Устройство синхронизации Советский патент 1993 года по МПК H02J3/42 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для синхронизации синхронных генераторов передвижных источников электроэнергии повышенной частоты.

Целью изобретения является повышение надежности синхронизации.

На фиг.1 представлена схема устройства синхронизации; на фиг.2 - эпюры сигналов в основных точках схемы.

Устройство синхронизации содержит шины 1 и 2 генераторов, связанные силовыми контактами 3-5 автоматического выключателя. Параллельно контактам 3-5 включены соответственно первый, второй и третий электронные ключи 6-8. Четвертый электронный ключ 9 включён последовательно с катушкой 10 автоматического: выключателя. Управляющие входы ключей 6-8 через размыкающий блок-контакт 11, а ключа 9 непосредственно соединены с выходом триггера 12. Одноименные фазы шин 1 и 2 через вентили 13 и 14 подключены к входам формирователей 15 и 16 прямоугольных импульсов. Выход первого фор- мирователя прямоугольных импульсов 15 подключен через первый лбгичёский элемент НЕ 17 к входу первого формирователя коротких импульсов 19, выход которого связан с первым входом первого логического элемента И 21 и входом сброса первого счетчика импульсов 24, Выход второго формирователя прямоугольных импульсов 16 подключен через второй логический элемент НЕ 18 к входу второго формирователя коротких импульсов 20, выход которого связан с вторым входом первого логического элемента И 21 и входом сброса второго счетчика импульсов 25. Логические элементы И 22 и 23 соединены выходами со счетными входами соответственно счетчиков импульсов и 25, которые разрядами выхода соединены с соответствующими разрядами входов дешифраторов 26 и 27. Генератор импульсов 28 стабильной частоты подключен выходом к вторым входам логических элементов И 22 и 23, первые входы которых связаны соответственно с выходами формирователей 15 и 16 прямоугольных импульсов. Группа соединенных выходов дешифратора 26, соответствующих диапазону допустимых для синхронизации частот, подключена к третьему входу логического элемента И 21, к четвертому входу.которого подключена такая же группа выходов дешифратора 27. Выход первого логического элемента И связан с единичным входом триггера 12.

Устройство синхронизации работает следующим образом.

Пусть частоты напряжений генераторов не равны fi fz. При появлении отрицательных полуволн напряжений Ui и U2 сигналы на выходе формирователей прямоугольных импульсов 15 и 16 отсутствуют. На входы логических элементов НЕ 1.7 и 18 подаётся низкий уровень, а на их выходах появляется

сигнал, длительность которого соответствует половине периода. Сигналы с выхода логических элементов НЕ 17 и 18 поступают на входы формирователей коротких импульсов 19 и 20. Короткие импульсы с выходов

формирователей 19 и 20 поступают соответственно на первый и второй входы логического элемента И 21 и на сбросовые входы счетчиков 24 и 25. При этом на выходах счетчиков 24 и 25 появляются нулевые коды, а на нулевых входах дешифраторов 26 и 27 - сигнал. Сигналы на третьем и четвертом входах элемента И 21 отсутствуют, и он закрыт,

При появлении положительной пол- уволны с выходов формирователей прямоугольных импульсов 15 и 16 импульсы поступают на первые входы логических элементов И 22 и 23, на вторые входы которых поступают импульсы от генератора июпульсов стабильной частоты 28. Так как длительность импульсов Хз, сформированных формирователями 15 и 16, соответствует половине периода соответствующего синусоидального напряжения, то импульсы Хэ от

генератора импульсов стабильной частоты 28 проходят через логические элементы И 22 и 23 на счетные входы счетчиков 24 и 25 в течение этого промежутка времени - сигналы Хю и Хп. На выходе счетчиков 24 и 25

формируются двоичные коды, которые поступают на входы дешифраторов 26 и 27. С увеличением кода на единицу сигнал переходит с предыдущего на последующий выход дешифратора, и. если код достигает.

значения, соответствующего номинальной частоте с учетом допустимого отклонения частоты, то на третий и четвертый входы элемента И 21 -поступают сигналы Xia, Xia. Если фазы напряжений Ui и U2 не совпадают в момент появления отрицательной полуволны, когда появляются сигналы X и Хв. то на третий и четвертый входы элемента И 21 сигналы Xia и Xia будут поступать в разное время и элемент И 21 не сработает.

