Устройство для стабилизации частоты автономного источника питания

Союз Советских Социалистических Республик(ц,7397 ОЗ К АВТОРСКОМ 1) Дополнительное 2) Заявлено 2911,7 авт, свид-ву (21) 2549696/24-07 Кл.2 Р 9/4 с присоединением заявки Йо(23) Приоритет осударственныи СССР по делам изобре и отнрытиДата опубликова описан 2) Авторыизобретения икунчик, В.А, Белоновский и В,А. Тихомиро Г 1) Заявите ТАБИЛИЗАПИИ ЧАСТОТСТОЧНИКА ПИТАНИЯ РОЙСТВО ДЛ АВТОНОМНОГ 5 20 иИзобретение относится к преобра=зовательной технике и представляетсобой устройство для стабилизациичастоты, предназначенное для авто- .номных источников питания с повышенными требованиями к качествуэлектроэнергии,Известна автономная система сприводом переменной скорости, со- .держащая высокочастотный генератор,который вращается от привода переменной частоты вращения. К генератору подключается статический преобразователь частоты (СПЧ), Формавыходного напряжения СПЧ не обеспе-.чивает требований к качеству элект-,рической энергии, поэтому к выходуСПЧ подключен электромашинныйФильтр: асинхронный двигатель(АД), на валу которого находится генератор стабильной частоты и напряжения с малым коэффициентом нелинейных искажений,Изменение частоты вращения генератора стабильной частоты при неизменной частоте и величине напряжения Ка выходе СПЧ определяется велчиной скольжения АД при изменениинагрузки. Для стабилизации частоты вращения необходимо соответствующимобразом изменять частоту и напряжение на выходе СПЧДля поддержания частоты вращениягенератора с требуемой точностью ксистеме подключают цифровые регуляторы частоты,.Известны цифровые частотные регуляторы частоты вращения,построенные на основе отсчета числаимпульсов в единицу времени и сравнения полученного в результате отсчетачисла импульсов в единицу временис заданным 1). Разность в. цифровом виде является величиной пропорциональной ошибке системы авуомати,ческого регулирования, Чиспо, характеризующее разность частот записывается в устройство памяти, где хранится до следующего сравнения. Записанное в устройстве памяти числапреобразуется в аналоговый сигнал,воздействующий через усилительноезвено на объект регулированияпривод. В этом случае требуется время измерения, в течение которого регулятор не реагирует на изменениескорости (мертвое время). Это сни-.жает динамические свойства регулятора.739703 Автономный источник питания состоит из генератора 1 с приводом переменной скорости, статического преобразователя 2 частоты, на выходе 20 которого установлен электромашинный Известно также устройство длястабилизации частоты автономного истрчника питания, построенное на основе непрерывного счета разностичисла импульсов от стабильного источника частоты и числа импульсовот датчика частоты вращения (2,Это устройство содержит синхронизирующий блок на входе, реверсивныйсчетчик, генератор эталонной частоты, выход которого подключен к первому входу управляемого делителячастоты, к второму входу которогбподключен задающий блок,Органом сравнения в таком регуля-.торе является реверсивный счетчик,на один вход которого подаются импульсы от датчика частоты вращения,на другой - импульсы спорной частоты. Опорная частота вырабатываетсягенератором эталонной частбты и по"ступает на вход управляемого делителя частоты, С помощью задающего устройства коэффициент деления управляемого делителя частоты устанавливается таким, чтобы частота на еговыходе была пропорциональна заданнбйчастоте вращения, привода, Разностьзаданной и действительной частотзафиксированная реверсивным счетчиком, поступает в цифровом виде навход преобразоваТеля код-аналог, азатем через усилительное звено наобъект регулирования, Разность частот в реверсивном счетчике манжетбыть выражена только целым числомимпульсов, Поэтому при разности частот в 1 Гц разность. записанная вреверсивном счетчике, будет изменяться на 1 единицу в 1 с,Дпя увеличения быстродействиятребуется"применение высокочастотныхдатчиков частоты вращения, что приводит к снижению надежности и увеличению стоимости оборудования,Бель изобретения - улучшение динамических характеристик устройства,Этб достигается тем, что устройство для стабилизации частоты автономного иСточника питания состоя 1 цего из высокочастотного генераторас приводом переменной скорости,преобразователя частоты на выходе генератора и злектромашинного фильтра,содержащее синхрониэирующий блок навходе, ререрсивный счетчик, генера" тор эталонной частоты, выход которого подключенк первому входу управляемого делителя частоты, к второмувходу которого подключен задающийблок,сйабжено задатчиком эталоннойдлительности, задатчиком допустимо.го отклонения частоты, блоком задержки и блоком сравнения, При этомвыходы синхронизирующего блока подключены на вход задатчика эталонной"длительности и на вход задатчикадопустимого отклонения частоты,. Надругие входы этих блоков подключен 25 30 50 55 Ьо 65 4.выход генератора эталонной частоты,Выходы задатчика эталонной длительности и эадатчика допустимого отклонения частоты подключены на входыблока сравнения, Выход блока сравнения подключен к реверсивному счетчику и входу блока задержкиВыходблока задержки включен на вход блока сравнения, а выход реверсивногосчетчика - на вход управляемого делителя частоты, выход которого служит для подключения к управляющемучастотой входу преобразователя частоты,На чертеже приведена схема авто,номного источника питания с устройством для стабилизации частоты,.