АВТОМАТИЧЕСКИЙ СИНХРОНИЗАТОР С ПОСТОЯННЫМ ВРЕМЕНЕМ ОПЕРЕЖЕНИЯ Советский патент 1972 года по МПК H02J3/40 

В системах злектросиабжения повышенной частоты, предназначенных для питания радиоэлектронной аппаратуры различного назначения, применяются схемы с параллельной работой однотипных преобразователей, обладающие повышенной надежностью и экономичностью. Включение генераторов иа параллельную работу производится различными способами в зависимости от типа приводов. Например, в самолетных системах с приводами постоянных оборотов скорость скольжения между синхронизируемым генератором и системой не превыи1ает 1-2 гц. При наличии быстродействующих выключателей и допуска на фазовый угол ±30 эл. град, это позволяет производить включение по методу с постоян1Н.ЫМ углом Опережбнля.

В системах повышенной частоты, обеспечивающих электронные вычислительные машины, используются преобразователи с нерегулируемым асинхронным приводом.

При скольжении привода 2-2,5% номинальной частоты 400 гц разность частот между синхронизируемым генератором и системой достигает гц. Это обстоятельство вызывает необходимость разработки автоматического синхронизатора для частоты 400 гц и скоростей скольжения гц.

стродействнем системы возбуждения гейер атора, от которых зависит предельная величина допустимой скорости скольжения; относительно малым собственным временем включения выключателя генератора - /вкл 0,08- 0,10 сек; допустимым фазовым углом между векторами напряжения системы и генератора в момент включения на параллельную работу (точностью синхронизации); постоянством

времени опережения синхронизатора.

Известны автоматические синхронизаторы с постоянным временем опережения, содержащие блок контроля разности напряжений с поляризованным реле на выходе и блок времени

опережения, состоящий из ждущего генератора пиЛ(010|браз1ИОГо «аиряжвния 1на «ондввсаторе, подключенного к источнику постоянного напрян ения через контакт поляризованного реле блока контроля разности напряжений, и

схемы сравнения, ко входу которой подключен указанный конденсатор.

Для получения максимального опережения, близкого к периоду наибольшей допустимой

скорости скольжения, в блоке времени опережения предлагаемого синхронизатора параллельно генератору пилообразного напряжения через диод и источник смещения э. д. с. подключен дополнительный конденсатор, вклюПараллельно диоду подключен ключевой элемент, выполненный на транзисторе и импульсном трансформаторе, первичная обмотка которого включена на источник постоянного напряжения через контакт поляризованного реле блока контроля разности напряжений, что позволяет получить постоянное время опережения при возрастании скорости скольжения.

На фиг. 1 Представлена принципиальная электрическая схема блока контроля разности напряжений описываемого синхронизатора; на фиг. 2 - то же блока времени опережения синхронизатора; на фиг. 3 - эпюры напряжений на основных элементах схемы синхронизатора за период биений TQ.

Синхронизатор состоит из индикатора совпадения фаз напряжений системы и синхронизируемого генератора, выполненного на базе электромагнитного реле Р с малым временем включения и отключения HI С|ра|баты1ваю1щаго в окрестности прохождения огибаюндей напряжения биений через нуль; ждущего генератора пилообразного напряжения, содержащего конденсатор Ci. зарядное Ri и разрядное Rz сопротивления и подключаемого к источнику постоянного напряжения Е при .помощи переключающихся контактов /С реле Р источника опорного напряжения, следящего за огибающей верщин пнлообразого напряжения с постоянным смещением вниз на величину Ect,i, необходимую для получения заданного времени опережения. Опорное напряжение формируется цепью; диод Д - источник устанавливаемой э. д. с. смещения fcM - конденсатор Cz и снимается с конденсатора Са. Ключевая схема слежения опорного напряжения за огибающей пилообразного напряжения выполнена на транзисторе или управляемом тиристоре Г, импульсном трансформаторе Т И и Нор.мально разомкнутых контактах реле Р. Схема сравнения СС опорного напряжения с пилообразным вырабатывает команду на включение выключателя генератора в момент равенства сравниваемых напряжений и может быть выполнена ло любой из известных схем, например на высокочувствительном и малоинерционном реле с нормально разомкнутыми контактами (поляризованном илн с магнитоуправляемыми контактами), включенном в цепь усилителя с высокоомным входом (полевого транзистора или каскадной схемы на транзисторах).

Входным сигналом, для синхронизатора является напряжение LBX биений с частотой, равной скорости скольжения. В индикаторе совпадения фаз напряжение биений выпрямляется, ограничивается и подается на вход электромагнитного реле Р.

При .повыщении напряжения биений от нуля до напряжения Up срабатывания реле Р (см. фиг. 3) контакты К реле переключаются, замкнув цепи заряда конденсатора Ci и первичной обмотки испульсного трансформатора

ТИ. По мере заряда напряжение на конденсаторе Ci линейно повышается. При достижении равенства f/Ci t/c схема сравнения СС вырабатывает импульс на включение выключателя синхронизируемого генератора.

Постоянство времени ton опережения обеспечивается за счет постоянства смещения опорного напряжения Uc, от огибающей вершин пилообразного напряжения на величину

Ecu consi и линейности (с донустимой .погрешностью) пилообразного напряжения в заданном диапазоне скоростей скольжения. При точности синхронизации ±30 эл. град, и с,,6 минимальное скольжение может быть порядка I-0,5 гц. Для обеспечения равенства времени опережения и времени собственного включения выключателя генератора величины см должна быть регулируемой. Если напряжение на конденсаторе Ci превыщает сумму напряжений опорного конденсатора Сз и источника смещения, т. е.

UC,UC,+E,,,

то начинается подзаряд конденсатора Cz. Емкость конденсатора Cz выбрана значительно меньше емкости конденсатора Ci, поэтому конденсатор Cz успевает зарядиться до напряжения Сг /с,макс - см без заметного искажения фо.рмы(пилообразного налряжеэия.

в конце цикла после снижения огибающей напряжения биений до напряжения отпускания реле Р контакты К, переходят в исходное положение и конденсатор Ci разряжается. Цикл повторяется. Благодаря диоду Д напряжение t/Cj, на опорном конденсаторе сохраняется практически постоянным в течение всего цикла.

В переходном режиме, сопровождаемом увеличением абсолютной величины скорости скольжения (например, прн увеличении разницы между средней нагрузкой работающих генераторов и нагрузкой синхронизируемого

генератора), имеет место неравенство

. и с, -Ь см

пр.и котором слеженНв t/Cj за смещенной огибающей нарушается вследствие обратной непроводимости диода Д. В этих случаях конденсатор Cz разряжается до величины Схмакс через ключевую схему с транзистором илн управляемым тиристором Т на участке переключения контактов К в конце

цикла. Открывающий импульс f/ти (см. фиг. 3) подается на управляющий электрод тиристора Т со вторичной обмотки импульсного трансформатора ТИ в момент размыкания контакта /С. Вследствие малого сопротивления открытого тиристора Т конденсатор С успевает разрядиться до