Устройство для сравнения фаз

) (И) 82254 А 1 02 Н 3/3 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ли сравниваемых в бразуют синусоидал величины в двойнь емые на 3-триггер вляет элементом чин ва пр ые вхо сигналы, по 4, который2-2 ИИЛИ Ь,фармиСигнал вниает иад СС9,Р83 тывля 7елитеде- мен 7Э,мирую и выч ля 6,ВНЕНИЯ ФАЗ РОИСТВО ДЛЯ СР бретение относ(54) УС (57) Из тротехн ится к элеки к релейной ия . - повышефаз путем ис при изменения лов, Фармиролите ке, в частнос Цель изобрете г элеЙ а ока ащите, ие тач лючени сти сравнени ия8 сигнал насти ог та сиг асто вх ОСУДАРСТВЕНННЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРНТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ. Гатенадзе088.8)идетельство С2 Н 338, 197етельства ССС02 Н 3/38, 19 ующим сигнал нулевого ур на выходе элемента 5 ср с продолжительностью пол сигнала на входе формиро ри помощи делителей част 8 и реверсивных счетчик Счетчик 13 подключен с щим входом к выходу делит итающим входом к выходу а счетчик 14 - к выходам ей б и 8. Для вьщеления м нчания счета преднаэначе 2 И 9, формирующий единичн Если на входах разреше делителей частоты б, 7 и1282254 появляются сигналы единичного уровня, этот сигнал, поступая на тактовые входы триггеров 11 и 12, фиксирует в них состояние старших разрядов счетчиков 13 и 14 и через интервал времени, определяемый элементомзадержки 10, устанавливает в исходное состояние счетчики 13 и 14. Приувеличении (уменьшении) частоты сравниваемых сигналов уменьшается (уве Изобретение относится к электротехнике и может применяться в цифровых комплексах релейной защиты и автоматики энергосистем, в которых установки измерительных органов автоматически изменяются при изменении режима работы энергосистемы или задаются оператором с пульта .ЭВМ. Целью изобретения является повышение точности сравнения фаз путем исключения погрешности при изменении частоты входных сигналов.На чертеже изображена функциональная схема устройства.15Устройство содержит два формирователя 1 и 2 сравниваемых величин, инвертор 3, подключенный входом к выходу формирователя 1 сравниваемых величин, к которому подключен также информационный вход первого Р-триггера 4, к тактовому входу которого подключен выход второго формирователя 2 сравниваемых величин, подключенный также к двум входам элемента 2-2-2 И-ЗИЛИ 5, к двум другим входам которого подключен выход инвертора 3, а к двум другим входам подключен выход 0-триггера 4, первый 6, второй 7 и третий 8 программируемые дели. тели частоты, элемент 2 И 9, к выходу которого подключены входы элемента 10 задержки, а также тактовые входы второго 11 и третьего 12 Э-триггеров, к информационным входам которых подключены выходы старших разрядов соответственно первого 13 и второго 14 реверсивных счетчиков с предустановкой, второй элемент 2 И 15, подключенный входами к выходам Р-триггеров 11 и 12 и генератор 16 лнчивается) продолжительность интервала нулевого уровня сигнала на выходе элемента 5, разрешающего счетделителей частоты 7, 8 и 6, Такимобразом, изменение частоты сравниваемых сигналов за счет пропорциональности их уменьшения (увеличения)не изменяет их соотношения, следовательно, не приводит к ложному срабатыванию. 1 ил. 2импульсов, подключенный выходом к тактовым входам первого 6, второго и третьего 8 программируемых делителей частоты, к информационному входу первого из которых подключен выход инвертора 4, а к информационным входам второго и третьего программируемых делителей частоты подключен выход элемента 2-2-2 И-ЗИПИ 5, подключенный также к,цругому входу элемента 2 И 9, а выход первого программируемого делителя 6 частоты подключен к вычитающему входу первого 13 и суммирующему входу второго 14 реверсивных счетчиков, выходы второго 7 и третьего 8 программируемых делителей частоты подключены соответственно к суммирующему входу первого и вычитающему входу второго реверсивных счетчиков, входы старших разрядов предустановки которых подключены к источникам сигналов единичного уровня, а входы остальных разрядов предустановки подключены к источникам сигналов нулевого уровня,Устройство работает следующим образом.