен к единичному входу второго триггера 4.

Первый и второй входы блока 5 форми- рования напряжения биений служат для подключения напряжений сети и генератора соответственно, выход блока 5 формирования напряжения биений подключен к

0 5

0

5 0

5

0 5

0

5

входу формирователя 6 импульсов, выход которого подключен к второму входу первого элемента И 3.

Выход датчика 7 замыкания автоматического выключателя подключен к второму входу элемента Сложение по модулю 2 8 и первому входу четвертого элемента И 10, выход которого подключен к третьему входу индикатора 15.

Выход второго триггера 4 подключен к первым входам элемента Сложение по модулю 2 8 и третьего элемента И 9, выход которого подключен к второму входу индикатора 15.

Выход генератора 11 импульсов подключен к первому входу второго элемента И 12, выход элемента Сложение по модулю 2 8 подключен к вторым входам второго, третьего и четвертого элементов И 12,9 и 10 соответственно, выход второго элемента И 12 подключен к счетному входу счетчика 13, выходы которого подключены к дешифратору 14, выходы дешифратора 14 подключены к соответствующим первым входам индикатора 15.

Шина 16 установки нуля подключена к входу ключа 17, выход которого подключен к нулевому входу счетчика 19 и нулевым входам первого 2 и второго 4 триггеров.

Индикатор 15, который может быть выполнен, например, как показано на фиг 2, содержит цифровой ламповый индикатор 18,1 первый и второй светодиоды 19 и 20 соответственно, первый 21 и второй 22 резисторы и шину 23 нулевого потенциала.

Входы лампового индикатора 18 подключены к первым входам индикатора 15, второй и третий выходы которого подключены соответственно к аноду первого 19 и аноду второго 20 светодиодов, а катод первого 19 и катод второго 20 светодиодов подключены соответственно через первый 21 и второй 22 резисторы к шине 23 нулевого потенциала.

Все элементы, представленные на фиг.2, является хорошо известными блоками и используются по назначению.

Индикатор 15(см. фиг.2) работает следующим образом.

После поступления информации о величине несоответствия ( г) времени опережения синхронизатора времени срабатывания автоматического выключателя на первые входы индикатора 15 на ламповом индикаторе 18 отображается число, соответствующее величине г.

При этом, если сигнал логической единицы поступает на второй вход индикатора 15, через первый светодиод 19 проходит

ток, величина которого ограничивается резистором 21. и светодиод 19 светится, информируя о том, что автоматический выключатель синхронизируемого генератора замкнулся позже, чем произошло совпадения фаз напряжений сети и генератора.

Если же сигнал логической единицы поступает на третий вход индикатора 15, через второй светодиод 20 проходит ток, величина которого ограничивается резистором 22, и светодиод 20 светится, информируя о том, что автоматический выключатель синхронизируемого генератора замкнулся раньше, чем произошло совпадение фаз напряжений сети и генератора. J

Устройство для контроля допустимого времени опережения синхронизатора работает следующим образом. , Напряжения сети и генератора поступа-; ют на первый и второй входы блока 5 формирования напряжения биений, на выходе кбторого формируется напряжение Ud с амплитудой, пропорциональной разности фаз напряжений сети и генератора (см. фиг. За).

Указанный сигнал поступает на вход формирователя 6 импульсов, на выходе которого появляются сигналы логической единицы в момент, когда 0, т.е. в момент равенства фаз напряжений сети и генератора. Эти сигналы поступают на второй вход первого элемента И 3.

В момент срабатывания синхронизатора 1 (to) на его выходе появляется сигнал ч логической единицы, который поступает на единичный вход первого триггера 2 и устанавливает его в единичное состояние. При этом на выходе первого триггера 2 фиксируется сигнал логической единицы, который поступает на первый вход первого элемента ИЗ.

В момент равенства фаз напряжений сети и генератора (ti) сигнал логической единицы с выхода формирователя 6 импульсов поступает на второй вход первого элемента И 3. на выходе которого появляется сигнал логической единицы, так как на его первом входе фиксирован сигнал логической единицы (фиг. 36).

Сигнал логической единицы с выхода первого элемента И 3 поступает на единичный вход второго триггера 4 и устанавливает его в единичное состояние При этом на выходе второго триггера 4 фиксируется сигнал логической единицы, который поступает на первые входы элементов Сложение по модулю 2 и третьего элемента И 9

Если при этом автоматический выключатель синхронизируемого генератора (не показан) не замкнулся, на выходе датчика 7 замыкания автоматического выключателя 5 появляется сигнал логического нуля, который поступает на второй вход элемента Сложение по модулю 2 8 и первый вход четвертого элемента И 10. Так как на первом входе элемента Сложение по модулю 2 8 0 сигнал логической единицы, а на втором входе - сигнал логического нуля, на выходе формируется сигнал логической единицы, поступающий на вторые входы второго, третьего и четвертого элементов И соответ5 ственно 12,9 и 10.

Сигнал логической единицы с выхода третьего элемента И 9 (на его входах - сигналы логической единицы) поступают на второй вход индикатора 15.

