Устройство для формирования синхронизирующего сигнала

о ц 945952 ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СонетскинСоциалнстическикРеспублик(51)М. Кд. Н 03 К 1/17 фЬеуллрстеанньй квинтет СССР но делен нзебретеннй н отнрытнй(51 т) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СИНХРОНИЗИРУЮЩЕГОСИГНАЛА 1Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системе управления электровозами переменного тока.Известно синхронизирующее устрой- ство, предназначенное для синхрони.зации работы оборудования с,питающей сетью, включающее синхронный двигатель, работающий в режиме однофазного синхронного компенсатора и гасящий искажение участка кривой напряжения питающей сети за счет собственной инерционности 1,Недостатком этого устройства является наличие вращающихся и трущихся частей, низкие энергетические показатели, ненадежность, вибрация,. шум, высокая стоимость.Наиболее, близким по технической сущности является устройство синхронизации тиристорного преобразователя, содержащее трансформатор, вторичнаяобмотка которого соединена с входом фильтра, выход которого соединен свыходным формирователем 21.Недостаток этого устройства состоит в том, что оно не обладает дб"статочно высокой помехоустойчивостЬю.В случае потери контакта пантографвс контактным проводом на несколькополупериодов питающей сети на выходевыходного формирователя наблюдаетслпереходный процесс, Нормальная работаустройства синхронизации при этоМнарушается, что приводит к сбоям всистеме управления электровозом. Привосстановлении контакта. узел формирования выходного сигнала также выходит на рабочий режим весьма длительное время. Это связано с процессамиперезаряда конденсаторов фильтра вы"соких частот.2 о Цель изобретения - повышение по- .мехоустойчивости устройства.Поставленная цель достигается тем,что в устройство для формированиясинхронизирующего сигнала, содержа 9459щее трансформатор, фильтр и выходнойФормирователь, вход которого соединен с выходом фильтра, введены датчикконтакта, коммутатор и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с одним из,входов фильтра, другойвход которого подключен через коммутатор к вторичной обмотке трансформа",тора, первичная обмотка которого через датчик контакта соединена с управ-,10ляющим входом коммутатора,На Фиг. 1 приведена структурнаясхема устройства для формированиясинхронизирующего сигнала; на фиг.2 -временные диаграммы, поясняющие его 15работу.Устройство содержит трансформатор1, датчик контакта 2, коммутатор 3,Фильтр 4, включающий резистор 5, кон денсаторы б, коммутатор 14, выходнай Формирователь 15, генератор 16тактовых импульсов, пантограф 17 иконтактный провод 18.Устройство работает следующим образом. 35При наличии контакта пантографа 17с проводом 18 во вторичной обмоткетрансформатора 1 индуцируется ЭДС.На вход фильтра 4 через коммутатор 3подается напряжение, форма которогоповторяет форму напряжения пи 0 ающейсети. Фильтр 4 обеспечивает Фильтрацию высокочастотных гармоник, обусловленных переходными процессами вконтактном проводе, Следует отметить,что использование в качестве фильтракоммутируемых Фильтров позволяетна частотах Г = 50 Гц обеспечить коэффициент прямоугольности амплитудночастотной характеристики, близкийк единице. Под действием генератора16 тактовых импульсов конденсаторы6-13 фильтра 4 подключаются к общейшине на строго определенное время поочередно слева направо. Если частотакоммутации равна частоте входного напряжения 50 Гц, то каждый из конденсаторов 6- 13 Фильтра 4 запоминает мгновенное значение первой гармоники 01, ,1 питающей сети (фиг. 2 а)50в момент коммутации, В результате навыходе Фильтра 4 наблюдается аппроксимированное ступенчатой функциейсинусоидальное напряжение первой гармоники. Количество ступенек и их высота зависит от количества конденсатора 6- 13 в фильтре 4. При необходимости шумы квантования могут бытьуменьшены до весьма малых уровней,52 фДля этого следует увеличить числоконденсаторов в фильтре 4.Выходное напряжение фильтра 4 поступает в выходной формирователь 15,который в частном случае представляетсобой нуль-орган, В моменты переходаотфильтрованной первой гармоники Ц(фиг. 2 б) через ноль формирователь 15формирует импульс, поступающий в систему управления тиристорным преобразователем, Так как Фильтр 4 обладаетвысокими селективными свойствами, провалы напряжения питающей среды не приведут к изменению временного положения выходных сигналов устройства.