Формирователи сравниваемых величин 1 и 2 преобразуют синусоидальные входные величины в двоичные сигналы, подаваемые на информационный и тактовый входы 0-триггера 4, на выходе которого формируется единичный сигнал, если в момент поступления на его тактовый вход переднего фронта импульса с выхода формирователя 2 на его информационном входе уже имеетсяединичный сигнал с выхода формирователя 1, Это соответствует углу сдвига фаз д между1282254 55 Сравниваемыми сигналами, удовлетворяющему условию 0 - (1180 , При уголе сдвига фаз 180р360 в моментпоступления переднего фронта импульса на тактовый вход 1 на информационIном входе будет сигнал нулевогоуровня и Р-триггер 4 установится внулевое состояние. Р-триггер 4 управляет элементом 2-2-2 И-ЗИЛИ 5,который формирует сигнал нулевогоуровня, по продолжительности равный времени между передними фронтами импульсов с выходов формирователей 1 и 2, т.е, сигнал, продолжительность которого пропорциональнКуглу сдвига фаз. Сформированный таким образом сигнал на выходе элемента 5 сравнивается с продолжительностью полупериода сигнала на входеформирователя 1 при помощи делителей6 - 8 частоты и реверсивных счетчиков 13 и 14. Для задания зоны срабатывания устройства на входы установки коэффициентов деления делителей 6 - 8 частоты подаются в двоичном виде числа аа , Ь соответственно. Причем число с выбираетсяисходя из требуемой разрядности ппредставления граничных углов цизоны срабатывания по формулеаС = 2 , а числа а и Ь, определяа оются из соотношений д= - 180 иЬ ои Юс = р 180 округлением до ближайшего целого значения. При частоте сравниваемых сигналовпродолжительность их полупериода будет.1Тогда при частоте импульсов2 с2 ц генератора 16 с выхода делителя6 частоты за период сравниваемых сиг- г налов поступит И = - импуль- с сов. При сдвиге фаз сравниваемых сигналовпродолжительность интервала нулевого уровня на выходе эле 1 чмента 5 будет -- ф - -. Тогда с вы 2 йс 180хода делителей 7 и 8 частоты за период сравниваемых сигналов постуГ 1 пит соответственно М =-в -р27, 180,1 Чи М = -"- -- : -- , т,е. попаданииЬ Ь 2 ЕС 180угла сдвига фаз ц в задаваемый уставкамииц интервал, будет вы:полняться условие Ид з Ис т Иа. Проверка выполнения этого условия осуществляется реверсивными счетчиками 13 и 14 причем счетчик 13 предназначен для проверки условия И ъ И а счетчик 14 - условия МХ,Обассчетчика предварительно устанавливаются в исходное состояние с единицей в старцем разряде и нулями в остальных. Если за время счета число импульсов, поступающих на суммирующий вход, равно или больше числа импульсов, поступающих на вычитающий вход, то состояние старшего разряда остается единичным. В противном случае, после окончания счета старший разряд будет иметь нулевое состояние.Таким образом, счетчик 13, подключенный суммирующим входом к выходу делителя 7 и вычитающим входом к выходу делителя 6, будет к моменту окончания счета иметь единицу в стар шем разряде, если ( сц, а счетчик 14, связанный суммирующим входом с выходом делителя 6 и вычитающим входом с выходом делителя 8, будет иметь единицу в старшем разрядеесли Ы,щ. Для выделения момента окончания счета предназначен элемент 2 И 9, который формирует на своем выходе единичный сигнал в случае, если на входах разрешения счета делителей частоты 6, 7 и 8 появляются сигналы единичного уровня, прекращающие, счет . Единичный сигнал с выхода элемента 2 И, 9, поступая на тактовые входы П-триггера 11 и 12, фиксирует в них состояние старших разрядов счетчиков 13 и 14 и через интервал времени, определяемый элементом 10 задержки, устанавливает в исходное состояние счетчики 13 и 14.