Устройство для формирования сигнала

(56) Патент США В 44166, опублик 1984,8 137, кл. 324 ние относится к средстя и м.б. использовано в я задания режима работыЦель .изобретения - ствительности и надежи гидроагрегат повышение чу сти при конт о оле ч тоты вращения ссинхронного генетор перепада имазн омощью треатора. Кажд ет ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СИГАЛА57) Изобретеам управленинергетике дл пульсного сигнала подключен к диэьюнктору и сумматору, при этом каждый сумматор выполнен несимметричным и насыщающимся, что дает возможность получить не только практически любое распределение импульсных сигналов на временной оси, но и получить нечетные коэффициенты преобразования. Детектор выполнен. в виде двухполупериодного выпрямителя с конденсаторной связью, а диэъюнктор - в виде двухобмоточного трансформатора, первичная обмотка которого выполнена с отводом, Такое выполнение позволяет суммировать токи при более высоких междуфазных напряжениях, а синфазное напряжение непревышает величины фазового сигнала. 1 эапц ф лы 3 илИзобретение относится к средствамуправления и может быть использованов энергетике для задания режима работы гидроагрегата,Цель изобретения - повышение чувствительности и надежности при контроле частоты вращения с помощью многофазной электрической машины.На фиг.1 показана схема устройства 10для Формирования сигнала датчика час"тоты вращения для случая испольэова"ния трехфазного синхронного генератора," на Фиг.2 - схема дизъюнктора идетектора перепада импульсного сигнала; на фиг.З - временные диаграммызависимости тока на блоках сумматоров (а) и напряжения на выходах сум-маторов (б - м) .Трехфазный генератор 1 (Фиг,1) 20через Формирующие цепи 2,3,4, снижающие напряжение сигнала до допустимойвеличины (в простейшем случае в качестве этой цепи может быть использовано интегрирующее звено), и весовые 25резисторы 5 - 22 подключены к входаммасштабных сумматоров 23 - 31, в качестве которых целесообразно использовать операционные усилители, работающие в режиме насыщающихся ограничителей за счет отсутствия внешнейотрицательной обратной связи; выходысумматоров, каждый иэ которых, кроме24, 27 и 23, асимметричен по входу,.что достигается различными значениямивесовых резисторов, связывающих входыэтих сумматоров с фазными выводамигенератора 1, через нуль-органы 32 -40 (в простейшем случае - дифференцирующие звенья) подключены к входамдизъюнктора 41, являющегося выходнойцепью устройства, связывающей его свходами вторичной аппаратуры, приэтом система нуль-орган - дизьюнктор41 является логически суммирующим45детектором момента достижения результата суммирования входных токов сумматоров 23-31 нулевого значения, резисторы, связывающие входы сумматоров 23-31 с нулевой шиной, используются при наличии заметных смещающихтоков,Работа устройства поясняется припомощи совмещенных временных диаграмм, приведенных на Фиг,З, где надиаграмме о приведены значения токов,поступающих на входы сумматоров 2331 через цепи 2-4 (в качестве такихцепей в простейшем случае может быть использовано элементарное интегрирую-. щее РС-звено, обладающее необходимой частотной зависимостью выходного то" ка). При этом соотношение фазовых токов, поступающих на входы сумматоров 23-31, а следовательно, и соотношение сопротивлений весовых резисторов несимметричных сумматоров (сумматоры 23, 25, 26, 28, 29 и 30) можно определить при помощи выраженияК вп(З+ Ы)г . уфз 1 п( +с )где ОС - угловой шаг распределения импульсных сигналов на временной оси.В случае использования наиболее распространенного в практике гидроэнергетики трехфазного тахогенератора сс =15 относительно аргумента (3 фазового напряжения в момент достижения равенства его модуля и модуля напряжения сигнала смежной фазы, определяемого из условия27здп= - зп(5 - )откуда2 Я:2 зхп( " -) сов - =0И н= фт.е.р ИИПоскольку И (число фаз) в этом случае равно 3, то 1" =60 , а К/т=1,37, следовательно, выходные сигналы, полученные в результате дифференцирования фронтов и срезов выходных сигналов сумматоров (приведены на диаграммах б - л) с учетом инверсии результата дифференцирования срезов этих сигналов и последующего логического сложения с результатом детектирования моментов совпадения фазных напряжений по .уровню - диаграмма м, где сигналы, полученные в результате,обработки выходных сигналов асимметричных сумматоров, выделены по толщине, а сигналы, полученные при детектировании моментов совпадения фазных сигналов, в .по высоте, равномерно распределяются по временной оси.В момент, когда суммарный ток.поступающий на входы какого-либо изсумматоров, достигает нулевого значе"ния, этот сумматор переходит в режимизменения своего состояния, характеризующийся резким нерепадом его вы 5ходного напряжения (диаграммы б - л,для удобства анализа эти диаграммыпоказаны для случая работы сумматоров в неинвертирующем режиме, что,поскольку система обработки выходныхимпульсов сумматоров реагирует толькона их перепады, не имеет значения),Поскольку принцип работы всех каналов устройства одинаков, рассмотрим обработку напряжения, снимаемогос фазы А.