АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР ВОЗБУЖДЕНИЯ Советский патент 1971 года по МПК H02P9/14 

Изобретение касается автоматизации энергосистем и может быть иопользоваяо для регулироваяия возбуждения мощных синХ|ро«ных 1маши«.

Известные автоматические регуляторы возбуждения си-нхро-нных генераторов, содержащие аналоговое уст|ройство, -обеспечивающее регулирование по отклонению коитролируемого параметра и импульсно-цифровое устройство с блоком формирования .обобщенного параметра, имеют относительно сложщую ст|руктуру, включающую помимо входных преобразователей устройство управления, арифметическое и запоминающее устройства.

Целью изобретения является упрощение структуры регулятора и повышение быстродействия.

Для этого блок формирования обобщенного парамет|ра подключен к цифровому дифференциатору, циклически о пределяющему приращение обобщенного .параметра за период дискретности, а выход последнего через расширитель длительности временного инте|рвала соединен с блокам преобразоваадия длительности имтульсов в управляющее напряжение.

тором и расширителем длительности временного интервала и состоящим из ограничителя длительности и логической схемы, вырабатывающей сигнал несоответствия парамет1ра

стабилизации физически возможному, а также узлом блокировки, который включен «а выходе регулятора и состоит «з апериодического звена с большой постоянной времени, воздействующего на релейный элемент, отключающий иМпульсно-цифровое устройство. Для повышения чувствительности канала стабилизации к изменениям частоты входного напряжения и улучщения качества регулирования в блок формирования обобщенного параметра введен резонансный LC-контур, обеспечивающий частотнозависимый фазовый сдвиг.

На фиг. 1 показана блок-схема предложенного регулятора; на фиг. 2 - функциональная схема устройства стабилизации; на фиг. 3 приведена принципиальная схема преобразователя синусоидального напряжения в однополярное пульсирующее и по1каза Н принцип формирования обобщенного парамет1ра.

Автоматический регулятор возбуждения состоит из аналогового устройства напряжения, реа;гарующего на отклонение входного напряжения от уставки, и импульсно-цифрового устройства стабилизации по обобщенСигналом -регулятора является оу-мма выход Ш 1Й4ййаЖ.ШШ1..-аналогового блока напряженжя и И р§4ль сно-цифрового устройства стабкЛ|зшш ,.

И уяьс1 -цифровое устройство стабили3яицт одqp K HT блок J формирования обобщенного параметра, дискретный дифференциатор 2, блок 3 кО:НТ1роля работы дискретного дифференциатора, устройство 4 дролорционального расШИрения временных интервалов, преобразователь 5 временных интервалов в напряжение, блок 6 блокировки и .контроля работы преобразователя. Аналоговый блок напряжения Содержит последовательно соединенные Выпрям1итель 7, нелинейный Мост 8, фильт|р 9 ,и усилитель 10 постоянного то-ка. Схема формирования обобщеннОГо параметра стабилизации включает уст1рой|Ство //, преобразующее пе|ремен,ное входное синусоидальное напряжение в однополярное пульсирующее, И noporOiBbm элем-ент 12, формирующий из этого На1пряжения (прямоугольные «мпульсы, длительность .которых зависит от частоты и амплитуды входного напряжения. Устройство // (см. фиг. 3 а) содернсит трансформатор 13, резонансный индуктивно-емкостный контур М, 15, развязывающие диоды 16 и 17. ПринцИП формирования временного интервала параметра /7i поясняется диаграммой, показаиной на фиг. 3 б, где Un - напряжение орабатывания иорОгавой схемы, ср - фазовый СД.ВИГ, вносимый резонансным -контуро-л, Т - .период входного иа.пряжения (он же период )ретНОсти), Uc - напряжение «а выходе диода 17, t/Bx - Напряжение .на выходе диода 16.

Дискретный дифференциатор (см. фиг. 2) включает логическую схему 18 управления счетчиками, генератор 19 счетных Имиульсов удариого возбуждения, вент1или 20 и 21, кодирующий И деко.дирующий двоичиые счетчи«и 22 и 23, логическую схему 24 несо.впадения.

Схема контроля за работой дискретного дифференциатора COCTOIHT из ограничителя 25 длительности временных интервалов и логической схемы 26, циклически вырабатывающей сигнал блокировки управляющего воздействия в случае (превышения полученного в дискретном диффареНЦ.иаторе Временного инте|рвал1а, соответствующего прИращению за период Д1ИС1К|рет«ости параметра стабилизации и ад физически возможным, величина которого выбирается из априорцых сведений об Объекте регулироваИИя и задается ограничителем длительности.

Устройство пропорционального р|асщирения длительности временных интервалов содержит две идентичные формирующие схемы 27 и 28, использующие известный принцип заряда-разря.да емкости с различными постоЯ1ННЫМ.И времени. Изменение коэффициентов регулирования осуществляется путем дискретного изменения постоянной времени разряда в схемах 27 и 28.

интервалов в напряжение является -наличие двух каналов: канала первой производной параметра и канала иаменеНИя параметра. Под первой производной параметра подразумевается це1рвая разность отстоящих на периО.Д дискретности значений параметра n(iT)n(iT) - П(). Изменение па|раметра представляет собой сумМу зКСпоненццально убывающих проиЗВО.дных парамецр-а от -начала -работы регулятора до текущего момента времени.