Необходимая длительность импульса Хи с выхода элемента И 21, обеспечивающая срабатывание триггера 12, создается за счет собственного времени срабатывания .счетчика и дешифратора.

При совпадении частот генераторов (с допустимой погрешностью) и фаз к моменту появления сигналов X и Хв на третьем и четвертом входах элемента И 21 будут сигналы Xi2 и Xi3, и он откроется. Сигнал с выхода элемента И 21 переводит триггер 12 в состояние, при котором на его выходе появляется сигнал, поступающий через контакт 11 на ключи 6-8, которые,срабатывая, в момент времени ti включают генераторы на параллельную работу.

Одновременно сигналом с выхода триггера 12 открывается ключ 9 и подается напряжение на катушку 10 автоматического выключателя, который в момент времени ta замыкает свои контакты 3-5 с задержкой, обусловленной временем срабатывания tcpae. Контакт 11 автоматического выключателя размыкает цепь управления ключей 6- 8, и они отключаются.

; ср.о рмула изобретения

Устройство синхронизации, содержащее первый и второй формирователи прямоугольных импульсов, входы которых присоединены к одноименным фазам шин первого и второго генераторов, связанных силовыми контактами автоматического выключателя, первый и второй формирователи коротких импульсов, первый, второй и третий логические элементы И и триггер, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности синхронизации, оно снабжено двумя логическими элементами НЕ, четырьмя электронными ключами, двумя счетчиками, двумя дешифраторами, генератором импульсов стабильной часто- ты, а первый логический элемент И выполнен четырехвходовым, выход генератора импульсов связан с вторыми входами третьего и второго элементов И, первые входы которых связаны соответственно с выходами второго и первого формирователей прямоугольных импульсов, выход первого

формирователя прямоугольных импульсов подключен через первый логический элемент НЕ к входу первого формирователя коротких импульсов, выход которого связан С первым входом первого логического элемента И и входом сброса первого счетчика, соединенного разрядами выхода с соответствующими разрядами входов первого дешифратора, а счетным входом - с выходом второго логического элемента И. выход второго формирователя прямоугольных импульсов через второй логический элемент НЕ связан с входом второго формирователя коротких импульсов, выход которого связан с вторым входом первого логического элемента И и входом сброса второго счетчика, соединенного счетным входом с выходом третьего логического элемента И, а разрядами выхода - с соответствующими разрядами входа второго дешифратора, третий и

четвертый входы первого логического элемента И соединены с группой соединенных выходов, соответствующих диапазону допустимых для синхронизации частот, соответ- ственно первого и второго дешифраторов.

выход первого логического элемента И связан с единичным входом триггера, выход которого связан с управляющим входом четвертого электронного ключа, включенного последовательно с катушкой включения автематического выключателя, через размыкающий блок-контакт которого выход триггера подключен к управляющим входам первого, второго и третьего эле ктронных ключей,, включенных параллельно соответствующим силовым контактам автоматического выключателя.

I-I --. Г

Использование: в электротехнике при синхронизации синхронных генераторов передвижных источников повышенной частоты. Сущность: синхронизируемые напряжения Ui и LJ2 через формирователи прямоугольных импульсов 15 и 16 поступают на первые входы элементов И 22 и 23, на вторые входы которых поступают импульсы от генератора импульсов стабильной частоты. С выходов элементов И 22 и 23 сигнал поступает на счетчики, выходы которых соединены с входами элемента И 21, два других входа которого соединены с формирователями коротких импульсов 19 и 20, сигналы на выходах которых возникают в конце положительных периодов напряжений Ui и U2. При совпадении всех четырех сигналов на элементе И 21 появляется сигнал на включение выключателя. 2 ил.

з

IT/

t

V

11 11111Ш11Ш11 1Ш1 ;:1Ш1;Ш11111:1 11Г 1|1 | ;1:11111 111:1:| 11111|1 Ш1111 1||1 11/

iini ifiill- iliiiiiiiii Путин iiiniiini imii /

SL

л

Л

XL

Л

ft

Л.

Л

П

Л

л % %

IT/

t

V

Л

П

Л

L

t

&аЈ

&i/e,2

t,t2