Устройство для автоматической синхронизации генераторов переменного тока

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пп 438080 Союз Советских Социалистических Республик(51) М. Кл, Н 021 3/42 22) Заявлено 01.12,71 (21) 1719867/24-7с присоединением заявки32) ПриоритетОпубликовано 30.07.74, Бюллетень28Дата опубликования описания 07.01.75 Государственный комитетСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий 3) УДК 621.316.7(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИНХРОНИ ГЕНЕРАТОРОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Изобретение относится к авиационному электрооборудованию и может быть использовано для синхронизации трехфазных генераторов переменного тока.Известны устройства для автоматической синхронизации генераторов переменного тока, содержащие формирователи прямоугольных импульсов, выходы которых подключены через схемы совпадения ко входам выходного триггера, триггеры, схемы совпадения, реле времени и собирательную схему. Однако такие устройства недостаточно надежны и точны, Кроме того, габариты и вес этих устройств ограничивает их применение,Предложенное импульсное устройство для автоматической синхронизации не имеет перечисленных недостатков.Это достигается благодаря тому, что выходы формирователей прямоугольных импульсов подключены через инверторы и схему совпадения к записывающему единицу входу первого триггера и через дифференциаторы и схему совпадения к записывающему единицу входу второго триггера, записывающий нуль, вход которого через реле времени соединен с выходом дополнительной схемы совпадения, входы которой подключены к выходу триггера и к выходу собирательной схемы, включенной на выходы инверторов, выход одного из которых подключен ко второму входу схемы совпадения записывающего нуль входа выходного триггера, а выход второго - ко второму входу схемы совпадения записывающего единицу входа выходного тригге ра. Третьи и четвертые выходы схем совпадения выходного триггера попарно объединены и подключены соответственно к инверсному выходу первого триггера и к прямому выходу второго триггера. При этом входы формиро вателей подключают к фазному напряжениюсети и линейному напряжению генератора.На фиг, 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 и 3 - диаграммы сигналов в различных точках этой 15 схемы; на фиг. 4 - векторная диаграмма, поясняющая принцип работы устройства.Напряжения сети и генератора подаются наформирователи прямоугольных импульсов 1 и 2. Сигналы с выходов подаются непосредтвенно на первые входы схем совпадения 34, выходы которых подключены к входамтриггера 5 через инверторы б и 7 - на схему совпадения 8, выход которой подключен к записывающему единицу входу триггера 9, 25 через дифференциаторы 10 и 11 - на схемусовпадения 12, выход которой подключен к записывающему единицу входу триггера 13.На записывающий нуль вход триггера 13приходит сигнал с выхода реле времени 14, 30 на вход которого поступает сигнал с выходасхемы совпадения 15. Входы схемы 15 подключены к прямому выходу триггера 13 и квыходу собирательной схемы 16, на входы ко. торой приходят сигналы с выходов инверторов 6 и 7, Кроме того, сигнал с выхода инвертора 6 поступает на второй вход схемы совпадения 4, а сигнал с выхода инвертора 7 - на второй вход схемы совпадения 3. Третьи и четвертые входы схем совпадения 3 и 4 попарно объединены, причем третьи входыподключены к инверсному выходу триггера 9, а четвертые - к прямому выходу триггера 13и входу схемы совпадения 8.Приведенные на фиг. 2 и 3 диаграммы иллюстрируют прохождение сигналов в различных точках схемы при частоте генератора выше и ниже частоты сети.Как видно из фиг. 2 и 3, устройство начинает работать только после одновременногоприхода импульсов от дифференциаторов 11 и 10, т, е., начиная с момента времени 1 ь До этого появление сигналов от формирователей1 и 2 не вызывает изменения состояния устройства, характеризуемого сигналами на выходах 1, 11, П 1, так как сигнал на прямом выходе триггера 13, а следовательно, и на входах схем совпадения 15, 8, 3 и 4 отсутствует.При одновременном появлении импульсов15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 нет понижаться. В последующие моментывремени, когда фазы напряжения генератораи сети (т. е. моменты появления импульсовот блоков 10 и 11) будут совпадать, изменения сигналов на входах и выходах отдельныхблоков будут аналогичны рассмотренным выше. Это будет происходить до тех пор, покаразность частот генератора и сети будет превышать допустимую,Если разность частот генератора и сети становится меньше допустимой (как показано вправой части фиг. 2), т. е. Тс - Т(Тр то вмомент времени 1 появляется сигнал на выходе блока 6, Так как теперь на всех входахблока 8 будут иметься сигналы, то на его выходе также появится сигнал, устанавливающий триггер 9 в состояние, характеризуемоеединицей на выходе 1, что означает Включить контактор параллельной работы,При перебросе триггера 9 с его инверсноговыхода сигнал снимается, что вызывает снятие сигнала со входа, а следовательно, и выхода блока 3. В момент времени 4 срабатывает реле времени 14 и его выходной сигналперебрасывает триггер 13 в исходное состояние: сигнал со входа, а следовательно, и с выхода блока 8 снимается. 