Автоматический синхронизатор с постоянным временем опережения Советский патент 1981 года по МПК H02J3/42 

1

Предлагаемый автоматический синхронизатор относится к области техНИКИ включения синхронных генераторов на параллельную работу и может быть использован при синхронизации генераторов переменного тока, входящих в состав передвижных электроагрегатов и электростанций.

В основном авт. св. № 777772 спи-, сан автоматический синхронизатор с постоянным временем опережения, содержащий формирователи прямоугольных импульсов, включенные на входы фазового компаратора, два счетчика импульсов, схему сравнения, фазовый RS-тригг.ер и две логические схемы И, включенные на прямой и инверсный выходы триггера. Вторые входы логических схем присоединены к одному из формирователей прямоугольных импульсов. Входы R9-триггера подключены к фазовому компаратору, причем выходы логических схем И присоединены к счетным входам счетчиков импульсов выходы которых включены к входам схемы сравнения 1.

Однако это устройство обладает высокой точностью и нсщежностью включения на параллельную работу генераторов переменного тока только в случае неизменной разности частот синхронизируемых напряжений. Изменение разности частот в течение периода биений приводит к тому, что длительности первой и второй половины периода биений становятся неодинаковыми. При этом в определение момента включения автомата генератора вносится ошибка, величина которой равна разности между первой и второй половинами периода биений.

В результате при изменении разности частот снижается точность и надежность правильного включения генераторов переменного тока ча параллельную работу.

Целью изобретения является повышение точности и надежности включения генераторов на параллельную работу путем учета изменения разности частот при определении момента включения автомата ipeHepaTOpa с заданным временем опережения.

