SU1140204A1 - Импульсный синхронизатор - Google Patents

Abstract

ИМПУЛЬСНЫЙ СИНХРОНИЗАТОР, содержащий входной блок, состо 1Ц11й из двух формирователей импульсов посто нной длительности, передний фронт которых совпадает с началом положительного полупериода напр жени  с входами дл  подключени  на напр ,жени  одноименных фаз сети и синхронной маржны, и логической схемы И, входы которой подключены к выходам формирователей импульсов, схему ИЛИ, блок контрол  частоты, содержащий формирователь вспомогательных импульсов посто нной длительности и выходной блок, отличающийс   тем, что, с целью повышени  точности и быстродействи , синхрониза тор снабжен дополнительными входными блоками, общее число которых выбрано равным числу фазных и линейных напр жений, входы дополнительных входных блоков служат дл  подключени  на соответствующие одноименные фазные и линейные напр жени  сети ;И синхронной машины, выходы входных блоков соединены с входами схемы ИЛИ, в каждый входной блок дополнительно введены два формировател  импульсов , передний фронт которых совпадает с началом отрицательного полупериода , и схема И, входы которой соединены с выходами этих формирователей , в блок контрол  частоты дополнительно введен р -Триггер, W стробирувдийвход D -триггера подклюс чен к выходу форм1фовател  импульсов, передний фронт которого совпадает с началом отрицательного полупериода, информационный: вход Т) -триггера подключен к выходу формировател  вспомогательных импульсов посто нной длительности,, который подключен к о ю формирователю иютульсов, передний фронт которого совпадает с началом о положительного полупериода, входной 4 блок выполнен в виде схемы И, входы которой соединены с выходом D чтриггера ,и схемы ИЛИ.