1-1 ачиная с этого момента, состояние устройства изменится не может, на выходах имеются следующие сигналы:Выход 11 - Частоту понизинь;Выход 1 - Включить контактор параллельной работы.Если частота сети выше частоты генератора, как показано на фиг. 3, то в момент времени 1 появляется сигнал на выходе блока 6,Это вызывает появление сигнала на выходеблока 16 (так как на одном из его входов появляется сигнал), появление сигнала на выходе блока 4 (так как на все его входы приходят сигналы). Сигнал на выходе блока 4устанавливает триггер 5 в состояние, характеризуемое единицей на Выходе 111, что означает Частоту повысить. Сигнал на выходеблока 16 вызывает появление на выходе блока 15 сигнала, который запускает реле времени 14.Если разность частот генератора и сети превышает допустимую, как показано на фиг. 3влевойчасти, т, е. Т - Т, Трмомент 1,релевремени срабатывает, на его выходе появляется сигнал, опрокидывающий триггер 13 в исходное состояние: сигнал со входа блока 15,а следовательно, и с его выхода снимается,т, е. снимается сигнал со входов блоков 3, 4и 8, а следовательно, и с выхода блока 4.В момент 14 схема возвратится в исходноесостояние с сигналом на Выходе 111 (Частотуповысить), частота генератора начнет повышаться. В последующие моменты времени,когда фазы напряжений генератора и сети(т. е. моменты появления импульсов от блоков 10 и 11) будут совпадать, изменения сигналов на входах и выходах отдельных блоковбудут аналогичны рассмотренным выше. Этобудет происходить до тех пор, пока разность438080 иг. 1 частот генератора и сети будет превышать допустимую.Если разность частот генератора и сети стала меньше допустимой, как показано в правой части фиг. 3, т. е. Т - Т,. Трто в момент времени 1, появится сигнал на выходе блока 7, Так как теперь на всех входах блока 8 будут иметься сигналы, то на его выходе также появится сигнал, устанавливающий триггер 9 в положение, характеризуемое единицей на Выходе 1, что означает Включить контактор параллельной работы. При перебросе триггера 9 с его инверсного выхода сигнал снимается, что вызывает снятие сигнала с выхода блока 4. В момент времени 1, срабатывает реле времени 14 и сигнал на его выходе перебрасывает триггер 13 в исходное состояние: сигнал со входа, а следовательно, и с выхода блока 8 снимается. Начиная с этого момента времени, состояние устройства измениться не может, на выходах имеются следующим сигналы:Выход 1 - Включить контактор параллельной работы.Выход 111 - Частоту повысить.Сигнал на включение контактора параллельной работы выдается вблизи момента совпадения фаз напряжений генератора и сети. Чтобы получить угол опережения, равный 30 эл. град., необходимо подать на схему фазное напряжение сети и линейное напряжение генератора. На фиг. 4 показана векторная диаграмма напряжений генератора (векторы с индексом г) и сети (векторы с индексом с) в момент совпадения фаз для этого случая.Как видно из фиг. 4, совпадение фаз фазного напряжения сети и линейного напряжения генератора соответствует моменту времени, когда угол между векторами одноименных фаз генератора и сети составляет 30 эл. град., причем вектор напряжения сети сдвинут в сторону опережения. Таким образом, момент выдачи сигнала на включение контактора параллельной работы сдвигается в сторону опережения на угол 30 эл, град.5 Предмет изобретения Устройство для автоматической синхронизации генераторов переменного тока, например 10 авиационных, содержащее формирователипрямоугольных импульсов, выходы которых подключены через схемы совпадения ко входам соответственно записывающим нуль и единицу выходного триггера, триггеры, схе мы совпадения, реле времени и собирательную схему, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и точности, выходы формирователей прямоугольных импульсов подключены через инверторы и схему 20 совпадения к записывающему единицу входу первого триггера и через дифференциаторы и схему совпадения к записывающему единицу входу второго триггера, вход которого, записывающий нуль, через реле времени 25 соединен с дополнительной схемой совпадения, входы которой подключены к выходу второго триггера и к выходу собирательной схемы, включенной на выходы инверторов, выход одного из которых подключен ко второму вхо ду схемы совпадения записываощего нульвхода выходного триггера, а выход второго - ко второму входу схемы совпадения записывающего единицу входа выходного тригге ра; третьи и четвертые входы схем совпадс ния выходного триггера попарно объединеныи подключены соответственно к инверсному выходу первого триггера и к прямому выходу второго триггера, причем входы формирователей подключаются соответственно к фазно му напряжению сети и линейному напряжению генератора.каз 3578/16ЦНИИ ПодписноеССР Типография, пр, Сапунов Изд.1886Государственного комитета по делам изобретений Москва, Ж.35, Раушска Тираж 722овета Министроткрытийаб д, 4/5