Цель достигается тем, что в автоматический синхронизатор с постоянным временем опережения 1 введены схема начальной установки и реверсивный счетчик импульсов, а в качестве одного из счетчиков импульсов использован счетчик с входами для параллельной синхронной записи информации, которые соединены с выхода ми реверсивного счетчика импульсов, причем вход прямого счета реверсивного счетчика импульсов подсоединен к входу счетчика импульсов, имеющего входы параллельной синхронной записи а вход обратного счета - к входу ДРУГОГО счетчика импульсов, при этом вход начсшьной установки реверсивног счетчика импульсов соединен с выходо схемы начальной установки, вход кото рой подключен к одному из выходов фазового RS-триггера. , 1 представлена структурная схема автоматического синхронизатора с постоянным временем опережения; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие, принцип его работы Устройство содержит формирователи прямоугольных импульсов 1 и 2, фазовый компаратор 3, фазовый R9-триггер 4, две логические схемы И 5 и б счетчик импульсов 7, второй счетчик импульсов 8 со входами параллельной синхронной записи D, . .. Dy,, схему сравнения 9, реверсивный счетчик импульсов 10, имеющий ВХОДЫ прямого счета , обратного счета -i и начальной установки НУ, схему 11 начальной установки. Формирователи, импульсов 1 и 2 обеспечивают преобразование синусоидальных напряжений U и 0 одноименных фаз . синхронизируемых объектов в прямоугольные импульсы. Сформированные импульсы подаются на вход фазового компаратора 3, который по одному выдает импульс в момент совпадения фаз напряжений и и Uj. синхронизируемых генераторов, а по другому в момент, когда 0 и и. находятся в противофазе. , Сигналы фазы и противофазн подаются на установочные входы фазового Я9 триггера 4, R9-триггер 4 находится в- единичном состоянии при нарастании разности фаз ДЧ.{см.фиг.2 от О до 180, т.е. в течение первой половины периода биений и в нулевом при уменьшении ДЧ от 180 до О , т.е в течение второй половины периода биений. Логические схемы 5 и б, управляемые R5 - триггером 4, пропускают прямоугольные импульсы с формирователя 1 соответственно в течение первой половины периода биений - на счетный вход счетчика 7 и вход -1 счетчика 10, а в течение второй половины периода биений, на счетный вход счетчика 8 и вход счетчика 10 Схема 11 начальной установки перезаписывает состояния счетчика 10 в счетчик В в момент противофазы 1) и Ui , одновременно формирует сигнал начальной установки счетчика 10. Формирователь 1 использован как источник тактовой частоты для определения момента с заданным временем опережения-fepf r yntj, где 1и - период следования тактовых импульсов, -YJколичество импульсов, необходимое для отсчета нужного t (см.фиг.2) и для определения длительностей п6лупериодов биений т rt,, Т . nt,, где Tj, ; т. - длительности последовательных полупериодов биений, а Е и п - количество тактовых импульсов за эти полупериоды. Тогда изменение длительности полупериода UT Т4, - Т (n-E)tH. Так как за счет инерционности изменения частоты генератора переменного тока величина ДТ на коротком промежутке времени практически неизменна, то ожидаемая длительность последующего после полупериода биений составляет величину Т + йТ п + + {п- ) tp,. При этом для точного включения на параллельную работу автомат генератора необходимо включить после момента противофазы через время Т + ДТ - ton/ т.е. от момента противофазы необходимо отсчитать п + (п- 6 )-т п (n-e ) тактовых имп.ульсов. Указанные действия достигаются тем, что.счетчик 7 отсчитывает число тактовых импульсов У) за полупериод Ti, имея нулевое исходное состояние в момент совпадения фаз 0 и Оу , а счетчик 8 отсчитывает число тактовых импульсов в последующий после Т{, полупериод, имея в- исходнол, состоянии в момент противофазы код, с оответствующий :величине m-(n-8 ). Этот код в момент противофазы перезаписывается в счетчик 8 из счетчика 10,который определяет эту величину в течение полупериодов Т,. и Т. Для этого в момент противофазы (начало периода Т .) счётчик 10 устанавливается схемой 11 в исходное состояние, соответствующее величине т. В течение полупериода (от противофазы до совпадения фаз) на вход Ч-1 счетчика 10 поступают счетные импульс} 1 и-К концу полупериод T-t.- (началу Т) он имеет состояние, соответствующее величине га + 6. В течение полупериода Т (от совпадения фаз до противофйзы) счетные импульсы поступают на вход обратного счета счетчика 10 к концу полупериода Т счетчик 10 имеет состояние, соответствующее величине го + Е -п т-(п-Й), после чего этот код в момент противофазы перезаписывается в счетчик 8, а счетчик 10 устанавливается в исходное состояние, соответствующее величине т, начиная новый цикл определения ЬТ. Таким образом, к моменту совпадения состояний счетчиков 7 и 8 счетчик 8, считающий от момента противофазы до совпадения фази имеющий в исходном состоянии- код, соответствующий величине m-(п-С), достигает (n-) тактовых импульсов, т.е. момент совпадения состояний счетчиков 7 и В, определяемой схемой сравнения 9, соответствует заданному времени опережения.

Схема сравнения 9 формирует сигнал на включение автомата генератора в момент совпадения состояний счетчиков 7 и 8 только во второй половине периода биений и только при допустимых скольжениях, т.е. при допустимой длительности периода биений. При этом длительность периода биений определяется схемой сравнения 9 по количеству счетных импульсов, отсчитанных счетчиком 7 за первую половин .периода биений.

Предлагаемое устройство позволяет точно и нгадежно синхронизировать передвижные источники электропитания как при постоянной разности частот, так и применяющейся разности частот синхронизируемых напряжений. Формула изобретения -Автоматический синхронизатор с постоянным временем опережения по

авт. св. № 777772, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и Нсщежкости включения генераторов на паргшлельную работу, он снабжен реверсивным счетчиком импульсов и схемой для начсшьной установки, а в качестве V одного из счетчиков импульсов использован счетчик с входои«и для параллельной синхронной записи информации, которые соединены с выходси« и реверсивного счетчика импульсов, причем вход прямого счета реверсивного счетчика импульсов подсоединен к входу счетчика импульсов, имеющего входы параллельной синхронной записи, а вход обратного счета - к входу другого счетчика импульсов, при этом вход начальной установки реверсивного счетчика импульсов соединен с выходом схемы начальной установки, вход которой подключен к одному из выходов фазового R5 -триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 777772, кл. Н 02 ЗГ 3/42, 1979.

ек/ /7-/ ffi-fn-i -ff т

3bt/ I