Устройство для автоматической настройки катушки индуктивности с подмагничиванием в резонанс с емкостью Советский патент 1975 года по МПК H02H1/02 

КОЙ частоты 4, входной усилитель переменного тока 5, множительный блок 6, усилитель 7, демодулятор 8, интегрирующий усилитель 9, усилитель мощиости 10, генератор веиомогательных колебаний //, фазосдвигаюи ий блок 12, коммутатор 13, управляемый элемент 14, сумматор 15. Генератор 11 всиомогательиых нериодическнх прямоугольных колебаний частоты 2 гц выполнен на сИМ.метричио.м -мульти-вибраторе (транзисторы 6, 17). Колебания указаниого генератора с резистора 18 подаются иа выход автоматического устройства, а с резистора 19 - на фазосдвигающий блок 12 (т|)аизисторы 20-24). Выпрямитель 3, индуктивноемкостный фильтр 4, входной усилитель иеремеиного тока 5 (транзисторы 25-27) выде.чяют и усиливают всиомогатсльиые колебания. В уси.гпггеле имеются R-C-непочки (28, 29 и 30, 31) для подавления выстиих гармоник (в основном частоты 100 гц). Выходной усилителя 5 ггодается иа миожительный блок 6. На множительный блок поступает также сигнал с фазосдвигающего блока 2, который учитывает сдвиг колебаний но фазе, обусловленный катушкой индуктивиости 2, фильтром 4 и усилителем 5. Он выполнен па двух одиовибраторах (транзисторы 21, 22 и 23, 24) и функциональном преобразователе (транзистор 20. С помощью последнего учитывается изменение постояш-юй времени катущки .индукт1ивности при изменении тока ладмагничи1ва тия. .Пер|Вый од новибратор обеспечивает необходимый сдвиг по фазе и запускает второй, «а выходе которого получаются прямоугольные периодические колебания, подаваемые на множительный блок 6, выполненный на транзисторе 32. Усилитель 7 (транзистор 33) предназначен для усиления выходного сигнала множительного блока, а демодулятор 8 (элементы 34-36) - для выделения постоянной составляющей этого сигнала. Интегрирующий усилитель 9 меняет свою выходную величину в зависимости от знака входного сигнала. Он может длительно сохранять значение выходной величины, например, при однофазном замыкании на землю в высоковольтных компенсированных сетях. Усилитель мощиости 10 обеспечивает усиление сигнала по мощности. Управляемый элемент 14 выполнен на транзисторе 37, «а базу которого подаются сипналы с 1несим,метр1ичяого мультивибратора (транзисторы 38, 39) и с фильтра 4, который предназначен для обеспечения устойчивой работы регулятора на пологом участке левой ветви экстремальной статической характеристики. Для работы автоматического устройства, осуществляющего настройку катущки индуктивности 2 в резонанс с емкостью /, испо,г ьзуется свойство экстремальной статической характеристики системы, в которую входят катущка индуктивности (объект регулирования) и емкость, и свойство изменять фазу колебаний на выходе объекта регулирования по сравнению с фазой входных колебаний при ереходе через экстремум. Статическая характеристика системы представляет зависимость напряжения на катущке UQ от тока подмагпичивания /„, где /„ - входная величина объекта регулирования, а - выходная. Если на обмотку подмагничивания объекта регулировання подать вспомогательные периодические колебания прямоугольной формы, то на выходе также возникнут колебания. Фаза выходных колебаний будет совггадать с фазой входных во всех случаях, когда значение входной величины тока нодмагпичивания /,, меньще резонансного значения /п.рм- Если /„ больще /п.ре, то колебания находятся в противофазе. При /„, равпо.м /п.рез, на В111ходе объекта регулирования устанавливаются колебания двойной частоты. Следовательно, задавая на входе объекта регулирования периодические колебания, можно определить положение экстремума статической характеристики и, в соответствии с этим, организовать движение системы к экстремуму. Рассмотрим работу автоматического устройства. Напряжение, снимаемое с катушки индуктивности, подается на автоматический регулятор. С помои1ью выпрямительного мостика и фильтра низкой частоты из напряжения /о выделяются вспомогательные колебания, которые усиливаются входным усилителем и поступают иа множительный блок, на который с учетом cooтвeтcтвyюпieгo сдвига но фазе подаются также колебания с генератора. Выходной сигнал множительного блока усиливается, усредняется демодулятором и, складываясь с включенной встречно э. д. с. Е, подается на вход интегрирующего усилителя. Если катушка индуктивности 2 настроена в резонанс с емкостью /, т. е. с выхода объекта регулирования ноступают колебания двойной частоты, то напряжение на выходе демодулятора равно по величине э. д. с. и, следовательно, входной сигнал интегрирующего усилителя равен нулю. При этом ток подмагничивания остается неизменным. Пусть затем величина емкости изменяется так, что статическая характеристика системы смещается вправо, а ток подмагничивания становится меньще резонансного значения. Тогда колебания на выходе объекта регулирования совпадают с колебаниями на входе, при этом выходное напряжение демодулятора в 2 раза больще э. д. с. Е и выходной сигнал интегрирующего усилителя изменяется, обеспечивая увеличение тока подмагничивания /„. Если величина емкости уменьщается так, что статическая характеристика системы смещается влево, то колебания будут в противофазе, а выходной сигнал демодулятора станет равным нулю. Тогда сигнал интегрирующего усилителя будет равен Е и ток подмагничивания начнет уменьшаться.

