Многоканальный синхронизатор Советский патент 1977 года по МПК H02M1/08 

в коллекторной цепи транзистора формирователя, второй вывод резистора подсоединен к движку второго потенциометра, подключенного к источнику напряжения положительной полярности, а вход транзистора подключен к выходу операционного усилителя. На фиг. 1 приведена схема предлагаемого синхронизатора, выполненного для одного канала, обеспечивающего плавное изменение фазы выходных импульсов; на фиг. 2 - схема синхронизатора, работаюш,его в качестве нуль-органа напряжения переменного тока; на фиг. 3 (а, б, в, г) -диаграммы напряжений и токов, поясняющие работу синхронизатора. Предложенное устройство (фиг. 1) содержит входной трансформатор 1, имеюш,ий вторичную обмотку (с полуобмотками 2-3), со средней точкой, подключенной к общей щине, операционный усилитель 4, к выходу которого подключен транзистор 5. Выход транзистора 5 соединен через последовательно включенные конденсатор и диод с базой транзистора 6 и через последовательно соединенные упомянутый конденсатор и второй диод с выходным зажимом 7. Коллектор транзистора 6 подключей к второму выходному зажиму 8. Операционный усилитель 4 имеет две входные ветви, образованные резистором 9 и последовательно соединенными резистором 10 и конденсатором И и подключенными к началу и концу обмотки трансформатора. Синхронизатор содержит потенциометры 12, 13 для задания предельных углов регулирования, масштабные резисторы 14 и 15, интегрирующий конденсатор 16, разделительные диоды 17 и резистор коллекторной цепи 18. Синхронизатор работает следующим образом. Выходное напряжение усилителя 4 изменяет знак за каждый период синхронизирующего напряжения, снимаемого с вторичной обмотки входного трансформатора 1. Момент изменения знака выходного напряжения усилителя соответствует моменту формирования выходных импульсов синхронизатора и определяется алгебраической суммой действующих на входе усилителя напряжений, сопротивлениями входных ветвей и характеристикой усилителя. Синхронизатором осуществляется фильтрация входного напряжения. Фильтрация обеспечивается входной цепью усилителя за счет частотно-зависимой обратной связи. Фильтрующие свойства входной цепи вторичная обмотка с двумя полуобмотками 2-3 трансформатора, резистор 9, конденсатор П., резистор 10 объясняются следующим образом. При наличии искажений формы кривой синхронизирующего напряжения, связанных с наложением на основную гармонику высокочастотных гармоник, последние с незначительным искажением передаются конденсатором 11 на вход усилителя. Одновременно на вход усилителя через резистор 9 действует синхронизирующее напряжение, которое содержит высокочастотные гармоники, знак которых по отношению к гармоникам, передаваемых конденсатором И, обратный. Таким образом, на входе усилителя происходит восстановление формы кривой полезного синхронизирующего напряжения. Действие встречных по знаку напряжений, снимаемых с полуобмоток 2-3 трансформатора 1, на вход усилителя через первую ветвь, содержащую резистор 9, и через вторую ветвь, содержащую конденсатор И и резистор 10, равносильно действию на входе эквивалентной э.д.с., величина которой монотонно уменьшается с увеличением частоты. Возможность изменения фазы выходных импульсов синхронизатора относительно точки перехода через ноль входного синхронизирующего напряжения иллюстрируется диаграммами, приведенными на фиг. 3, где tl - ток, протекающий через резистор 9; /2 - ток, протекающий через резистор 10 и конденсатор И; 1э - результирующий входной ток усилителя от источника синхронизирующего напряжения; t3 - ток, протекающий через резистор 14; и - ток, протекающий через резисторы 15 и 18; С/5 - напряжение на коллекторе транзистора 5. Uj, /8 - выходные импульсы синхронизатора. Величина угла czi, отсчитанная от точки перехода через ноль кривой синхронизирующего напряжения fsin CL(, фиг. 3,а), при котором происходит изменение знака выходого напряжения усилителя, задается уровнем апряжения, снимаемого с потенциометра 12, определяется из условия равенства токов 1з, где При равенстве этих токов знак выходного апряжения усилителя становится отрицаельным, транзистор 5 запирается. Перепад апряжения на коллекторе транзистора 5 ифференцируется, и на выходе синхронизаора формируется импульс (фиг. 3,в). При запирании транзистора 5 на вход усиителя начинает протекать ток 15 + 18 оторый препятствует изменению выходного апряжения с его отрицательного значения а положительный, так как является