Фильтр, состоящий из асинхронного двигателя 3 и генератора 4 стабильной частоты,Устройство для стабилизации частоты содержит блок 5 синхронизациидля преобразования синусоидальногонапряжения генератора 4 в импульсное напряжение малой длительностипо переходу через ноль положительной и отрицательной полуволн синусоидального напряжения. С выходаблока 5 импульсы, соответствующиепереходу через ноль положительнойполуволны напряжения, поступают на .вход задатчика б эталонной длитель-ности, Задатчик эталонной длительности определяет частоту стабилиза-.ции, С выхода генератора 1 импульсы,соответствующие переходу через нольотрицательной полуволны напряжения,поступают на вход эадатчика 7 допустимого отклонения частоты, Длительность импульса с выхода задатчика 7 определяется заданной точностью поддержания частоты генератора 4. Сигналы с выхода задатчиков б и 7 поступают на блок 8 сравнения.устройстно для стабилизации частоты содержит также блок 9 задержки,реверсивный счетчик. 10, управляемыйделитель 11 частоты, задающий блок12, генератор 13 эталонной частоты. В зависимости от результата сравнения с выхода блока 8 поступает импульс на шину сгажения или на шину вычитания, реверсивного счетчика 10, Сигнал с реверсивного счетчика 10 измейяет соответствующим образом коэффициент деления управляемого делителя 11 частоты, Так как изменение частоты генератора 4 определяется изменением скольжения асинхронного двигателя 3 и не превышает 10, то задающим блоком 12. обеспечивается коэффициент деления, соответствующий работе генератора на холостом ходу, при этом реверсивныйи частота вращения генератора 4 на 1ходится в требуемом диапазоне.,Предложенное устройство отличается большей надежностью и высокимбыстродействием, Если известное 2) 5 устройство отрабатывает отклонениев 1 Гц за 1 с, то предложенное"тоже отклонение отрабатывает за10 мс. Формула изобретения тик устройства, оно снабжено эадатчи-ком эталонной длительности, задат-.чиком допустимого отклонения частоЗО ты,. блоком задержки и блоком сравнения, причем выходы синхронизирующего блока подключены на вход задатчика эталонной длительности и на входзадатчика допустимого отклонения35 частоты, на другие входы которыхподключен выход генератора эталонной частоты, выходы задатчика эталонной длительности и задатчика допустимого отклонения частоты подключено ны на входы блока сравнения, выходкоторого подключен к реверсивномусчетчику и входу блока задержки,выход блока задержки включен,на входблока бравнения, выход реверсивногосчетчикана вход управляемого де-лителя частоты, выход которбго слу жит для подключенияк управляющемучастотой входу преобразователя частоты.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Богорад Г,З Киблицкий ВВ,Цифровые регуляторы и измерители скорости, М"Энергияф," 1966, с, 86,2. Богорад Г,З., Киблицкий В,В,Цифровые регуляторы и измерители скорости, МфЭнергия," 1966, с. 96. счетчик 10 находится в состоянии нулевого счета, Генератор 13 эталоннойчастоты подключен. к управляемому делителю 11 частоты, задатчику б эталонной длительности и задатчику 7допустимого отклонения частоты, Припрохождении импульса с выхода блокасравнения по шине сложений или шиневычитания запускается блок 9 задержки, который запрещает прохождениеимпульсов с блока 8 сравнения до щтех пор, пока не будет отработансистемой прошедший импульс,Работает устройство стабилизации следующим образом,При снижении частоты вращениягенератора 4 спад импульса задатчика эталонной длительности приходитпосле прохождения импульса с задатчика 7, и с выхода блока сравненияна шину сложения поступает импульс.Этот импульс поступает на реверсивный счетчик 10 и блок 9 задержки,Реверсивный счетчик увеличивает свойсодержание на единицу, КоэфФициентделения управляемого делителя час.тоты уменьшается, и выходная частота его, поступающая на СПЧ, увеличи-вается. Частота вращения генератора4 увеличивается. При поступлении импульса на блок 9 задержки вводитсявременной запрет на прохождение импульсов с блока 8 сравнения. Йосле.отработки системой прошедшего на реверсивный счетчик 10 импульса запрет снимается, При преэышении частоты вращения генератора 4 заданныйспад импульса задатчика 6 эталоннойдлительности приходит раньше импульса с задатчика 7, и с выхода блока8 сравнения поступает импульс, Этот.импульс поступает на шину вычитанияреверсивного счетчика 10 и блока9 задержки. Реверсивный счетчикуменьшает свое содержание на единицу. Коэффициент деления управляемогоделителя частоты увеличивается, иего выходная частота, поступающая наСВЧ, уменьшается, Частота вращениягенератора 4 уменьщается. Блок 9задержки работает аналогично отработке уменьшения частоты, Еслиспад импульса задатчика б эталонной длительности приходит в момент, совпадающий с наличием импульса на выходе задатчика 7, то на выходе блока8 сравнения импульсы отсутствуют,Выходная частота управляемого делителя 11 частоты при этом не меняется,устройство для стабилизации час.- тоты автономного источника питания, состоящего из высокочастотного, генератора с приводом переменной скорости, преобразователя частоты на выходе генератора и электромашинного фильтра, содержащее синхронизирующий блок на входе, реверсивныйсчетчик, генератор эталонной частоты, выход которого подключен к первомувходу управляемого делителя частоты, к второму входукоторого подключен задающий блок, а т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения динамических характерис739703 Составитель К, ФотиРедактор Т. Загребельная Техред И,Петко рректор Е, Па Подписное 4 лиал ППП Патент,ф, г. Ужгород, ул. Проектная,4 аэ 2955/49ПНИИПИ Государпо делам иэо113035, Москва Тираж 783 венного комитета СССетений и открытийЖ, Раушская наб