Устройство для синхронизации генераторов переменного тока

ZIP архив

Текст

Союз Советскик .СоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пп 983892(22) Заявлено 2611.80 (21) 3009018/24-07(Яф ) М. КП.З с присоединением заявки Нов Н 02 Ю 3/42 Государственный комитет С.С С Р по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНХРОНИЗАЦИИ ГЕНЕРАТОРОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА. Изобретение относится к синхрони,зации синхронных генераторов и можетбыть использовано в частности, в системах автоматизированного управлениясудовыми электроэнергетическими установками для выполнения режимов включения на параллельную работу судовыхсинхронных генераторов.Известны устройства для включенияна параллельную работу с постояннымуглом опережения момента включения,формирование сигнала в которых осуществляется в результате выделенияогибающей напряжения биения путемего выпрямления и последующей фильтрации 1,Недостатком известных устройствявляется большая ошибка измеренияфаз, вносимая искажениями огибающейнапряжения биения при искаженияхслагающих его напряжений.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является устройство для синхронизации генераторов переменного тока, содержащее формирователи импульсов с выходами дляподключения на напряжения синхронных генераторов, причем выходы формирователей подключены к блоку логики, счетчик импульсов со счетным вхо дом, подключенным к выходам двухвходовой схемы совпадения, первый вход которой подключен к блоку логи ки, а второй вход - к генератору высокочастотных импульсов, дешифратор с входами, подключенными к соответствующим разрядам счетчика импуль. сов, блоки запрета по разности частот и разности напряжений и формирователь выходного импульса 2 3. В этом устройстве определение момента включения должно обязательно начинаться при значениях угла опережения в 2-3 раза больших допустимого, что обусловлено необходимостью реализации алгоритма постоянного угла опережения и запрета по разности частот. В результате при включении устройства в работу в зоне допустимых .для включения углов сдвига фаз (разности фаз) в ряде случаев возможен пропуск целого периода напряжения биения прежде чем будет выдана команда на включение, что затягивает процесс синхронизации на несколько секунд.Целью изобретения является повышение быстродействия устройства ф синхронизации.Эта цель достигается тем, что устройство для синхронизации генераторов переменного .тока, содержащееформирователи импульсов с выхОдамидля подключения на напряжения генераторов, причем выходы Формирователей подключены к блоку логики, счетчик импульсов со счетным входом, подключенным к выходу двухвходовой схемы совпадения, первый вход которойподключен к блоку логики, а второйвход - к генератору высокочастотныхимпульсов, дешифратор с входами,подключенными к соответствующим разрядам счетчика импульсов блоки запрета по разности частот иразности на- Бпряжений и формирователь выходногоимпульса, снабжено схемой определения начала измерения угла включения,содержащей два статических триггера,первые входы которых объединены и 20подключены к выходу переполнениясчетчика импульсов, первый элементзадержки, выход которого подключенк входу второго элемента задержкии к установленному входу счетчика 25импульсов, выход второго элемента задержки подключен к второму входу второго статического триггера, схемойустановки нуля, выход которой подключен к второму входу первого ста- ЗОтического триггера и второму входудополнительно введенной схемы ИЛИ,первый вход которой подключен к выходу дополнительно введенного инвертора со входом, подключенным к выходублока логики, н выход схемы ИЛИ под"ключен к входу первого элемента за-.держки, выходной схемой совпадения,входы которой подключены к. выходамблоков запрета по разности частоти напряжений, дешифратора статичес Оких триггеров; инвертора, а выходк входу Формирователя выходного импульса.На Фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на Фиг.2 временные диаграммы, поясняющие работу устройства.