Устройство контроля величины скольжения при синхронизации генератора Советский патент 1977 года по МПК H02J3/40 

1

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для управления синхронными генераторами в составе схем самосинхронизации или точной синхронизации.

Известно устройство для контроля скольжения при синхронизации синхронных генераторов 1. Это устройство содержит симметричный триггер, на раздельные входы которого включены две схемы совпадения, которые своими входами соединены с двумя формирователями прямоугольных импульсов, одна из схем совпадения включена через инверторы. На входы формирователей поданы напряжения биений, сдвинутые по фазе друг относительно друга. Сформированные из входных напряжений биений прямоугольные импульсы управляют состоянием выходного триггера, который в свою очередь управляет прохождением этих импульсов на выходные каналы устройства в зависимости от порядка следования входных импульсов биения, то есть от знака разности частот (скольжения).

Недостатком этого устройства является то, что оно не может контролировать величину скольжения.

Наиболее близким аналогом является устройство для контроля скольжения, содержащее одну потенциально-импульсную схему совпадения, подключенную к формирователям прямоугольных импульсов напряжений сети и

генератора и своим выходом соединенную с цепью, состоящей из последовательно соединенных расширителя импульсов, преобразователя серии импульсов в постоянный сигнал, реле времени и другого расширителя с подключенными к его выходу потенциальными схемами совпадения.

Потенциально-импульсная схема совпадения здесь вырабатывает серию остроугольных импзльсов, длительность которой пропорциональна периоду скольжения 2.

,Недостаток известного устройства состоит в том, что оно сложно: содержит два расширителя импульсов и две потенциальные схемы

совпадения.

Целью изобретения является упрощение устройства. Это достигается тем, что устройство контроля величины скольжения при синхронизации генератора переменного тока с сетью,

содержащее потенциально-импульсную схему совпадения, конденсаторный и резисторный входы которой подключены к формирователям прямоугольных импульсов напряжений сети и генератора, и реле времени, снабжено триггером, второй потенциально-импульсной схемой совпадения, инверторами, входы которых подключены к формирователям прямоугольных импульсов, а выходы к входам схемы совпадения, причем конденсаторные входы двух схем

совпадения связаны с одним инвертором, а

резисторные - с другим, выходы схем совпадения соединены с входами триггера, к каждому выходу которого подключено реле времени.

Такое выполнение устройства сокращает длину последовательной цепи, то есть повышает его конструктивную надежность. Кроме того, достигается высокая помехоустойчивость устройства, благодаря непрерывному переключению триггера.

На фиг. 1 представлена блок-схема предложенного устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы напряжений на выходах соответствующих блоков на фиг. 1.

Устройство содержит формирователи прямоугольных импульсов 1 и 2, на входы которых поданы соответственно напряжения сети и генератора. Выходы формирователей соединены соответственно с конденсаторным и резисторным входами потенциально-импульсной схемы совпадения 3 и через инверторы 4, 5 аналогичным образом - с другой такой же схемой совпадения 6. Диодные выходы обеих схем совпадения, пропускающие импульсы положительной полярности, включены на раздельные входы симметричного триггера 7. Прямой (а) и инверсный (в) выходы триггера 7 соединены соответственно с реле времени 8 и 9. Выходы реле 8 и 9 через логическую схему ИЛИ 10 соединены с каналом включения генератора.

Выявительным органом устройства является потенциально-импульсная ячейка, включенная по схеме совпадения, и триггер. При подаче на входы потенциально-импульсной схемы совпадения прямоугольных импульсов одинаковой амплитуды разной частоты на ее диодном выходе образуются остроугольные, дифференцированные импульсы положительной полярности только в те моменты времени, когда при наличии положительного потенциала на резисторном входе потенциал конденсаторного входа изменяется с отрицательного на положительный. Следовательно, при наличии скольжения контролируемых напряжений на выходе потенциально-импульсной схемы совпадения в течение полупериода скольжения будет проходить серия остроугольных импульсов (диаграммы 3 и 6).

Таким образом, принцип действия устройства состоит в фиксации начала и конца полупериода скольжения и пороговом контроле этого промежутка времени, обратно пропорционального разности частот.

Вследствие того, что на входы схемы совпадения 6 поданы инвертированные последовательности контролируемых прямоугольных импульсов, серия остроугольных импульсов на ее выходе сдвинута относительно серии остроугольных импульсов на выходе схемы совпадения 3. Триггер 7 переключается в соответствии с управляющими импульсами, поступающими на его раздельные входы от указанных схем совпадения. При этом из-за постоянного сдвига фаз управляющих серий импульсов 3 и 6 триггер, переключаясь чередующимися импульсами на раздельных входах, будет фиксироваться последним импульсом одной из серий, в одном из устойчивых состояний в течение промежутка времени tu, а сбрасываться- первым импульсом другой серии.

При длительность фиксированного состояния tu триггера, как это видно из диаграммы 7 - а, будет равна

t. +T,,

период скольжения;

период частоты сети,

Г1

|А/1

Af-/.-f.,

а при она будет равна

/ S I с

- 17Г

Для контроля порога скольжения полученная длительность и сравнивается с помощью

реле времени 8 и 9 с заданной выдержкой времени tb, определяющей уставку устройства по величине разности частот. При , то есть при разности частот, меньшей заданной, на выходе схемы ИЛИ 10 появляется сигнал «1.

Импульсы меньшей длительности, в том числе прямоугольные импульсы сети, на выход устройства не проходят. Учитывая постоянство частоты сети, можно компенсировать некоторую неточность измерения полупериода скольжения при разных знаках за счет уставки реле времени. Однако в этом нет практической необходимости, так как при самосинхронизации и точной синхронизации пороговые значения периода скольжения принимают равными

соответственно 1-2 сек и 4-5 сек, то есть

Г,Г, и/„«4 .

Устройство обладает помехоустойчивостью, которая обеспечивается тем, что триггер 7 работает не в режиме ожидания, а в режиме непрерывных принудительных переключений. Если период скольжения меньше заданного, то срабатывание триггера от импульсной помехи по одному из входов не приведет к появлению выходного сигнала устройства, так как на оба раздельных входа триггера каждую половину периода скольжения поступают управляющие серии импульсов, а длительность фиксированного состояния триггера контролируется реле времени. Кроме того, с целью повыщения помехоустойчивости самой потенциальноимпульсной ячейки к ее средней точке обычно подключают через резистор отрицательный полюс источника питания.

Формула изобретения

Устройство контроля величины скольжения

при синхронизации генератора переменного

тока с сетью, содержащее потенциально-импульсную схему совпадения, конденсаторный и резисторный входы которой подключены к формирователям прямоугольных импульсов напряжений сети и генератора, и реле времени, отличающееся тем, что, с целью его упрощения, оно снабжено триггером, второй потенциально-импульсной схемой совпадения, инверторами, входы которых подключены к формирователям прямоугольных импульсов, а выходы к входам схемы совпадения, причем конденсаторные входы двух схем совпадения

связаны с одним инвертором, а резисторные - с другим, выходы схем совпадения соединены с входами триггера, к каждому выходу которого подключено реле времени.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство № 330510, кл. Н 02J 3/40, 1970.

2.Авторское свидетельство № 450286, кл. Н 02J 3/40, 1973.

0) -f.yf Pi-z.2