Предположим теперь, что в моментвременипроизошел обрыв контактапантографа 17, Датчик 2 выдаст сигнал, коммутатор 3 разорвет цепь между вторичной обмоткой трансформатора 1 и входом фильтра 4, В результате верхние обкладки конденсаторов6- 13 фильтра 4 окажутся изолированными от общей шины (входное сопротив"ление формирователя 15 должно бытьдостаточно большим),Так как при 1 ( 1 1 (фиг. 2 а) каждый конденсатор 6- 13 фильтра 4 заряжен до мгновенного напряжения первойгармоники О 6 ,1 (фиг. 2 а), измеренного в момент подключения его нижнейобкладки к общей шине, то обрыв цепи.питания первичной обмотки трансформатора 1 не приведет к исчезновению выходного напряжения фильтра 4. Коммутация конденсаторов 6- 13 по-прежнемупродолжается генератором 16. фильтр 4,лри й1 (фиг. 2 б) превращается вавтономный генератор переменного наряжения, Фаза которого совпадает сфазой напряжения питающей сети, В результате рабата выходного Формирователя 15 (фиг. 2 в) не изменится. Онбудет так же, как и до обрыва контакта, выдавать импульсы в момент перехода напряжения сети через ноль.Время й 0, в течение которогофильтр 4 обеспечивает нормальноефункционирование устройства, зависитот качества изоляции конденсаторовб фильтра. Как показывает зксперимент, при использовании в устройстве конденсаторов типа КБГ численныезначения й 0 лежат в пределах 0,5-2 ч.Таким. образом, при обрыве контактапредлагаемое устройство обеспечиваетформирование сигналов, синхронныхс сетью, в течение времени, излеряемого сотнями и тысячами периодов си5 9 Й нусоиды с частотой 50 Гц. Следовательно, кратковременный режим обрыва контакта не влияет на работу системы управления электровозом,При 1 = Ь (фиг. 2 а,б) контакт 5 пантографа 17 восстанавливается. Однако переходный процесс затухает оцень быстро. Это можно объяснить тем, что напряжение на каждом из конденсаторов 6-13 фильтра ч при с ( й и спрактически одно и то же. Следовательно, разрядных токов в устройстве не возникает. Поэтому переходный процесс будет кратковременным.В режиме обрыва контакта предла гаемое устройство длительное время формирует сигналы, синхронные с сетью только при условии, что частота генератора 16 постоянна, а фаза напряжения сети не изменяется. Если в 20 качестве генератора 16 использовать кварцевый генератор, то, как показывает эксперимент, после обрыва контакта пантографа 17 начинается медленная рассинхронизация фаз напря жения сети и напряжения на выходе фильтра 1, причем скорость изменения разности фаз О, 1 и О 4. (Фиг. 2 а,б) зависит от стабильности генератора 16 и лежит в пределах 30ддр 1 у ап.градПоэтому, есливремя обрыва контакта измеряется несколькими периодами,35 то дрейфом ВЮ( ) ф можно пренебречь. Датчик контакта 2 может быть связан как с первичной, так.и с вторичной обмоткой трансформатора (показано пунктиром на фиг. 1).; Во втором слу 40 чае роль датчика 2 может выполнять 952 бнуль-орган, который размыкает ключ коммутатора 3 всякий раз, когда модуль напряжения вторичной обмотки трансформатора 1 близок к нулю.Предлагаемое устройство обладает повышенной помехозащищенностью за счет включения между трансформатором и фильтром коммутатора, отключающего фильтр от сети в случае потери контакта между пантографом и контактным проводом или провала к 15 ивой питающего напряжения.Формула изобретенияУстройство для Формирования синхронизирующего сигнала, содержащее трансформатор, Фильтр и выходной формирователь, вход которого соединен с выходом фильтра, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, цто, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены дат" чик контакта, коммутатор и генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с одним из входов фильтра, другой вход которого подключен через коммутатор к вторичной обмотке трансформатора, первичная обмотка которогочерез датчик контакта соединена суправляющим входом коммутатора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Капустин А,Д., Копанев А.СЛозановскийА,Л. Особенности устройст,-.,ва и эксплуатации электровоза ВЛ 80 Р.М., 1979, с, 58.2. Писарев А.Л Деткин Л.П. Управление тиристорными преобразователями.М 1975, с. 22.орректор Ю. Макаренко дактор А. Козориз аказ 53 ч 8 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная 4 Тираж 959НИИПИ Государственного поделам изобретений035, Москва, Ж, Рау Подписноекомитета СССРоткрытийская наб., д. 4/