Устройство сос 1 гоит из Формирователей 1 и 2 импульсов, к входам которых подключены напряжения синхронизируемых генераторов 01 и О, а их выходы подключенык соответствующим входам блока 3,логики, выход ко" торого подключен к входу инвертора 4 и ко второму входу схемы 5 совпадения55 первый вход которой подключен к выходу генератора б высокочастотных,импульсов. Выход схемы .5 совпадения подключен к счетному входу двоичного счетчика 7, а выход инвертора 4 ф подключен к первому входу схемы ИЛИ 8, второй вход которой подключен к выходу схемы 9 Установки нуля. Выход схемы ИЛИ 8 через первый элемент задержки 10 подключен к установоч ному входу счетчика 7 и одновременно к входу второго элемента задержки 11, выход которого подключен к второму входу триггера 12 текущего переполнейия, первый вход которого объединен с первым входом триггера 13 начального переполнения и подключен к выходу переполнения счетчика 7. Второй вход триггера 13 подключен к выходу схемы 9 нулевой установки. Выходы .разрядов счетчика 7 подключены к дешифратору 14, выход которого подключен к третьему входу схемы 15 совпадения, четвертый вход которой подключен к выходу инвертора 4, пятый вход - к прямому выходу .триггера 13, шестой вход - к инверсному выходу триггера 12, первый вход - к выходу блока запрета по разности напряжений 1 б, а второй вход - к выходу блока запрета по разности частот 17. Выход схемы 15 совпадения подключен к формирователю 18 выходного импульса.Устройство работает следующим образом. При включении питания узел 9 установки нуля вырабатывает короткий импульс, устанавливающий счетчик 7 и триггеры 12 и 13 в положение "Оф. При этом сигнал на выходе выходной схемы 15 совпадения отсутствует, так как на ее пятом входе, соединенном с прямым выходом триггера 13 имеет место логический "О". Синусоидальные напряжения работающего и подключаемого генератора поступают соответственно на входы формирователей 1 и 2 и на входы схем запрета по разности напряжений 1 б и разности частот 17. На выходах формирователей .1 и 2 имеют место последовательности импульсов, которые условно можно обозначить о и Ъ, периоды. повторения которых равны периодам входных напряжений, а длительности - их полупериодам, На выходе блока 3 логики имеет место исходная последовательность импульсов, описываемая логическим уравнением"с ъ оО м ю 5, длительность каждого изкоторых соответствует углу сдвига Фаз между на- . пряжениями. При этом, максимальная длительность импульса указанной последовательности имеет место, когда входные напряжения находятся в противофазе. Затем с уменьшением угла сдвига Фаз длительность импульсов уменьшается. С возникновением очередного импульса на выходе блока 3 логики через схему 5 совпадения на вход счетчика 7 начинают поступать высокочастотные импульсы генератора 6, т.е. начинается измерение длительности импульса угла сдвига Фаз ). Одновременно на выходе инвертора 4 возникает983892 логический "О", обеспечивающий отсутствие выходного сигнала на время .измерения.р1С окончанием импульса на счетчике 7 оказывается записанным число, соответствующее его длительности. 5 С помощью дешифратора 14 определяется соответствие этого числа заданной уставке. Если угол сдвига фаз находится в допустимых для включения пределах, то на выходе дешифра тора 14 образуется логическая "1", в противном случае - логический "Оф, Триггеры 12 и 13 служат для защиты от.ложных. выходных сигналов. Емкость счетчика 7 несколько превышает мак симально допустимое число, соответствующее норме. Длительность измеряемых импульсов,разностифаз и заполняющая частота высокочастотных импульсов таковы, что исключая неболь шой интервал в окрестности точки совпадения фаз, счетчик 1 7 переполняется. Поскольку включение синхронизатора производится в произвольный момент, то может произойти ложное сра батывание, если включение устройства произойдет непосредственно за нулевым значением разности фаз..Чтобы избежать этого, служит триггер 13 начального переполнения. При включении он устанавливается в ф.О" и логический "О" с его прямого выхода дает запрет на срабатывание схе-. Мы 15 совпадения до тех пор, пока нет цикла с переполнением счетчика 7.В любом цикле,где имеет место переполнение счетчика 7, возможна ситуация, когда на выходе дешифратора 14 есть логическая "1", соответствующая углу сдвига фаэ, находящемуся в норме. Чтобы избежать ложного выходного 40 сигнала в этом случае, введен триггер Формула изобретения 12 текущего переполнения, которыйпри переполнении счетчика 7 устанавливается в положение "1" и с егоинверсного выхода поступает запретна срабатывание схемы 15 совпаденияв виде логического "О". По окончаниикаждого цикла триггер 12 текущегопереполнения устанавливается в "О".и, если в очередном цикле нет переполнения счетчика 7, то .