В момент , ток, отбираемый с фазыА, сравнивается по абсолютной величине с током, отбираемым от Фазы В,но уменьшенным в К/2 раз (кривая 4на диаграмме а), в результате чегосуммарный ток, поступающий через резисторы 11 и 12 на вход операционногоусилителя - сумматора 26, достигаетнулевого значения, после чего на выходе этого сумматора происходит резкое изменение уровня выходного сигнала (диаграмма б, момент , на фиг.3,где показано положительное изменениеуровня выходного сигнала сумматора26, находящегося.в режиме насыщениядо момента С - диаграммы а и б нафиг.З, когда суммарный ток на входесумматора снова достигает нулевогозначения, после чего на выходе сумматора 26 снова возникает перепад уровня, на этот .Раз отрицательный, моментй на диаграмме б, после чего данныйпроцесс снова повторяется, начинаяс момента й - диаграммы ц и б нафиг. 3),При положительном перепаде происходит заряд того входного конденсатора 42 (фиг,2) который подключен квыходу сумматора 26 (фиг.1), поскольку зарядный ток проходит через соответствующий диод 43 (фиг.2) и обмотку 45 трансформатора 46, то на еговыходной обмотке 47 возникает узкийимпульс (момент , на диаграмме вфиг.З). Отрицательный же перепад выходного сигнала данного сумматораприводит к разряду упомянутого конденсатора 42 (Фиг.2) через соответствующий диод 44 и обмотку 48 трансформатора 46, направление намотки 55которой выбрано таким образом (показано на схеме), чтобы сигнал на выходной обмотке 47 этого трансформатора сохранил неизменную полярность(момент Т на диаграмме м, фиг.З),В дальнейшем данный процесс повтоРяется, как это показано на диаграммах Е - м, где приведены выходныесигналы сумматоров 26,27,28,25,24,23,31,30 и 29 (фиг,1) соответственнои выходные сигналы на выходе дизъюнктора 41, роль которого на схеме, приведенной на фиг,2, играет трансформатор 46,В связи с тем, что все девятьвходных цепей (по количеству сумматоров) дизъюнктора перепадов импульсного сигнала, схема которого приведенана фиг.2, состоящие из конденсаторов42 и диодов 43 и 44, идентичны, тона схеме условно приведены толькопервая и девятая.Как показано на диаграмме м(фиг.З), в данном устройстве достигается не менее чем трехкратное повышение разрешающей способности по сравнению с прототипом, В частности,приведенная на фиг,1 схема имеет коэффициент преобразования равный 18.Данное устройство может иметь исамостоятельное значение, ,т.е. нетребовать применения симметричныхсумматоров. В частности, такая необходимость может возникнуть при восьмикратном увеличении коэффициентапреобразования, когда угловой шаг распределения импульсных сигналовна временной оси ы,=11,25 . В этомслучае соотношения между значениямивесовых резисторов определяются извыражения ,360 1здп (и5)оС -Фпзп(п,5)ссгде и - порядковый номер сумматора,общее число которых в данномслучае равно восьми,Расчетные формулы позволяют определить точные значения весовых резисторов только в том случае, когда фаэовые и уровневые параметры тахогенератора взаимно идентичны, что, как показывает практика, зачастую не выполняется, в силу этого равномерное распределение импульсов на временнойоси (это необходимо, в частности,при обеспечении соответствия периодовсигнальных импульсов контролируемойчастоте вращения) обеспечивают подгонкой соотношения весовых резисторовсумматоров, например, при помощи по 1 ч 30583тенциометра, к выводам которого подключают имеющиеся весовые резисторы, а к регулируемому отводу - вход сумматора. Применение только несиммет" ричных сумматоров дает возможность получить не только практически любое распределение импульсных сигналов на временной оси, но и получить, например, нечетные коэффициенты преобразования.Таким образом, предлагаемое уст,ройство по сравнению с известным не только имеет повышенный коэффициент ,преобразования, но и более высокую чувствительность и надежность, поскольку суммирование токов осуществляется при более высоких межфазных напряжениях, чем их сравнение в известном способе, а синфазное напряжение не превышает величины фазового сигнала; в частности, для рассмотренного слу" чая в момент достижения суммарным током на входе сумматора нулевого значения уровень межфазных напряжений достигает значения не меньшегоц =2 ц,зпф-ь) = 1,41в то время как равенство фазных нап" ряжений достигается при их уровнях всегоцА ь с= цаа 1 п 30 = 095 цч причем синфазное напряжение на входах компаратора в отдельные моментыможет достигать величиныц, = 2 ц яп 60 = 1,73 Цчто требует значительного пониженияфазных напряжений перед подачей их навходы компаратора,Формула изобретения101, Устройство для формированиясигнала датчика частоты вращения, содержащее сумматоры и дизъюнкторы,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения чувствительностии надежности при контроле частотывращения с помощью многофазной электрической машины, устройство снабженодетекторами перепадов импульсногосигнала, каждый из которых подключенк дизъюнктору и сумматору, при этомкаждый сумматор выполнен несимметричным и насьпщающимся,2, Устройство по п.1, о т л и ч а-,ю щ е е с я тем, что детектор перепада импульсного сигнала выполнен в виде двухполупериодного выпрямителя с конденсаторной связью, а дизъюнктор - в виде двухобмоточного транс" форматора, первичная обмотка которого выполнена с отводом.1430583 а Составитель О.Голованедактор Л.Веселовская Техред Л,Олийнык орректор И.Муск аказ 5317/3 Тираж 431 П ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж, Раушская наб., д.