Уже известны устройства для автоматической синхронизации генераторов переменного тока при их параллельном включении, состоящие из двух подвижных систем, упруго связанных между собой, например, при помощи спиральной пружины. Одна из этих систем предназначена для создания линейного либо кругового отклонения, пропорционального углам сдвига фаз между синхронизируемыми напряжениями, а вторая, снабженная воздушным или электромагнитным успокоителем и увлекаемая первой системой при ее вращении, отстает от нее на угол, пропорциональный по величине скорости движения основной системы.
Особенность предлагаемого, согласно изобретению, устройства заключается в том, что преобразование угла отставания второй системы в соответствующий ему угол опережения, а равно и включение сигнальных или управляющих механизмов осуществляется оптическим методом.
На чертеже фиг. 1 изображает предлагаемое устройство, фиг. 2 и 3 - его оптическую систему и расположение световых лучей.
Ротор б синхроноскопа (фиг. 1) вращается с угловой скоростью, равной разности частот ш. С ним связан пружиной 5 якорь 5 успокоителя, находящийся в поле магнита 4. К ротору синхроноскопа прикреплено в вертикальном положении зеркало 1. На якоре 5 установлено, под некоторым углом к вертикали, плоское зеркало 2.
Луч от источника света 7 проходит по осевой линии сквозь отверстие в подвижном якоре 5, попадая на плоское зеркало 2. Отражаясь .от зеркала, луч попадает на второе зеркало / и, отраженный вторично, скользит по стенке внещнего цилиндра 8.
При вращении ротора 6 синхроноскопа якорь 5, вследствие демпфирующего действия магнита, отстает от него на угол, пропорциональный по величине значению разности частот. В то же время луч света, который совместно с обеими системами (якорями) 5 н 6 также вращается относительно оси, поворачивается вперед на угол, пропорциональный углу поворота между зеркалами / и 2. В определенном месте цилиндра имеется продолговатая вертикальная
щель 9, против которой с внешней стороны цилиндра помещен фотоэлемент 10. Расположение щели 9 выбрано таким образом, чтобы оно соответствовало местонахождению светового луча в момент совпадения фаз синхронизирующих напряжений при отсутствии успокоения второй системы, т. е. при отсутствии сдвига между системами. При попадании луча света на фотоэлемент происходит срабатывание быстродействующего реле.
Таким образом, если луч света опережает систему 6 на угол , равный по величине, но обратный по знаку углу отставания между системами 5 и 6, то включение реле произойдет в нужный момент, соответствующий постоянному времени опережения, так как угол, на который отстает система 5 от 6, пропорционален скорости последнего или иначе разности частот синхронизируемых генераторов. Оптическая система состоит из двух прямоугольных зеркал 1 и 2. Одно из них 2, связанное с подвижной системой 5, установлено под некоторым постоянным углом к горизонтальной плоскости. Другое зеркало /, жестко связанное с системой 6 синхроноскопа, установлено вертикально. Расположение зеркал / и 2 и ход светового луча, указанный пунктиром, изображены на фиг. 2.
Луч света от источника 7 направлен по оси вращения системы 5 и зеркала 2. Очевидно, что отраженный от зеркала луч а будет поворачиваться вместе с зеркалом. Если система 6 с зеркалом 1 будет вращаться, то отраженный луч будет описывать коническую поверхность вращения /-2. При одновременном вращении зеркала / вокруг общей оси с центром в точке а, при отсутствии успокоения системы 5, отраженный от зеркала / луч будет также вращаться относительно общей осевой линии, образуя в свою очередь коническую поверхность с верщиной в точке а . В этом случае луч будет пересекать отверстие для фотоэлемента в момент оптимума, когда сдвиг фаз между синхронизируемыми напряжениями равен нулю.
При наличии успокоения система 5 вместе с зеркалом 2 отстанет от системы 6 на некоторый угол, зависящий от скорости вращения. Так как при рассмотрении хода светового луча важным является только относительный поворот зеркал друг относительно друга, то, оставляя вертикальное зеркало / неподвижным,, можно ограничиться только поворотом зеркала 2. При этом лучи света, отраженные от зеркала /, будут пересекать плоскость L, образуя на ней часть эллипса, так как плоскость зеркала 2 параллельна оси симметрии конической поверхности вращения (а - центр фиктивного источника света отраженных от зеркала / лучей).
В вертикальной проекции ход лучей изображен на фиг. 3.
Если повернуть зеркало 2 на угол а по часовой стрелке относительно зеркала 1, то луч света повернется относительно центра фиктивного источника света а на такой же угол а, только в противоположном направлении, т. е. против часовой стрелки. Таким образом выполняется требование -повернуть луч и преобразовать угол отставания системы 5 относительно системы 6 в угол опережения.
При одновременном вращении систем 5 и 6 с некоторым углом смещения между зеркалами, очевидно, что луч света также будет вращаться вместе с зеркалами, опережая систему 6 на угол р.
Величина этого угла в зависимости от,значения угла а может быть выражена следующей формулой:
о Р + 2/„где р - радиус внешнего цилиндраэкрана, в котором имеется отверстие для фотоэлемента, / - расстояние между осевой линией и зеркалом 2.
При больщом относительно / значении р угол р можно считать примерно равным углу а.
Шириной зеркала 2 можно установить предельный угол опережения. При большом повороте зеркал друг относительно друга отраженный or
зеркала J луч света не попадает на зеркало 2 и, таким образом, устройство не сработает.
Изменение постоянного времени опережения можно производить различной установкой постоянного магнита относительно якоря системы 5.
Вместо ротора обычного синхроноскопа может быть с успехом применена подвижная система фазометра. Подвижная часть фазометра поворачивается на определенный угол при сдвиге фаз от нуля до 180° и затем возвращается обратно при сдвиге фаз от 180° до нуля. При этом одну из сторон зеркала 2 необходимо зачернить. Вследствие этого, луч света будет попадать при движении этой системы в сторону, соответствующую углам сдвига фаз О - 180°.
Предмет изобретения.
1, Устройство для автоматического включения генераторов переменного тока на параллельную работу, с постоянным временем опережения, в котором применены две подвижные
системы, соединенные между собой при помощи упругой связи, например, спиральной пружиной, таким образом, что перемещение одной из систем пропорционально изменению угла сдвига фаз между синхронизируемыми напряжениями, а вторая система, снабженная тормозным приспособлением, предназначена для отставания от первой на угол, зависящий от скорости их вращения, отличающееся тем, что, с целью преобразования угла отставания второй системы в такой же угол опережения, применена оптическая сисгема, состоящая из двух зеркал, предназначенных для последовательного отражения светового луча, направленного по оси вращения подвижных систем и укрепленных на них: одно под некоторым углом к оси вращения систем, а другое параллельно последней.
2. В устройстве по п. 1 применение неподвижно установленного фото-реле, срабатывающего при попадании на него светового луча, отраженного зеркалами прибора. к авторскому свидетельству Л. Н 55050 И. Гутенмахера
::::$ t