Следовательно, П-триггеры 11 и 12 устанавливаются в единичные состояния если выполняется условие Ц ;(Выходные сигналы 0-тригге 5 10 15 го г 5 30 35 40 45 ров 11 и 12 объединяются по функции 2 И элементом 15, таким образом, при ЧаЮаЮт,е. при нахождении уг 50 ла сдвига фаз в зоне срабатывания,на выходе элемента 2 И 15 формируется единичный сигнал.При увеличении (уменьшении) частоты сравниваемых сигналов уменьшается (увеличивается) продолжительность интервала нулевого уровня сигнала на выходе элемента 5, разрешающего счет делителей частоты 7 и 8, следовательно, число импульсов Мц, подаваемых1282254 Формула изобретения Составитель Т, ЩегольковаРедактор С. Патрушева Техред Л.Кравчук Корректор С. Шекмар Заказ 7280/54 Тираж 619ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 45 Подписное Цроизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 с выхода делителя 7 частоты на суммирующий вход счетчика 13 и числоимпульсов И, подаваемых с выходаделителя 8 частоты на вычитающийвход счетчика 14, Вместе с уменьшением (увеличением) интервала нулевого уровня с выхода элемента 5 будетпропорционально уменьшаться (увеличиваться) продолжительность интервала нулевого уровня сигнала на выходе инвертора 3, разрешающего счетделителя 6 частоты, следовательно,число импульсов И подаваемых свыхода делителя 6 частоты на вычитающий вход счетчика 13 и суммирующий 15вход счетчика 14. Таким образом, изменение частоты сравниваемых сигналов хотй и приводит к изменению чисел И , Мь, М , но за счет пропорциональности их уменьшения (увеличения) не изменяет их соотношенияв неравенстве ЮИъ И, следовательно, не прйводит к ложному срабатыванию предлагаемого устройства.Этим обеспечивается повышение точности сравнения фаз при изменяющейся частоте сравниваемых сигналов. 30Устройство для сравнения фаз, содержащее два формирователя сравниваемых величин, выход первого из которых подключен ко входу инвертора,генератор импульсов, элемент задержки, три триггера и элемент 2 И, выход которого является выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности сравнения фаз путем исключения погрешности при 40 изменении частоты входных сигналов, дополнительно введены элемент 2-2- -2 И-ЗИЛИ, три программируемых делителя частоты, элемент 2 И и два реверсивных счетчика с предустановкой, 45 а упомянутые триггеры выполнены в виде Э-триггеров, при этом выход первого формирователя сравниваемых величин подключен также к информационному входу первого П-триггера, ктактовому входу которого подключенвыход второго формирователя сравниваемых величин, подключенный такжек двум соответствующим входам элемента 2-2-2 И-ЗИЛИ, к двум другим входамкоторого подключен выход инвертора,а к третьим двум входам подключен Рыход первого П-триггера, выход инвертора подключен к одному из входоввновь введенного элемента 2 И, а также к разрешающему входу первого программируемого делителя частоты, ктактовому входу которого подключенвыход генератора импульсов, подключенный также к тактовым входам второго и третьего программируемых делителей частоты, к информационнымвходам которых, а также к другомувходу вновь введенного элемента 2 Иподключен выход элемента 2-2-2 И-ЗИЛИ,а выход первого программируемогоделителя частоты подключен к вычитающему входу первого и суммирующему входу второго реверсивного счетчиков, выходы второго и третьегопрограммируемых делителей частотыподключены соответственно к суммирующему входу первого и вычитающему входу второго реверсивных счетчиков, входы старших разрядов предустановки которых подключены к источникам сигналов единичного уровня,а входы остальных разрядов предустановки подключены к источникам сигналов нулевого уровня, входы разрешения записи реверсивцых счетчиковподключены через элемент задержкик выходу вновь введенного элемента2 И, который подключен также к тактовым входам второго и третьего Р-триггеров, к информационным входам которых подключены выходы старших разрядов соответственно первого и второгореверсивных счетчиков, а выходы второго и третьего 0-триггеров подключены к входам элемента 2 И.