триггер 12остается в фО" и запрет на срабатывание устройства снимается. С окончанием измеряемого импульса разности фаз на выходе блока 3 логики возникает логический "О", запрещающий доступ высокочастотных импульсов на вход счетчика 7. В то же время на выходе инвертора,4 возникает логическая "1", разрешающая выработку выходного сигнала. При наличии логических "1" на всех пяти входах схемы 15 совпадения, т.е., при соблюдении всех необходимых ус" ловий, на выходе образуется выходной 45 50 55 65 сигнал также в виде логической11"., который расширяется и усиливатся схемой 18.В то же время логическая "1",возникающая на выходе инвертсра 4,через схему ИЛИ 8 и элемент задержки 10 установит счетчик 7 в фО", приводя устройство. в исходное состояниеи подготавливая его к следукь;емуциклу работы, который начинаетса сприходом очередного импульса последовательности с . Наличие элементазадержки 10 обеспе:.ивает установкусчетчика 7 в "О" после начала вы-работки выходного сигнала. Элемент,задержки 11 обеспечивает в конце цикла установку в "О" триггера 12 текущего переполнения после установки в"О" счетчика 7, что исключает воэможность ложного срабатывания устройства в цикле с переполнением счетчика 7, поскольку сначала появляетсязапрет логический,ф 01) на выходе,дешифратора 14 и лишь зарем разрешение логическая "1") на инверсномвыходе триггера 12 текущего переполнения,Таким образом, устройство вырабатывает команду на включение в первом же периоде напряжения при условии, что включение устройства проИзошло в любой момент до наступления допустимого угла опережениясовпадения фаэ синхронизируемых напряжений, или в следующем периоденапряжения биения, если включениеустройства произошло в весьма узкойзоне допустимых углов. Все это определяет повьюение быстродействияпредлагаемого .устройства. Устройство для синхронизации генераторов переменного тока, содержащее формирователи импульсов с выходами для подключения на напряжения генераторов, причем выходы формирователей подключены к блоку логики, счетчик импульсов со счетным входом, подключенным к выходу двухвходовой схемысовпадения, первый вход которой подключен к блоку логики, а второй вход - к генератору высокочастотных импульсов, дешифратор с входами, подключенными к .соответствующим разрядам счетчика импульсов, блоки запрета по разности частот и разнос" ти напряжений и формирователь выходного импульса, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, -оно снабжено схемой определения начала измерения угла включения, содержащий два статических триггера, первыевходы которых объединены и подключены к выходу переполнения счетчикаимпульсов, первый элемент задержки,выход которого подключен к входувторого элемента задержки и к установочному входу счетчика импульсов,выход второго элемента задержкиподключен к второму входу второгостатического триггера, схемой установки нуля,выход которой подключенк второму входу первого статического триггера и второму входу дополнительно введенной схемы ИЛИ, первыйвход которой 1 подключен к выходу дополнительно введенного инвертора со входом, Подключенным к выходу блока логики, а выход схемы ИЛИ подключен к входу первого элемента задержки, выходной схемой совпадения, входы которой подключены к выходам блоков 5 запрета по разности частот и напряжения, дешифратора, статических триггеров, инвертора, а выход . - к входу формирователя выходного импульса.10Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Р 3588519,кл. 307-87, 1971.2. Авторское свидетельство СССРР 349890, кл. Н 02 У 3/42, 1976.983892 Угол олережеыяг норше йод Р Лмюд мрюцбк ю%углюй йя аФ Составитель К.фотинаедактор Н.БобковаТехредМ.гладь Коррек Демчи каз 9945/68 Тираж 669 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Рае филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная Угол олеехсенцяяе в уррлге7-Иереиолияета РОГ ВИИВВ АМ ) УжгаУ 17 ФАРУХ ЮмгаУ Ю Угол олережанияне в ио,оюе7-ие лерелолняетея Подпимитета СССРткрытийушская наб., д.

Смотреть

Заявка

3009018, 26.11.1980

ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ Г-4372

РУДЕРМАН ЛЕВ ЗАЛМАНОВИЧ, БОБЫЛЕВА ТАМАРА НИКОЛАЕВНА, ПУЗЫРЕВИЧ ЮРИЙ СЕМЕНОВИЧ, КОНСТАНТИНОВ ВАСИЛИЙ НИКОЛАЕВИЧ, МАЙЗЕЛЬ ЛАЗАРЬ ШЛЕМОВИЧ, ВАНДЕР МАКСИМ БОРИСОВИЧ

МПК / Метки

МПК: H02J 3/42

Метки: генераторов, переменного, синхронизации

Опубликовано: 23.12.1982

Код ссылки

<a href="https://patents.su/5-983892-ustrojjstvo-dlya-sinkhronizacii-generatorov-peremennogo-toka.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для синхронизации генераторов переменного тока</a>

Похожие патенты