Преобразователь канала 1пе|рвой производной параметра состоят из логической схемы 29 управления ключам.и, -ключей 30 и 31

И фиксатора 32 нулевого порядка. Преобразователь канала из-менения параметра состоит из логической схемы 33 управления ключами, ключей 34, 35 и апериодического фиксатора 36. Выходы апериодического фиксатора

И фиксатора нулевого порядка соединены по балансной схеме.

Схема 37 ко.нтроля работы устройства состоит из последовательно соединенных апериодического звена с большой постоянной

.времени и релейной схемы 38, отключающей устройство стабилизаци1И в -случае .неисправности, проявляющейся в нал-ичии в выхо.дном наоряжении преобразователя постоя-нной составляющей, величина которой превышает порог срабатывания релейной схемы.

Импульсно-цифровое устройство стабилизации работает -следующим образом.

Входное перелгенное напряжение поступает на вход бЛОКа формирования обобщенного

параметра (см. фиг. 2). В результате нелинейного преобразования входного напряжения, происхо.дящего в устройстве //, образуется одиополярное пульсирующее напряже-ние (см. фиг. 35), поступающее на вход порогового элемента 12. Последний форм1ирует прямоугольный импульс длительностью Пг, который -поступает в логическую схему 18 управления счетчиками.

В момент начала интервала Я логическая

схема 18 запускает генератор 19 счетных импульсов ударного возбуждения и открывает вентили 20 и 21. Одновременно с началом кодирования в счетчике 22 интервала Я,- с помощью счетчика 23 начинается преобразова ние ко.да Яг-ь полученного в предшествующем цикле, во временной интервал Яг-ь С Оконча-нием ко.дирования и декодирования прекращает работу генератор импульсов и происходит перезапись -содержимого счетчика

22 обратным кодо.м в счетчик 23 с одовременной установкой «-нуля с-четчика 22.

Импульсы длительностью Я и поступают на ВХО.Д логической схемы 24 несовпадения, которая формирует на -своем выходе

импульс, .длительностью соответствующей пр иращению па-ра-метра за период дискретности, т. е. первой разности интервалов Я; и Я,--, а также фиксирует знак этого приращения. С выхода логической схемы несовпадения -моного интервала через аграйичитель 25 дл1Ительности поступает параллельно на схемы 27 и 28. В каждой Из этих схем временной интервал, соответствующий 1При|ращеняю параMeiipa, растягивается пропорционалыно установленным в этих схемах коэффициентам K;in

и /Со.пРастянутые импульсы с выхода схем 27 -и 28 пар-аллельно заведены на входы логических схем 29 и 33 -управления ключами преобразователя. На входы этих схем поступают также знаковый потенциал со схемы 24 несовпадения и потенциал блокировки с логической схемы 26 контроля.

При нормальной работе диок)ретного дифференциатора, когда потенциал блокировки со схемы 26 отсутствует, схемы управления 29 и 33 в завиоимости от знака П;ри|ращен1ия лараметра открывают либо ключи 30 и 31, либо ключи 34 и 35. Время, в течение которого ключи открыты, равно длительности «мпульсов с выходов схем 27 и 28. Напряжения - U vi +U через соответствующие открытые ключи изменяют заряд конденсаторов, включе шых перед фиксатором 32 нулевого юорядка и апе|риодяческим фиксатором 36, на величину, соответствующую времени открывания ключей.

В случае неправильной работы дясюретного дифференциатора, HanpaMeip, при сбое в из зарядов счетчика, схема 26 практически мгновенно вырабатывает потенциал блокировюи управления ключами, и напряжение на выходе устройства стабилизации становится равным нулю. Выходное напряжение устройства стабилязации поступает на схему 37 контроля и с помощью контактов релейной схемы 38 суммируется с выходным напряжением аналогового блока 39 (блоки 32, 36к 39 имеют различные источники питания, не имеющие общей «зе-мли).

Схемы 26 и 37 обеспечивают почти всеохватывающий контроль работы устройства стабилизации, а также своевременное отключение его при возникновении неисправности.

Предмет изобретения

1. Автоматический регулятор возбуждения синхронных генераторов, содержащий авалоговое устройство, обеспечивающее регулирование (ПО отклонению контролируемо:ро параметра и ИМпульсно-цифровое устройство с блоком формирования обобщенного па)раметра регулирования, отличающийся тем, что,

с целью повышения быстродействия и упрощения, блок формирования обобщенного параметра подключен к цифровому дифференциатору, циклически определяющему приращение обобщенного параметра за период дискретности, а выход последнего через расщиритель длительности временного интервала соединен с блоком преобразования длительности ИМпульсоВ в управляющее напряжение.

2. Автоматический регулятор возбуждения по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения функциональной надежности, он снабжен узлом контроля, включенным :между цифровы:М дифференциатором и расширителем дла-гтельности временного интервала и состоящим из ограничителя длительности и логической схемы, вырабатывающей сигнал несоответствия параметра стабилизации физически возможному, а также узлом блоюировки,

включенным на выходе регулятора, состоящим из апериодического звена с большой (ПОСТОЯННОЙ времени, воздействующего «а релейный элемент, отключающий импульсноцяфровое устройство.

3. Автоматический регулятор возбуждения по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности канала стабилизации к изменениям частоты входного напряжения н улучшения качества регулирования, в блок формирования обобщенного параметра введен резонансный LC-контур, обеспечивающий частотнозависимый фазовый сдвиг.

L , Риг

бшл 2