Для улучшения работы автоматического устройства устанавливается стабилитрон 40, который пропускает только прямоугольные колебания и задерживает помехи, возникающие на выходе усилителя, при малом входном напряжении UQ, когда система находится на пологом участке правой ветви статической характеристики и чувствительность автоматического устройства недостаточна.

В результате выходной сигнал демодулятора равен нулю и автоматическое устройство четко находит экстремум.

Для вывода системы с пологого участка левой ветви экстремальной статической характеристики, когда напряжение на катушке Оо также мало, предназначен управляемый элемент, который начинает работать при напряжении UQ f/oMHir Сигнал, поступающий с несимметричного мультивибратора, закрывает транзистор 37, напряжение на нем становится больше э. д. с., и ток подмагничивания начинает расти, следовательно, возрастает и UQ. При достижении величины L/O.,,,J, вспомогательные колебания становятся достаточными для дальнейщего -поиака экстремума, транзистор 40 открывается и далее управляемый элемент на работу автоматического устройства не влияет.

Предмет изобретения

1. Устройство для автоматической настройки катушки индуктивности с подмагничиванием в резонанс с емкостью, например, дугогасящей катлшки в резонанс с емкостью сети, содержащее фильтр низкой частоты, входной усилитель и интегрирующий усилитель, отличающееся тем, что, с целью увеличения скорости и точности настройки, оно снабжено генератором прямоугольных колебаний, выход которого связан со входом усилителя мощности, фазосдвигающим блоком, один вход

которого подключен к генератору прямоугольных колебаний, другой - к интегрирующему усилителю, множительным блоком, один вход которого соединен с фазосдвигающим блоком, другой - с входным усилителем, а выход через усилитель, демодулятор и сумматор с подключенной э. д. с. связан с интегрирующим усилителем.

2.Устройство по п. , отличающееся тем, что, с целью обеспечения устройчивой работы на пологой части левой ветви экстремальной характеристики, оно снабжено управляемым элементом и коммутатором, при этом один вход управляемого элемента связан с

фильтром низкой частоты, другой - с коммутатором, а выход - с сумматором.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, фазосдвигающий блок содержит включенные последовательно преобразователь, управляемый одновибратор и неуправляемый одновибратор.

л

J , rO-ic-l f h I f7 TlTr H 4 A и g, Li bj/ LJ и и у g -о Hbff HW Hib