Description

Изобретение относитс  к автоматическому управлению синхронными дви гател ми с быстродействующими (например , тиристорными) выключател ми и может быть использовано в устройствах синхронизации двигателей в трехфазной электрической сети. Известны устройства дл  автоматической синхронизации синхронных двигателей с электрической сис-гемой, которые основаны на преобразовании синхронизирующих напр жений в напр жение биений, а затем измерений амплитуды и частоты биений l и Щ Однако известные устройства характеризуютс  невысокой точностью вы влени  момента совпадени  фаз синхронизируемых напр жений, что сн жает качество переходного процесса при синхррнизации двигателей с системой- . НаиЬолее близким к предлагаемому  вл етс  устройство импульсной синхронизации синхронных генераторов , содержащее входной блок с двум  формировател ми импульсов посто  ной длительности, передний фронт которых совпадает с началом положительного полупериода каждого из нап р жений, включенными на напр жение генераторов и сети, выходы которых соединены с входами логической схемы И входного блока, блок включени  состо щий из блоков контрол  частоты генератора и сетц, каждый из которых содержит формирователь вспо могательных импульсов, промежуточную лог ическую схему ИЛИ, логически блок, выходную логическую схему ИЛИ в выходной цепи включени  генератор ного выключател  З . Недостаток известного устройства заключаетс  в том,что вы вление момента совпадени  фаз и частот нап р жений генератора и сети возможно на ограниченном интервале времени;, обусловленном длительностью импульсов формирователей входного блока. При стремлении к уменьшению погрешности работы устройства следует уме шать длительность этих импульсов,. что уменьшает возможность или зат гивает но времени процесс синхронизации . Целью изобретени   вл етс  повышение точности и быстродействи  импульсного синхронизатора. Поставленна  цель достигаетс  тем, что импульсный синхронизатор. 1 4 содержащий входной блок, состо щий из двух формирователей импульсов посто нной длительности, передний фронт которых,совпадает с началом положительного полупериода напр жени , с входами дл  подключени  на напр жени  одноименных фаз сети и синхронной машины, и логической схемы И, входы которой подключены к выходам формирователей импульсов, схему ИЛИ, блок контрол  частоты, содержащий формирователь вспомогателвных импульсов посто нной длительности и входной блок, снабжен дополнительными входными блоками, общее число которых выбрано равным числу фазных и линейных напр жений, входы дополнительных входных блоков служат дл  подключени  на соответствующие одноименные фазные и линейные напр жени  сети и синхронной машины , выходы входных блоков соединены с входами схемы ИЛИ, в каждьй блок дополнительно введены два формировател  импульсов, передний фронт которых совпадает с началом отрицательного полупериода, и схема И, входы которой соединены с выходами этих формирователей, в блок контрол  частоты дополнительно введен D-триггер, стробирующий вход D -триггера подключен к выходу формировател  импульсов, передний фронт которого совпадает с началом отрицательного полупериода, информационный вход D -триггера подключен к выходу формировател  вспомогательных импульсов посто нной длительности , который подключен к формирователю импульсов, передний фронт которого совпадает с началом положительного полупериода, входной блок выполнен в -виде схемы И,входы которой соединены с выходом D -триггера , и промежуточной схемы ИЛИ. На фиг. 1 изображена схема устройства применительно к синхронному двигателю на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы, иллюстрирующие его работу. Многоканальный импульсный синхронизатор (фиг. 1) состоит из нескольких , например из шести идентичных входных блоков 1-6, каждый из которых содержит формирователи импульсов 7-8, срабатьгеающие при переходе через ноль положительной полуволны напр жени , и формирователи импульсов 9 и 10, срабатывающие при 3 переходе через ноль отрицательной полуволны си1 хронизуемых напр жений логические схемы И 11 и 12, входы которых соединены с выходами соответствуюп (их формирователей, а выходы схем И всех входных блоков подключаютс  на входы промежуточной схемы ИЛИ 13, выход формировател  первого входного блока, срабатываю щего по отрицательной полуволне нап р жени  двигател  (Е), подключен к вспомогательному формирователю 14 блока контрол  частоты 15, выход этого формировател  соединен с информационным входом D -триггера 16 а стробируюп;ий вход D -триггера с выходом формировател , срабатываю щего по началу положительной полуволны Е, выход D -триггера 16 подключаетс  на один из входов схемы И 17, другой вход которой подключе к выходу промежуточной схемы ИЛИ. Устройство работает следующим образом. При переходе напр жений, подавае мых на входы блоков 1-6 через ноль формирователи 7-10 зтих блоков вырабатывают импульсы (фиг. 2 и фиг. При совпадении импульсов на входах хот  бы одной из схем И 11 и 12 входных блоков импульсы с выхода этой схемы через промежуточную схему ИЛИ 13 поступают на один из входов схемы И 17 в цепь включени  выключател  1Я. Если в этот момент на другой вход схемы И 17 поступает импульс с блока контрол  частоты 15, то на выходе схемы И 17 выдаетс импульс на включение выключател . Многоканальность устройства позвол  ет повысить быстродействие синхронизации , так как вы вление момента синхронизации напр жений двигател  и сети производитс  многократно за один период изменени  напр жени  сети (число таких вы влений опреде л етс  числом входных блоков),а так же точностью синхронизации за счёт уменьшени  длительности импульсов формирователей входных блоков (на фиг. . и 3 длительность импульсов равна 0,01 периода). В импульсном синхронизаторе неодинаковость частот синхронизируемых напр жений приводит к тому, чт импульсы с формирователей входного блока смещаютс  относительно друг друга щагами. Длина шага однока04 4 нального устройства определ етс  вы-ражением -ы р 5 где Tq - период одного из синхронизируемых напр жений, частота которого выще; S - скольжение одного синхронизируемого напр жени  относительно другого. При увеличении скольжени  длина шага увеличиваетс , поэтому при длительности импульсов формирователей меньшей длины шага возможно перескакивание импульсов о Это  вление иллюстрируетс  на Лиг. 2 на примере фазы А. Так, если в первом периоде импульс вырабатываетс  в начале отрицательной полуволны Ед, выход формировател  10 опережал соответствуюп;ий импульс U д (выход формировател  8), то в следующем периоде за счет того, что частота напр жени  Е меньше частоты напр жени U, этот импульс отстает (фиг. 2). При этом переход от опережени  к отставанию не сопровождаетс  совпадением импульсов по времени и, следовательно, срабатыванием устройства , хот  за этот промежуток времени имело место совпадение фаз синхронизируемьк напр жений. Описанное  вление снижает быстродействие синхронизатора. Повьш1ение быстродействи  устройства возможно за счет увеличени  длительности импульса. Однако , как известно, погрешность импульсного способа вы влени  совпадени  фаз, равна  длине импульса, снижает точность работы устройства синхронизатора. Предлагаемое устройство выполнено многоканальным. Многоканальность устройства обеспечиваетс  подключением его к фазным и линейным напр жени м синхронизируемых источников. Дл  многоканального устройства длина шага определ етс  выражением € -i г -(-5 где п - число импульсов в периоде. Увеличение числа импульсов приводит к уменьшению длины шага Согласно изобретению, в устройстве число импульсов в периоде прин то равным 12, что обеспечивает формирование штульсов в начале положительной и отрицательной полуволн всех фазных и линейных напр жений трехфазной системы (фиг, 2),