сигнаом поло}кительной обратной связи каскада: силитель 4 - транзистор 5. Момент изменеия знака выходного напряжения усилителя пределяется равенством токов :з . При беспечении этого равенства (угол , иг. 3,а) знак выходного напряжения усилиеля положительный, транзистор 5 насыщается, транзистор 6 запирается на время перезаряда дифференцирующего конденсатора, с зажима 8 снимается имиульс Яв (фиг. 3, г). Таким образом, изменением уровня нанряжения, снимаемого с потенциометра 13, регулируется фаза выходного импульса синхронизатора, обеспечивается прямоугольность перепада напряжения на коллекторе транзистора 5, обеспечивается самоблокировка схемы и, следовательно, повышается помехозащищенность. На диаграмме фиг. 3,а, 3,6 показано изменение момента формирования переднего и заднего фронта напряжения на коллекторе транзистора 5 в диапазоне углов со 2-ffl i и при изменении уровней напряжений, снимаемых с потенциометров 12 и 13, от нуля до заданных величин, соответствующих заданию минимального угла регулирования в диапазоне Асхмпп и максимального угла регулирования в диапазоне АссмаксПри исключении из схемы фиг. 1 задак7щих потенциометров синхронизатор работает как нуль-орган переменного напряжения (фиг. 2). вырабатывающий импульсы при переходе через нуль отфильтрованного синхронизирующего напряжения, используемые для отсчета угла управления преобразователя. Сопротивление цепи обратной связи каскада: усилитель--транзистор (резистор 14) выбирается из условия формирования выходных импулъсов с интервалом, равным 180 эл. град. При повышении уровня синхронизирующего напряжения до величины, при которой обеспечивается насыщение усилителя, увеличивается крутизна выходного напряжения усилителя, что повышает точность синхронизации, улучшает помехозащищенность схемы за счет исключения действия помех, содержащихся в синхронизирующем сигнале, но не достигающих уровня напряжения насыщения усилителя. При переходе усилителя в режим насыщения изменяются его входные характеристики, однако входная цепь усилителя, состоящая из двух ветвей, подключенных к напряжениям, встречным по знаку, сохраняет свои фильтрующие свойства. Таким образом, предложенный синхронизатор обеспечивает формирование двух импульсов за период синхронизиоующего напряжения при использовании одного операционного усилителя и одной фазы синхронизирующего напряжения, независимую регулировку этих импульсов по фазе, независимость фазы импульсов при значительных искажениях формы кривой синхронизирующего наиряжения, позволяет получить значительную симметрию выходных импульсов многоканального синхронизатора, состояцего из нескольких рассмотренных синхронизаторов. Формула изобретения Многоканальный синхронизатор, содержащий в каждом канале фазосдвигающий элемент, фильтр и формирователь выходных импульсов, отличающийся тем, что, с целью уменьщения влияния искажений сетевого напряжения, повыщения симметрии выходных импульсов, он снабжен в каждом канале трансформатором, имеющим вторичную обмотку со средней точкой, дополнительными резисторами, потенциометрами, двумя источниками .напряжения и конденсаторами, формирователь выходных импульсов выполнен на базе транзистора с диодно-резистивиой цепочкой в цепи коллектора, фильтр выполнен на базе операционного усилителя, причем средняя точка упомянутой вторичной обмотки трансформатора соединена с общей шиной синхронизатора, вход операционного усилителя через первый дополнительный резистор подсоединен к началу вторичной обмотки,через второй дополнительный резистор и конденсатор - к концу вторичной обмотки, через третий дополнительный резистор - к движку потенциометра, связанного с источником отрицательного напряжения и чеоез четвертый дополнительный резистор - к общей точке соединения диода и резистора в коллекторной цепи транзистора формирователя, второй вывод резистора подсоединен к движку второго потенциометра, подключенного к источнику напряжения полох ительной полярности, а вход транзистора подключен к выходу операционного усилителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Анхимюк и др. «Одноканальная система управления выпрямителем с широким диапазоном регулирования угла зажигания, «Электротехника, № 11, 1970, стр. 8--IO. 2.«Электронная техника в автоматике. Выпуск 4, «Советское радио, М., 1973 г., стр. 291. 3. Деткина Л. П. «Системы управления ионными и тиристорными электроприводами, «Информэлектро, М., 1971 г., стр. 57, рис. 51 (прототип).

,

±

П 70

,-Ут,г

Г1

А

/,1

(pui.S