0 На выходе генератора 11 импульсов формируются единичные импульсы, которые поступают на первый вход второго элемента И 12. При этом при поступлении сигнала логической единицы с выхода эле5 мента Сложение по модулю 2 на второй вход второго элемента И 12 на выходе последнего появляются единичные импульсы, частота которых равна частоте импульсов на выходе генератора 11 импульсов. Эти им0 пульсы поступают на счетный вход счетчика 13, где они подсчитываются, а полученная информация преобразуется дешифратором 14 и отображается индикатором 15

Так как на второй вход индикатора 15

5 поступает сигнал логической единицы с выхода третьего элемента И 9, получается информация о том, что автоматический выключатель синхронизируемого генератора замкнулся после совпадения фаз напря0 жений сети и генератора.

Через время г замыкается автоматический выключатель синхронизируемого генератора и на выходе датчика 7 замыкания автоматического выключателя появляется

5 сигнал логической единицы (t2 на фиг Зв), который поступает на второй вход элемента Сложение по модулю 2 8 и на первый сход четвертого элемента И 10.

При этом на первом входе элемента

0 Сложение по модулю 2 8 - сигнал логической единицы, на его выходе появляется сигнал логического нуля, который поступает на вторые входы второго, третьего и четвертого элементов И 12, 9 и 10

5На выходе второго элемента И 12 пояпляется сигнал логического нуля, которий по ступает на счетный вход счетчика 13 отсчет импульсов прекращается

В счетчике 13 записывается число им пульсов, соответствующих интервал7

мени г между моментом совпадения фаз напряжений сети и генератора и моментом замыкания автоматического выключателя синхронизируемого генератора, которое преобразуется дешифратором 14 и отображается индикатором 15.

Таким образом получается информация о величине несоответствия времени опережения синхронизатора времени срабатывания автоматического выключателя и о том, что автоматический выключатель замкнулся после совпадения фаз напряжений сети и генератора.

Если же автоматический выключатель синхронизируемого генератора замыкается раньше совпадения фаз напряжений сети и генератора, с выхода датчика 7 замыкания автоматического выключателя сигнал логической единицы поступает на второй вход элемента Сложение по модулю 2 8 и на первый вход четвертого элемента И 10,

Так как фазы напряжений сети и генератора не совпадают, на первый вход элемента Сложение по модулю 2 8 поступает сигнал логического нуля, на его выходе - сигнал логической единицы, который поступает на вторые входы второго, третьего и четвертого элементов И 12,9 и 10.

На выходе второго элемента И 12 появляются единичные импульсы, частота которых равна частоте импульсов на выходе генератора 11 импульсов. Эти импульсы поступают на счетный вход счетчика 13, где они подсчитываются, а полученная информация преобразуется дешифратором 14 и отображается индикатором 15.

При этом на первом и втором входах четвертого элемента И 10 - сигнал логической единицы, на его выходе - сигнал логической единицы, который поступает на третий вход индикатора 15.

Таким образом получается информация о том, что автоматический выключатель генератора замкнулся до совпадения фаз напряжений сети и генератора.

После совпадения напряжений сети и генератора сигнал логической единицы с выхода второго триггера 4 поступает на первые входы элемента Сложение по модулю 2 8 и третьего элемента И 9, Так как на втором входе элемента Сложение по модулю 2 8 - сигнал логической единицы, на его выходе - сигнал логического нуля, который поступает на вторые входы второго, третьего и четвертого элементов И 12, 9 и 10.

На выходе второго элемента И 12 появляется сигнал логического нуля, который поступает на счетный вход счетчика 13, отсчет импульсов прекращается, а на индикаторе

15 фиксируется число импульсов, пропорци- опальное интервалу времени т между моментом замыкания автоматического выключателя генератора и моментом совпадения фаз напряжений сети и генератора, .Чтобы вернуть устройство в исходное

состояние, достаточно замкнуть ключ 17. При этом сигнал с шины 16 установки нуля поступает на нулевые входы первого и второго триггеров 3 и 4 и на нулевой вход счетчика 13, устанавливает их в исходное состояние. После замыкания ключа 17 устройство вновь готово к работе.

Формула изобретения

Устройство для контроля допустимого времени опережения синхронизатора, содержащее блок формирования напряжения биения с входами для подключения на напряжение сети и генератора, формирователь импульсов, датчик замыкания автоматического выключателя, первый и второй триггеры, первый и второй элементы И, шину установки нуля, ключ, генератор импульсов, счетчик с дешифратором на выходе, индикатор, включенный первыми входами на выход дешифратора, причем выход блока формирования напряжения биений подключен к входу формирователя импульсов, выход генератора импульсов - к первому входу второго элемента И, выход которого подключен к счетному входу счетчика, шина установки нуля подключена к входу ключа, к единичному входу первого. триггера подключен синхронизатор, выход

первого триггера подключен к первому входу первого элемента И, а выход ключа - к нулевому входу счетчика, отличэющее- с я тем, что, с целью повышения точности контроля, в устройство дополнительно введены третий и четвертый элемента И и элемент СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ 2. при этом первые входы третьего элемента И и элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ 2 подключены к выходу второго триггера, первый

вход четвертого элемента И и второй вход элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ 2 подключены к выходу датчика замыкания автоматического выключателя, выход элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ 2 подключен к

вторым входам второго, третьего и четвертого элементов И, выходы третьего и четвертого элементов И подключены к второму и третьему входам индикатора соответственно, выход формирователя импульсов подключен к второму входу первого элемента И, выход которого подключен к единичному входу второго триггера, а выход ключа - к нулевым входам первого и второго триггеров.

t±

11

8

с

#

&

Фиг.1

(Риг. I

ICS

С1

к

s««5

го

S е

«S

«to

ч

sCs