На фиг, 2 видно, что в данном случае совпадение импульсов на схемь И за заданное врем  синхронизации имело место в блоке 6,где происходит вы вление совпадени  фаз синхро низируемых источников по напр жению

ЕАС АсОтсутствие многоканальности в

устройстве не позволило бы вы вить за врем - Т совпадение фаз синхронизируемых напр жений. Таким образом по вление импульсов на выходе промежуточной схемы ИЛИ 13 в ситуации, изображенной на фиг„ 2jобеспечиваетс  шестым входным блоком, импульс на выходе этой схемы показан на . фиг. 2Ь.

По вление импульса на выходе промежуточной схемЬ ИЛИ определ ет условие (одного из двух) включени  выключател , второе условие св зано с блоком контрол  частоты.

Контроль частоты производитс  один раз в период следуюхцим образом

Вспомогательный формирователь 14 импульсов в начале отрицательного полупериода напр жени  Ед фор1дарует импульс посто нной длительности

(фиг, 3), поступающий на информационный вход D-триггера 16, на стрбирующий вход D-триггера поступает импульс с формировател  10.(фиг, 3) срабатывающего в начале положительного полупериода напр жени  Ед, Длительность импульса с формировател  14 выбрана такой, что при допустимой разности частот напр жени  ид и напр жени  Е { (фиг, 3) он своим задним фронтом перекрывает стробирующий импульс с формировател  10, что, с свою очередь, приводит к по влению логической единицы на выходе триггера 16 (фиг, 3), который соединен с выходом схем И 17 в цепи включени  выключател .

Таким образом, предложенный многоканальный импульсный синхронизатор обеспечивает быстродействие и высокую точность совпадени  фаз напр жени  сети и синхронизируемого двигател , при этом обеспечиваетс  высокое качество переходного процесса , а также исключаетс  возможность подачи сигнала включени  выключател  при величине скольжени  синхронизируемых напр жений больше допустимого . Кроме того, устройство обладает унификацией элементов, что расшир ет область применени  данного синхронизатора в устройствах противоаварийной автоматики.

1140204

ПА I/AC s УВА c %

в IE,

C AC

Claims (1)

1. ИМПУЛЬСНЫЙ СИНХРОНИЗАТОР, содержащий входной блок, состоящий из двух формирователей импульсов постоянной длительности, передний фронт которых совпадает с началом положительного полупериода напряжения с входами для подключения на напряжения одноименных фаз сети и синхронной машины, и логической схемы И, входы которой подключены к выходам формирователей импульсов, схему ИЛИ, блок контроля частоты, содержащий формирователь вспомогательных импульсов постоянной длительности и выходной блок, отличающий· с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, синхрониза тор снабжен дополнительными входными блоками, общее число которых выбрано равным числу фазных и линейных напряжений, входы дополнительных входных блоков служат для подключения на соответствующие одноименные фазные и линейные напряжения сети и синхронной машины, выходы входных . блоков соединены с входами схемы ИЛИ, в каждый входной блок дополнительно введены два формирователя импульсов, передний фронт которых совпадает с началом отрицательного полупериода, и схема И, входы которой соединены с выходами этих формиро- _Λ вателей, в блок контроля частоты дополнительно введен D -^триггер, стробирующийвход D -триггера подключен к выходу формирователя импульсов, передний Фронт которого совпадает с началом отрицательного полупериода, информационный вход Ό -триггера подключен к выходу формирователя вспомогательных импульсов постоянной длительности,, который подключен к формирователю импульсов, передний фронт которого совпадает с началом положительного полупериода, входной блок выполнен в виде схемы И, входы которой соединены с выходом!) -•триггера, и схемы ИЛИ.

   SU .,,,1140204